3. Проектирование ленточных фундаментов.

3.1 Выбор глубины заложения

Из конструктивных соображений отметку подошвы фундамента назначаем

– 3,300м, от уровня низа перекрытия.

Тогда:

-при высоте фундаментной плиты 0,3м и высоте каждого из пяти рядов фундаментных блоков по 0,6м перекрытие над подвалом укладывается на верхний блок;

-условие недопущения выбора грунта из-под подошвы фундамента соблюдается:

h_s+h_sf=0,6м>0,5м

-глубина заложения фундамента d=3,300 м значительно превышает расчётную глубину сезонного промерзания грунта;

-основанием фундамента будет служить песок(ИГЭ-1) с расчётным сопротивлением R₀ =250 кПа.

Рис.5.Расчетная схема к определению размеров ленточного фундамента

3.2 Сбор нагрузок

Требуется сборный сплошной ленточный фундамент под наружную продольную стену административно-бытового корпуса. Здание трехэтажное, стены кирпичные толщиной b₁=0,38м, удельный вес кладки γ=18кН/м³. Расстояние между продольными стенами в осях L=6м, в свету L₀=5,6м. Междуэтажные перекрытия выполнены из сборных железобетонных плит с полами из линолеума, удельный вес перекрытия 2,8 кН/м².

Покрытие – сборные ребристые железобетонные плиты, пароизоляция, утеплитель, трёхслойный гидроизоляционный ковёр, гравий, втопленный в битумную мостику, удельный вес покрытия 3,5кН/м². Кровля малоуклонная. Высота стены Н=9,6м, коэффициент проёмности m=0,85. Длина заделки плиты перекрытия над подвалом с=0,12м. Относительная отметка поверхности земли в рассчитываемом сечении –0,450, отметка низа перекрытия над подвалом –0,300, отметка пола подвала –2,700. Пол в подвале бетонный толщиной h_под=0,2м, его удельный вес γ_под=24 кН/м³. В здании не предусмотрены конструктивные мероприятия по восприятию неравномерных деформаций основания, поэтому конструктивная схема здания гибкая. Грунтовые условия строительной площадки, определённые инженерно-геологическими изысканиями представлены в разделе 1.

Определяем нагрузки для расчёта по деформациям (γ_f=1) в уровне планировки.

Грузовая площадь:

l₁ - длина расчетного участка стены (расстояние между осями смежных проемов или 1м);

l₀ - расстояние в свету между стенами.

Вес стены:

H - высота стены от верха стены подвала до верха карниза;

b₁ - толщина стены;

m - коэффициент проемности;

 - удельный вес материала кладки;

_f - коэффициент надежности по нагрузки.

Вес междуэтажных перекрытий:

Вес покрытия:

Временная длительная нагрузка от перегородок на перекрытия:

.

Нормативная нагрузка от снегового покрова принимается для Белгорода

S₀=1,8 кПа. При уклоне кровли α=0⁰ находим μ=1. Скорость ветра за три наиболее холодных месяца V=5 м/с.

S₀ – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли.

.

Расчетная нагрузка от веса

=3,00,4=1,2

Умножая временные нагрузки, принимаемые как длительные, на коэффициент ₁=0,95 получим суммарную вертикальную нагрузку на один погонный метр в уровне планировки:

Определяем вертикальную нагрузку от перекрытия над подвалом:

Эксцентриситет приложения этой нагрузки:

Момент в уровне планировки: .

вертикальная нагрузка от перекрытия над подвалом, включая собственный вес перекрытия, нагрузку от перегородок и нагрузку на перекрытие, кн

эксцентриситет приложения нагрузки , м

Учитывая, что рассматриваемое здание относится ко II классу ответственности, полученные значения умножаем на коэффициент надежности по назначению . Тогда значения нагрузок для расчетов по деформациям:

3.3 Проектирование ленточного фундамента в стадии завершенного строительства

3.3.1 Определение ширины фундамента

Определяем предварительное значение ширины подошвы фундамента:

погонная суммарная вертикальная нагрузка в уровне поверхности планировки, кн/м

d – глубина заложения фундамента, м

расчетное сопротивление грунта, кПа

среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кн/м³

Подбираем марку железобетонной фундаментной плиты ФЛ 10.24, шириной b=1 м. Расстояние от уровня планировки до пола подвала , оно должно приниматься не более 2 м. Принимаем. Остальные значения аналогичны принятым при проектировании столбчатых фундаментов.

Уточняем ширину подошвы фундамента с учетом вычисленного значения R.

Принимаем с некоторым запасом, учитывая боковое давление грунта, фундаментную плиту ФЛ 12.24 (ГОСТ 13580-85) шириной b=1,2 м. Масса плиты =1,63 т. Расход бетона-0,66 , арматуры 6,3 кг. Цена с НДС=2200 руб.

рис.6 схема к определению размеров ФЛ 12.24

Стену подвала назначаем из фундаментных стеновых блоков сплошных марки ФБС 24.4.6 (ГОСТ 13579-78)

рис.7 схема к определению размеров ФБС 24.4.6

3.3.2 Расчет осадки фундамента

Вес стены подвала: .

Вес фундаментной плиты: .

соответственно вес и длина фундаментной плиты

Вес грунта на левом уступе фундаментной плиты:

удельный вес грунтов засыпки, уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения К не менее 0,95 их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по удельному весу в природном состоянии

Усилия от временной нагрузки на внешней стороне фундамента:

q – интенсивность односторонней временной пригрузки (при отсутствии данных о ее величине может быть принята 10 кПа).

Определяем сумму вертикальных нагрузок в уровне подошвы фундамента:

Определим опорные моменты

Выбираем расчетную схему. Для этого проверяем соотношение:

Следовательно, расчетная схема подвала может приниматься в виде вертикальной балки, верхний конец которой в уровне низа перекрытия над подвалом шарнирно оперт, а нижний конец в уровне подошвы фундамента защемлен.

Рис.8. Расчетные схемы:

а - для определения момента в уровне подошвы фундамента а стадии завершенного строительства при < 0,7;

б - для проверки устойчивости положения конструкции фундамента в стадии незавершен ного строительства

Интенсивность активного бокового давления грунта в уровне подошвы фундамента:

Интенсивность активного бокового давления грунта в уровне подошвы фундамента:

Разобьем площадь эпюры боковых давлений на прямоугольный и треугольный участки. Момент в заделки от действия равномерно распределенной нагрузки на участке 1 при:

Момент в заделки от действия треугольной нагрузки на участке 2:

Момент в заделке от веса грунта на уступе фундаментной плиты:

Момент в заделке от вертикальной нагрузки на внешней стороне фундамента:

Момент в заделке от действия момента приложенного в уровне перекрытия над подвалом

=

Суммарный момент в подошве фундамента:

Определяем эксцентриситет и его относительное значение:

При 1/30 < <. 0,25 фундамент рассматривается как внецентренно нагру­женный, при этом должно выполняться условие

p_max1,2R

Здесь максимальное давление в подошве фундамента определяется по форму­ле

Величина фактических отклонений давления от расчетного сопротивления грунта:

Недогружение основания составляет 3% что меньше допустимых 10%

Требования соблюдаются, значит ширину подошвы фундамента оставляем прежней, следовательно перерасчет не требуется.

Осадка ленточного фундамента:

z	Ϛ	η	α	σzg	σzp	σzpi	hi	E
0	0,00	2	1,000	61,5	175,3	162,75		18000
0,48	0,80		0,857	69,36	150,23	126,75	0,48
0,96	1,60		0,589	77,52	103,25	85,725	0,48
1,44	2,40		0,389	85,7	68,2	57,325	0,48
1,92	3,20		0,265	93,9	46,45	39,795	0,48
2,40	4,00		0,189	102,5	33,14	28,845	0,48
2,88	4,80		0,140	111,1	24,55	21,65	0,48
3,36	5,60		0,107	119,7	18,75	16,735	0,48
3,84	6,40		0,089	128,31	14,72	13,31	0,48
4,32	7,20		0,068	137	11,9	10,85	0,48
4,80	8,00		0,056	145,6	9,8	8,9	0,48
5,28	8,80		0,046	154,2	8	7,5	0,48
5,76	9,60		0,040	162,8	7	6,5	0,48
6,24	10,4		0,034	171,4	6		0,48
6,40	10,66		0,032	174,1	5,6		0,16
6,72	11,2		0,030	179,5	5,26		0,32

Осадка ленточного фундамента составляет S=1,5см≤S_u=8см

3.3.3 Конструирование фундамента

Итак, фундамент представляет собой фундаментные плиты ФЛ 12. 32, ФЛ 12. 24, ФЛ 12.20, ФЛ 12. 12, ФЛ 10. 8, по которым уложены фундаментные блоки ФСБ 24.4.6 т, ФСБ 12.4.6 т, ФСБ 9.4.6,ФСБ 6.4.6 т и небольшие монолитные участки из бетона класса В 7.5

3.4 Проектирование в стадии незавершенного строительства

Если засыпка пазух между стенками котлована и стеной подвала осуществляется до устройства над подвального перекрытия, производятся проверки фундамента на устойчивость положения конструкции на сдвиг и опрокидывание. Эти проверки относятся к расчетам по первой группе предельных состояний и нагрузки используются с коэффициентом надежности по нагрузке , большими единицами, стремящихся сдвинуть (опрокинуть) фундамент, и меньшими, стремящимися удержать фундамент.

3.4.1 Сбор нагрузок

Фундамент рассматривается, как подпорная стенка, на которую действуют расчетные нагрузки: вертикальные –вес стены подвала, фундаментной плиты, грунта и временной нагрузки над левой частью фундамента; горизонтальные- боковое давление от грунта обратной засыпки и временной нагрузки.

Вертикальная нагрузка, действующая в подошве:

Равнодействующая активного бокового давления на стену подвала:

Удерживающая сила без учета пассивного давления грунта:

Сумма удерживающих моментов:

3.4.2 Проверка устойчивости фундамента на сдвиг

Сдвиг фундамента и стены подвала по подошве не произойдет, если выполняется условие

Как видно, условие не выполнено.

3.4.3 Проверка устойчивости на опрокидывание

Проверка на опрокидывание выполняется если выполняется следующее условие:

Условие не выполнено

Выполняем засыпку грунта:

; ;;

Проверка устойчивости фундамента на сдвиг:

147,6Условие не выполняется.

Проверка устойчивости фундаментов на опрокидывание:

;

Условие е выполняется.

Выполняем устройство перекрытия:

Удерживающая сила от перекрытия толщиной 0,20м из бетона класса В15:

0,2

Сила трения:

147,6Условие выполняется.

Проверка устойчивости фундамента на опрокидывание:

;

Проверка:

108,48

Условие выполняется.

3.4.4 Мероприятия по обеспечению устойчивости на сдвиг и опрокидывание

Засыпку пазух котлована следует предусматривать до устройства перекрытия над подвалом.

3.5 ТЭП

Существует необходимость в использовании монолитного железобетона класса В 7.5 В20 а так же необходимо выполнять расшивку швов.