Анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента

В задании на проектирование приведены нормативные значения момента и продольной силы, действующие на уровне обреза фундамента. Нагрузки предназначены для расчетов по второму предельному состоянию- N_o11 (продольное усилие) и М_o11(изгибающий момент). Необходимо оце­нить их величину и возможные эксцентриситеты.

Конструктивные особенности здания оцениваются по чувстви­тельности его к неравномерным осадкам. На основе анализа конструк­тивной схемы здания по СНиП РК [3, с. 80] определяются предельно допускаемые совместные деформации здания и основания. С исполь­зованием рекомендаций [4, с. 24] дается оценка его жесткости.

При проектировании оснований и фундаментов возможны раз­личные варианты их устройства. Вариантность решений фундаментов естественного заложения может быть обусловлена изменением их конструктивных решений

(сборные, монолитные и др.), изменением глубины их заложения, способом

устройства, используемыми строи­тельными материалами и изделиями. Необходимо проанализировать возможные решения и, руководствуясь рекомендациями [4, с. 48], вы­брать конкретный тип фундамента, наиболее рациональный для заданного геологического строения [5, с. 26].

2.3 Определение предварительных размеров фундамента

2.3.1 Выбор глубины заложения фундамента. При выборе глуби­ны заложения фундамента в рамках РГР необходимо последовательно учесть влияние следующих факторов [3, с. 48]:

1) конструктивные особенности здания;

2) инженерно-геологические условия площадки строительства;

3) глубина сезонного промерзания грунтов. Необходимые для расчета значения сумм абсолютных среднемесячных отрицательных температур за зиму приведены в задании. Окончательная глубина за­ложения фундамента назначается с учетом рассмотренных факторов.

2.3.2 Определение предварительных размеров подошвы фунда­мента. Для определения размеров подошвы фундамента рекомендует­ся использовать графо-аналитический способ.

Первоначально устанавливается зависимость расчётного сопро­тивления грунта R от ширины подошвы фундамента b. Для установ­ления зависимости R= f(b) задаются несколькими значениями шири­ны подошвы фундамента b и определяют соответствующие им значе­ния R по СНиП РК [3, с. 50]. Учитывая линейный характер зависимо­сти R= f(b),количество точек (т.е. значений b) принимается не менее двух. Результаты вычислений наносятся на график в виде функции 1.2R=f,{b)- внецентренно нагруженный фундамент (рис. 2.1).

Далее устанавливается зависимость краевых давлений по по­дошве фундамента от его ширины:

- ленточный фундамент

(2.9)

- столбчатый фундамент

, (2.10)

где N_о11 - расчетная вертикальная нагрузка, действующая на уровне верха фундамента для второго предельного состояния, кН;

ή - коэффициент соотношения сторон фундамента;

b - ширина подошвы фундамента, м;

γ_тt - среднее значение удельного веса материала фунда­мента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 20 кН/м³;

d - глубина заложения фундамента, м;

М_o11 - момент всех сил относительно центра подошвы фун­дамента, для второго предельного состояния, кН*м.

Для установления зависимости Р_max=ƒ₂(b)задаются нескольки­ми значениями ширины подошвы фундамента b и по зависимостям (2.9) или (2.10) определяют соответствующие им значения Р_max. Коли­чество точек принимается не менее трёх. Результаты вычислений на­носятся на график в виде функции Р_max=ƒ₂(b)(рис. 2.1).

Рис. 2.1 - Графический способ определения размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента

Требуемые размеры подошвы фундамента устанавливаются по точке пересечения графиков 1,2R=ƒ₁(b)и Р_max=ƒ₂(b). Эта точка отвечает соблюдению

условия Р_max 1,2R. Зная величину b икоэффициент соотношения сторон ή, определяется длина подошвы столбчатого фундамента l=ή*b.

2.3.3 Конструирование фундамента.

Конструирование фунда­мента выполняется в следующей последовательности:

1) подбор унифицированных конструкций фундамента по спра­вочным данным [6, с. 131...149], [7, с. 93... 104], [8, с. 156...185];

2) определение веса фундамента G_f11 и грунта на его уступах G_g11 по конструктивному решению фундамента, обоснованному в п. I;

3) определение уточненного расчётного сопротивления грунта по СНиП РК [3, с. 50] для принятых по п.1 размеров фундамента;

4) определение среднего давления по подошве фундамента.

-ленточного , (2.11)

- прямоугольного , (2.12)

где A и b определяется по п. 1, а G_f11 и G_g11 определяются по п.2;

5) определение краевых давлений по подошве фундамента.

-ленточного , (2.13)

-прямоугольного , (2.14)

6) проверка условий [3, с. 52];

P₁₁ R, (2.15)

P_max 1,2R, (2.16)

P_min 0, (2.17)

где Р₁₁ - среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

P_max ,P_min -максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента по п.5, кПа;

R - расчётное сопротивление грунта по п.З, кПа.

Недонапряжение по подошве фундамента не должен превышать 10%, а перегрузка - 5%.

Если условия (2.15)...(2.17) соблюдаются, то принятые размеры подошвы фундамента сохраняются. В противном случае размеры фундамента увеличиваются и осуществляется переход к п. 1... 6.