Анализ конструктивной схемы здания. Сбор нагрузок на колонну. Обоснование типа фундамента

Необходимо запроектировать фундаменты для одноэтажного трёхпролетного цеха, относящегося ко II классу ответственности. Коэффициент надежности по назначению, согласно СП 22.13330.2011 для II класса γ_n = 1. В цехе в двух пролетах расположены два крана грузоподъёмностью по 10т и 5 т соответственно при круглосуточной работе. Режим работы кранов 7К. Предельный относительный эксцентриситет приложения равнодействующей в подошве фундамента ε_u = 1/6. Технологическое оборудование и заглубление помещения не оказывают влияния на фундаменты.

Среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам цеха, в зимней период равна 10° С. Нагрузки на полы цеха вблизи колонн крайнего ряда отсутствуют.

Проектируемое одноэтажное производственное здание имеет полный железобетонный каркас. Предельная осадка для такого здания S_u = 10 см, предельный крен не нормируется. В надземной части здания не предусмотрены специальные конструктивные мероприятия по приспособлению к восприятию усилий от деформации основания, поэтому конструктивная схема здания - гибкая. Полы в цехе - бетонные по грунту.

Проектируется фундамент под типовую сборную двухветвевую колонну крайнего ряда с размерами b_с х l_с = 500 х 1000 мм, отметка пяты колонны -1050, шаг колонны 6 м.

Усилие в пяте крайней стойки двух пролетной рамы

Таблица 2

Усилия	Ед.Изм.	Вес надзем. Констр.	Нагрузка
	Снеговая	крановая	Ветровая
Дmax	Дmin	Тормо жение	слева	справа
M	кНм
N	кН					-	-	-
Q	кН

Сочетания для расчета по II группе предельных состояний

Сочетание с наибольшим моментом по часовой стрелке

Сочетание с наибольшим моментом против часовой стрелки

Сочетания для расчета по I группе предельных состояний

Сочетание с наибольшим моментом по часовой стрелке

Сочетание с наибольшим моментом против часовой стрелки

Нагрузки на фундамент определяем в уровне его обреза в невыгодных сочетаниях для расчета по первой и второй группам предельных состояний. Нагрузки представлены в таблице 3.

Нагрузка на обрез фундамента

Таблица 3

Группа предельного состояния, в которой используются нагрузки	Номер сочетания	Значение нагрузок
М, кНм	N, кН	Q, кН	G, кН
I (первая)
	-100		-31
II (вторая)
	-37		-19

На фундамент передается нагрузка от веса стены. Значение определяется по формуле:

где l = 6 м - шаг колонн;

γ = 34,43кН/м³ - удельный вес кирпичной кладки;

К_n = 0.85 - коэффициент проёмности;

Проектирование железобетонных фундаментов стаканного типа под колонны крайнего ряда

Выбор глубины заложения

Глубина заложения фундамента d из условия прорезки почвенно-расти­тельного слоя должна быть больше 0.6 м (d> 0.6 м). Нормальная глубина сезонного промерзания грунтов определяется по формуле:

где М_t- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимают по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;

d₀ - величина , принимаемая для супесей- 0,28.

Расчетная глубина сезонного промерзания при температуре в помещении 10°С с полами по грунту:

где К_h - коэффициент, учитывающий температуру воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, наличие подвала или техподполья, а также состав полов.

Из конструктивных требований к заделке прямоугольной колонны в стакан высота фун­дамента определяется по формуле:

d_c>1,05-0,15 = 0,9м.

h_f≥d_c+h_g +0,05 = 0,9+0,2 + 0,05 = 1,15 м.

где d_c - глубина заделки колонны в фундамент;

h_g - расстояние от дна стакана до подошвы фундамента, принимаемое не менее 0,2 м.

0,05 – расстояние между торцом колонны и дном стакана, назначаемое для возможности рихтовки колонны при монтаже, м.

Из трех полученных значений принимаем максимальное, округленное до ближайшего большего кратно 0,3 м, при этом учитываем, что минимальная высота фундамента принимается 1,5 м. Для данных условий принимаем глубину заложения d=h=1,5 м.