Пример сбора нагрузки по сечению 1-1

Полная нагрузка в сечении 1-1 будет складываться (см. рис.7)

1. Нагрузка от кровли:

-нормативная кН/м;

- расчетная кН/м.

2. Нагрузка на перекрытия:

- нормативная

- расчетная

3. Нагрузка от стены:

- нормативная

- расчетная

4.Нагрузка от фундамента

- нормативное

- расчетное .

Полная нагрузка по сечению 1-1 будет равна:

- нормативная кН/м;

- расчетная кН/м.

Аналогично выполняется сбор нагрузки по сечению 2-2.

5. Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения зависит от глубины промерзания, вида грунта и конструктивного решения здания (т.е. от наличия подвала). Нормативную глубину промерзания d_fn определим по формуле 2 [2]: где М_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по табл. 3[6]; d₀ - величина, принимаемая равной: для суглинков и глин - 0,23м,- для супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28м. Коэффициент влияния теплового режима здания k_n определим по табл. 1 [1]. Расчетная глубина промерзания определяется по формуле 3[1]: . Так как слои грунта располагаются не строго горизонтально, то глубину заложения принять с некоторым запасом: d= d_f +0,2м.

Глубина заложения фундамента зависит от вида грунтов. Если в колонке грунтов обнаружен торф или песок рыхлый, то заложение фундамента должно быть не менее 0,5 м ниже подошвы слабого грунта: d=h₁+ h₂+0,5, где h₁, h₂ – толщина слоев. Если слабого грунта не обнаружено, то глубина заложения должна быть не менее: d = h₁+0,5м.

Глубина заложения в здании с подвалом должна быть не менее 0,5м от уровня пола подвала: d = d_b+0,5м, где d_b - глубина подвала: d_b = отм.планировки – Н_подв.. Из трех значений принять большее и определить отметку подошвы фундамента: Отм. подошвы = отм. планировки – d.

Например: d_fn = 1,5м для г. Вологды, k_п = 0,7 при t_в=+5° (в подвале) d_f=1,5х0,7=1,05 м; d=1,05+0,5=1,55 м. Если в колонке грунтов торфа нет, то d=h₁+0,5=0,8+0,5= 1,3м. В задании дана отметка планировки и отметка пола подвала, тогда d_b=-1,0-(-2,4)=1,4 м; d=1,4+0,5=1,9 м. Из трех значений примем большее d=1,9м, тогда отметка подошвы будет: -1,0-1,9=-2,9.

В контрольной работе и курсовом проекте отметка глубины заложения фундамента дана в задании, и её необходимо уточнить по данной методике.

6. Определение ширины подошвы фундамента

В масштабе 1:50 следует вычертить колонку грунтов и сечение фундамента. Определить, какой грунт является основанием.

Рис. 5. Сечение фундамента

Если h₁+h₂>d, то основанием является грунт №2; если h₁+h₂≤d, то основанием является грунт №3.

Колонка грунтов вычерчивается на основании данных геологических изысканий, если они отсутствуют, то их может в учебных целях выдать преподаватель или указать в задании расчетное сопротивление грунта R₀.

При наличии геологических данных определяют R₀ по физико-механическим свойствам грунта.

Для этого следует определить условное расчетное сопротивление грунта основания R₀, кПа по табл.2 и 3 прил. 3 [2] или по табл. прил.6 настоящих указаний. При определении ширины подошвы фундамента глубиной заложения будет величина d₂ - расстояние от пола подвала до подошвы: d₂=h_cf + h_s, м, где h_cf=0,15-0,20 м – толщина пола подвала; h₃ - толщина слоя грунта со стороны подвала определяется по разнице отметок. Предварительно ширина подошвы определяется из условия:

(14)

где =20-22 кН/м³ - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах. Если здание подлежит реконструкции и известна ширина подошвы в, то данные вычисления не производят, а переходят сразу к пункту определения удельных весов с целью уточнения расчетного сопротивления грунта. Принять предварительно ширину подошвы по ГОСТ13580-85: b =0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8; 3,2 м. Например, h₁+h₂=0,8+2,5=3,3 > d=1,9м, следовательно, основанием является грунт №2 - суглинок с показателем текучести J_L=0,5 и коэффициентом пористости е=0,75;

R₀=204кПа - по табл. прил.6; примем h_cf =0,15м, тогда (см. рис. 5);

, примем b=0,8 м.

Далее следует определить расчетное сопротивление грунта R и уточнить ширину подошвы фундамента b.

Для этого определим средний удельный вес грунта над и под подошвой фундамента. Если основанием является грунт №2,

то ; (15)

Если основанием является грунт №3, то

; , где d - глубина заложения фундамента от уровня планировки, , кН/м³ - удельный вес слоев грунта; h₁, h₂, h₃, м - толщина слоев грунта, дается в задании или в разделе «Исходные данные» дипломного проекта. Далее следует определить приведенную глубину заложения d₁ фундамента: , м - ф.8[2],

где - удельный вес конструкции пола подвала; для бетонных полов ; в здании без подвала d₁=d.

Например,

; ;

Далее следует определить механические характеристики грунта основания по табл. 1 или 2, прил. 1 [2] или по табл.1 прил.7 настоящих методических указаний: сцепление С_п и угол внутреннего трения ; в дипломном проекте значения С_п и даны в разделе «Исходные данные», в таблице физико-механических свойств, грунта. По величине определить в табл. 4 [2] или в табл.2 прил.7 безразмерные коэффициенты . По табл. 3 [2] или по табл.4 прил.7 определить коэффициенты условий работы грунта и здания и . Коэффициент к=1,1, если механические характеристики грунта определены косвенно. Коэффициент к_z = 1, если ширина подошвы фундамента, принятая предварительно: b<10м.

Определяем расчетное сопротивление грунта по ф. 7 [2]:

(16)

Уточняем ширину подошвы фундамента по полученному значению R₀ , м и принимаем марку фундаментной плиты по ГОСТ13580-85 с запасом так, чтобы выполнялось условие: . Если ширина подошвы отличается от ранее принятой, следует пересчитать R с новым значением b и еще раз уточнить ширину подошвы. Когда ширина подошвы принята окончательно, необходимо проверить давление под подошвой фундамента:

, кПа (17)

где d – глубина заложения см. рис. 5;

b – по формуле 14;

Nⁿ – по формуле 12;

γ_m – см. формулу 14.

Если условие не выполняется, следует увеличить ширину подошвы так, чтобы условие выполнялось.

В реконструируемых зданиях, если условие не выполняется, то выполняют усиление или учитывают уплотнение грунта под подошвой и повышение его несущей способности.