Задание — Компьютерное моделирование — Расчет столбчатого фундамента

Исходные данные

Район строительства- Омск;

Толщина пола подвала – 0,26м;

Высота подвала – 2,3м;

Уровень грунтовых вод- 3,2м;

Характеристика грунтов

Район строительства	Глубина подвала, м	Нормативная нагрузка на фундамент / Нагрузка на колонны каркаса административно-бытового корпуса, кН/м		Расчетная среднесуточная температура в помещениях
Камышин	1,0	300	2800	15

 

№ слоя грунта	Грунты *	Глубина от поверхности, м			Расчетные значения характеристик с доверительной вероятностью» [1]
		«слоев грунта		грунто- вых вод» [1]	, кн/м3	, кн/м3					С, кПа	Е, МПа
		от	до
1	1	0	0,7	4,2	—	—	—	—	—	—	—	—	—
2	2	0,7	5,5		18,7	26,6	0,25	—	—	29	0	28	0,22
3	3	5,5	13,1		17,7	27,4	0,24	0,2	0,45	14	38	27	0,12

 

* Грунты:

1 – почва каштановая, суглинистая;

2 – песок мелкий, средней плотности;

3 – глина пылеватая, комковая, полутвердая;

 

2. Определение глубины заложения фундамента

2.1. Глубина заложения по конструктивным требованиям

По конструктивным требованиям глубина заложения ленточных и столбчатых фундаментов определяется по формуле:

где  — глубина подвала

— высота фундаментной плиты ( м).

0,1 – толщина пола (м).

Глубина подвала d_в = 1,0 м.

Принимаем конструктивно высоту фундаментной плиты м.

По конструктивным требованиям глубина заложения:

м.

2.2 Глубина заложения по условиям промерзания

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта из мелкого песка в районе г. Камышин составляет:

м

M_t — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе по табл. 2.1 прил. 2 [1].

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:

м

где: — для здания с подвалом при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении 20 С табл. 2.2 прил. 2 [1].

Глубина расположения уровня подземных вод  м.

d_ƒ+ 2 = 0,66 + 2 = 2,66м;

d_w >d_ƒ + 2м.

Согласно табл. 2.3 приложения 2 [1], глубина заложения фундамента d не зависит от и принимается по конструктивным требованиям. Принимаем м по конструктивным требованиям.

3. Расчет столбчатых фундаментов мелкого заложения

3.1. Определение размеров подошвы фундамента

Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом
g= 18,7 кН/м³ и коэффициентом пористости е=0,778 (по расчету см. п.2.1).

Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком,

R_о= 0,2 МПа (по расчету см. п. 2.1).

Глубина заложения подошвы фундамента от планировочной поверхности площадки с учетом глубины подвала и конструктивных соображений

d = d_в + h_рр+ h_f= 1,0+ 0,15 + 1,9 = 3,05м

Конструкция фундамента показана на рис. 8: высота фундамента h_f, м, глубина стакана h_st назначается 0,5 м, т.к. ширина колонны h_к= 0,4 м, а глубина заделки колонны в стакан должна находится в пределах (1…1,5)h_к по конструктивным требованиям.

d₁ – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

,

где

=1,9 м– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала до отметки низа пола подвала;

м. – толщина конструкции пола подвала;

— расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

Предварительная площадь подошвы фундамента

A = N / (R — g_md) = 2,80/ (0,20 – 0,02 ×3,05) = 20,7 м²;

Размеры фундамента

A = b×l = 4,5×4,5 = 20,25 м².

Расчетное сопротивление *грунта основания при b = 4,5м

Принимаем R= 595 кПа.

Площадь подошвы фундамента

A = N / (R — g_md) = 2,80/ (0,595 – 0,02 × 3,05) = 5,24 м²;

Фундаментную плиту принимаем из монолитного железобетона площадью:

A = b×l = 2,4× 2,4 = 5,76 м².

4,5 – 2,4 = 2,1, что больше 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

A = N / (R — g_md) = 2,800/ (0,536 – 0,02 × 3,05) = 5,89 м²;

A = b×l= 2,5 × 2,5 = 6,25 м².

2,5 -2,4 = 0,1, что менее 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

Вес фундаментной плиты

G_f=Ah_ng_d  = (6,25+2,89) ∙ 0,5 ∙ 0,024 = 0,217 мН.

Вес стакана под колонну

G_s = 0,9 × 0,9 × 0,9× 0,024 = 0,017 мН

Вес грунта на обрезах фундамента

G_q1 = (A — A_s) h_qg_q = (6,25 – 0,81) × 0,9 × 0,02 = 0,098 мН

G_q2 = (A — A_s) h_qg_q = (6,25 – 2,89) × 0,5 × 0,02 = 0,034 мН.

Среднее давление под подошвой фундамента

Р= 507кПа < R= 539 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 5,9% <10%, следовательно, фундамент запроектирован рационально.

Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 2,5 х 2,5 м с высотой h_п= 0,5 м.

Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N= 3,240мН.

Расчетная нагрузка:

G_f= 1,1 ∙ (0,217 + 0,017) = 0,257 мН,

G_q = 1,15 ∙ 0,132 =0,152 мН.

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок