Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Предварительное определение размеров и площади подошвы фундамента
В данном разделе определяем размеры – b, l (принимая, что d – глубина заложения уже назначена в соответствии с указаниями норм проектирования (см. Определение глубины заложения фундаментов. Методические указания. СПб ГПУ, 2007). Предварительные размеры фундамента находятся из условия: фактическое давление под подошвой фундамента p, должно не превышать расчетного сопротивления грунта R, т.е. p≤R. При этом фундамент получается таким, что области пластических деформаций в основании достаточно малы, Z≤ b (рис.3). Таким образом, p = R – это такое равномерное давление фундамента на основание, при котором глубина развития зон пластических деформаций мало Z≈ b (R получено из уравнения Герсеванова – Пузыревского [5]). Pис. 3. Развитие областей пластических деформаций.
Рис. 4. Характерная зависимость «нагрузка - осадка» Наличие линейного участка функции для грунта в общем случае условно, но учитывая однократное нагружение (построили один раз и надолго), для строительной практики это допущение возможно. Такой подход ( ), теоретически обоснованный Н.М.Герсевановым, даёт возможность применять при определении деформаций основания решения теории линейно-деформируемой среды (ЛДС) и инженерные методы. Разработанный на основе решений ЛДС метод послойного суммирования рекомендован СНиПом и применяется при проектировании фундаментов для большинства сооружений ПГС, гидротехнического и энергетического строительства. Расчёт ведётся по II предельному состоянию на основное сочетание нагрузок. В задании на проектирование должны быть заданы физические характеристики грунтов: плотность - , плотность частиц - ρs, влажность – W, т.е. основные физические характеристики, которые определяют в лаборатории. Они представлены в системе единиц СИ. В расчетах же оперируют понятием удельный вес - . Необходимо перейти от плотности к удельному весу – , , (где - ускорение свободного падения). При этом меняется порядок чисел, например: = 1,8 т/м3 = 18 кН/м3
= 1,5 т/м3 = 15 кН/м3 Поэтому в расчетах удобно применять также систему единиц МКСС, в которой сила измеряется в тс, удельный вес в тс/м3; тогда сохраняется тогда сохраняется порядок с в тс/мнять также систему единиц порядок значений при переходе от плотности к удельному весу , например:
= 1,8 т/м3 = 1,8 тс/м3 = 1,5 т/м3 = 1,5 тс/м3
При этом 1 тс/м3 = 10 кН/м3 с точностью до 2%. При переходе из одной системы единиц в другую (СИ МКСС) используют следующие соотношения: сила N: 1 тс =10 кН; 100 тс = 1000 кН=1 мН
100 тс/м2 / давление р: 1 МПа \ 10 кгс/см2
0,01 МПа / 1 тс/м2 \ 0,1 кгс/см2 Кроме того, перевести значения физических единиц из одной системы в другую можно с помощью сайта: www.onlineconversion.com. Следует заметить, что в технической механике применяется также система СГС, механические единицы которой входят в СИ как десятичные дольные значения. В соответствии с расчетной схемой рис.5, принимая условие p = R, получено общее выражение для определения площади А (размеров ℓ х b или D) подошвы фундамента в виде:
где Nc = No – усиление от надфундаментной конструкцией (нагрузка, собранная на обрезе фундамента Nо = Nс), 𝛶прив. – приведенный удельный вес, вводимый для определения веса фундамента с грунтом на его уступах (рекомендуется принимать 𝛶прив. = 2,1 - 2.3 тс/м3), – глубина заложения подошвы фундамента, – превышение уровня грунтовых вод (УГВ) над подошвой фундамента; заметим, что давление воды по подошве фундамента следует учитывать в том случае, если в период эксплуатации УГВ будет поддерживаться постоянным, в противном случае обычно принимают 𝛶в · hв = 0 (в запас прочности и устойчивости). Вес фундамента определяется по формуле: G = · А · d. В зависимости от формы подошвы фундамента в плане, зависимости (2) придают определенный вид. Прямоугольный фундамент (b х ℓ ) - поскольку А = b х ℓ вводят дополнительно коэффициент ℓ/b, принимая равным соотношению сторон поперечного сечения опорной конструкции (колонны, стойки) При к >1,3 принимают ≤ 1,3. Соответственно, зависимость (2) записывается в виде: Ленточный фундамент шириной b и длиной L: а) под стену здания – в этом случае принимаем ℓ = 1 м
где - принимается в расчете на 1 пог.м. длины стены – L, (тс/м). б) под ряд колонн с шагом Lк где - распределяем по длине на шаг колонны в ряду, (тс/м).
Круглый сплошной фундамент с радиусом r:
Кольцевой фундамент с радиусом ro и шириной b ленты кольца (рис.8)
Рис. 5. Расчётная схема к определению размеров (площади) фундамента.
Для центрально нагруженного внешней нагрузкой фундамента (горизонтальная сила – Т не учитывается) выражение для определения площади подошвы из условия равновесия сил на ось получаем из (2). Для практического применения уравнение (2) записываем в виде, удобном для расчетов: р = , окончательно: расчетное сопротивление грунта основания для ширины фундамента . определяется по формуле(интерпретация формулы Пузыревского): где коэффициент условия работы грунтового основания, коэффициент условия работы сооружения во взаимодействии с основанием, и определяются по табл.3, стр.10 СНиП 2.02.01 83* Основания зданий и сооружений. коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента, = 1 при < 10м, а при ≥ 10м, где ширина фундамента, (в случае круглого фундамента принимают =d), = 8м. , и безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от по табл.4 стр.11 СНиП 2.02.01 83*, расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, , осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, , осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (до = 0,5 ), . В случае залегания выше подошвы фундамента нескольких слоев грунта с удельными весами , … мощностью соответственно находим их осредненный удельный вес по формуле: Под подошвой при этом рассматривается слой мощностью = 0,5 . При наличии грунтовых вод удельный вес грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды = , где удельный вес сухого грунта, численно равен плотность грунта в сухом состоянии, плотность грунта, влажность, скелетность, определяется по формуле: плотность твердых частиц грунта, глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) или приведенная глубина заложения фундамента . При наличии подвала вычисляем приведенную глубину заложения фундамента : Глубина подвала определяется по формуле: = . Рис.6. hs- толщина слоев грунта выше подошвы фундамента под полом подвала; hcf - толщина конструкции пола подвала; γcf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала (обычно удельный вес бетона); γ’II - осредненный расчетный удельный вес грунта выше подошвы фундамента. Таким образом, левая часть равенства (3) зависит от b, так же как и правая часть – R, является функцией ширины фундамента b. При этом, для прямоугольного фундамента решаем кубическое уравнение, для ленточного – квадратное. b определяем, решая уравнение на компьютере (EXCEL, MathCAD и пр.) или графически (рис.7). Последовательность действий такова сначала конструктивно задаемся шириной фундамента – b (например 1м, 2м, 3м). Затем в левой части уравнения (3) находим р, а в правой части вычисляем R. Расчеты удобно вести в табличной форме, например: Таблица 1
Далее строим графики.
Рис.7. Зависимости R=f(b) и р=f(b) В результате площадь рассчитанного фундамента при ширине b=2,2 м удовлетворяет уравнению: В вариантах водонапорной башни может получиться так, что расстояние между отдельными фундаментами под стойки будет меньше 20 см, что недопустимо. В этом случае принимаем фундамент – кольцо с шириной b, рис.8.
Рис.8. Находим ширину кольца из условия: Аф – площадь одного прямоугольного фундамента с размерами, которые установли ранее (например, Аф = 9 м2).
|
||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 259. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |