8466
.pdfМИНОБРНАУКИРОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
К.П. Жегалова, С.Я.Скворцов
Основания и фундаменты
Учебно-методическое пособие
по:
-подготовке к практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы);
для обучающихся по дисциплине Основания и фундаменты
направлению подготовки / специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений
направленность (профиль) / специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИРОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
К.П. Жегалова, С.Я.Скворцов
Основания и фундаменты
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
для обучающихсяпо дисциплине Основания и фундаменты
направлению подготовки / специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений
направленность (профиль) / специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
2
УДК 624.15(075)
К.П. Жегалова, С.Я. Скворцов. Основания и фундаменты: учебно-методическое пособие / К.П. Жегалова, С.Я. Скворцов; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет.
– Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022.– __с. – Текст: электронный.
В пособии приведены указания по проведению практических занятий по дисциплине Основания и фундаменты, рассмотрены вопросы расчёта и конструирования фундаментов мелкого заложения, применяемых при строительстве.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, направленность (профиль) Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.
© К.П.Жегалова, С.Я.Скворцов, 2022
© ННГАСУ, 2022
3
Оглавление |
|
Задача №1. Определение ширины подошвы ленточного фундамента.............................................. |
5 |
Задача №2. Проверка напряжений на кровле слабого слоя................................................................. |
7 |
Задача №3. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования........................ |
9 |
Задача 4. Расчет осадки с учетом взаимного влияния двух фундаментов...................................... |
12 |
Приложение ................................................................................................................................................... |
17 |
4
Задача №1. Определение ширины подошвы ленточного фундамента.
1.Ширину подошвы фундамента можно определить из квадратного уравнения вида:
а0·b2 + а1·b – n0II = 0 а0= C1 C2 ·Мγ·kZ·γII
a1= C1 C2 ·[Mq·d1·γIII +(Mq-1) ·db· γIII+ +Мс·сII]– γmg·d
γС1, γС2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.1(по табл.5,4 СП
22.13330).
При L/H= |
γС1= |
γС2= |
kZ – коэффициент, при b<10 принимается = 1;
к – коэффициент, принимаемый равным к=1 – если прочностные характеристики грунта (φII и сII) определены непосредственным испытанием и к=1,1 – если они приняты по таблицам СП 22.13330 прилож. А, табл. А1, А2,
А3;
γmg =20 кН/м3 – средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах;
Мγ, Mq, Мс – коэффициенты, принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя грунта табл. 2 (табл.5,5 СП
22.13330)
d1 – глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвала, м
d1=hs+hcf·γcf / γIII
hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hcf – толщина пола подвала, м
γcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала – 22кН/м3
γIII – значение удельного веса грунта расположенного выше подошвы фундамента;
γII – значение удельного веса грунта расположенного под подошвой фундамента;
db – глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м d1= м
5
а0= а1=
b = a1 a12 4 a0 n0II
2 a0
b= м
Принимаем b= м марка плиты ФЛ
2.Конструирование фундамента и проверка напряжений под подошвой фундамента.
Подбор сборных стеновых и фундаментных блоков производится по табл.3 и табл.4.
Среднее давление под подошвой фундамента:
Р= n0II nfII ngII ,
b
nfII – вес одного метра погонного фундамента, кН/м
nfII= nIf + nIIf |
|
||
Вес 1м фундаментной плиты: |
|||
nIf= |
mф.п *10 |
= |
кН/м |
|
|||
|
ф.п |
|
mф.п. – масса принятой фундаментной плиты
Вес 1м длины фундаментных блоков для стен подвала: nIIf= mф.б. *10*n= кН/м
ф.б.
mф.б. – масса принятых фундаментных блоков
ngII – вес грунта на уступах одного метра погонного фундамента, кН/м
|
|
ngII= γIII* bгр.*hгр..* ℓгр = |
кН/м |
bгр , hгр ,ℓгр – ширина, высота и длина слоя грунта расположенного выше |
|||
подошвы фундамента |
|
||
Р= |
кПа |
R= кПа |
|
Р= |
кПа < R= |
кПа – проверка выполняется (если Р>R, то следует увеличить |
|
ширину подошвы фундамента). |
|
||
|
|
6 |
|
Задача №2. Проверка напряжений на кровле слабого слоя.
При наличии в пределах сжимаемой толщи основания Нс на глубине z от подошвы фундамента, слоя грунта меньшей прочности, чем прочность вышележащих слоев грунта, размеры подошвы фундамента (bхℓ)должны назначаться не только из условия P ≤ R, но и из условия
z ( zp z ) zg Rz
Р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа; R – расчетное сопротивление грунта несущего слоя, кПа;
σzg – напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого слоя, кПа; σzр – дополнительное напряжение на кровле слабого слоя, кПа;
σzγ – напряжение от собственного веса, выбранного при отрывке котлована грунта;
Rz – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности, кПа.
Р |
п0II пgII пfII |
|
b |
||
|
n0II – расчетная нагрузка на обрезе фундамента, кН/м; ngII – расчетный вес грунта на уступах фундамента, кН/м;
nfII – расчетный вес фундамента, кН/м. σzр=α*Р
σzg= σzg,0 + ′II *z
- коэффициент, принимаемый табл.5 (табл.5,8 СП 22.13330.20016) в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2z / b.
σzg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа.
σzγ=α* σzg,0
7
Rz= с1 *к с2 * * z *bz * q *dz * q 1 *db * c *c
c1 и c2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 1 k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные
характеристики грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам СП 22.13330.20016;
М , Мq, Мс - коэффициенты, принимаемые по таблице 2
kz - коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м; kz = z0/b + 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м);
bz – ширина условного фундамента, м;
II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;
′II - то же, для грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента, кН/м3;
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента, кПа;
db - глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);
dz – глубина заложения подошвы условного фундамента бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения подошвы условного фундамента со стороны подвала, м
|
|
bZ |
п0II пgII пfII |
|
|
|
ZP |
||
|
|
|
||
Решение. |
|
|
|
|
1. |
|
Напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы |
||
фундамента: |
||||
σzg,0=γII ·d= |
кПа. |
|||
2. |
|
Напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого |
||
слоя: |
|
|
|
|
σzg,1= σzg,0 + γII * z= кПа. |
||||
3. |
|
Дополнительное напряжение от сооружения в уровне |
||
подошвы фундамента: |
||||
σzр0= Р = |
кПа. |
|||
4. |
|
Дополнительное напряжение от сооружения на кровле |
||
слабого слоя: |
||||
σzр1=α*Р= кПа. |
||||
α=f(ξ=2z/b= |
;η≥10) = |
|||
5. |
|
Напряжение от собственного веса, выбранного при отрывке |
||
котлована грунта в уровне подошвы фундамента: |
||||
σzγ0=σzg,0= |
|
кПа |
||
6. |
|
Напряжение от собственного веса, выбранного при отрывке |
котлована грунта на кровле слабого слоя:
8
σzγ1=α* σzg,0= |
кПа |
α=f(ξ=2z/bк= |
;η≥10) = |
7. Ширина условного фундамента:
bZ
8. Расчетное сопротивление слабого слоя грунта:
Rz= |
с1 * с2 |
|
* * z *bz * q *dz * |
|||
к |
||||||
|
|
|
|
|||
γс1= |
γс2= |
; |
|
|
||
φІІ= : Мγ= |
Мq= |
Мc= |
||||
kz =1,0 ; к=1,0 |
|
|
||||
Rz= |
|
|
кПа. |
|
|
|
|
9. |
Проверяем условие: |
q 1 *db * c *c
;
z |
( zp z ) zg |
Rz |
σz = |
кПа |
|
σz= кПа < Rz= кПа – условие выполняется.
Задача №3. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.
1. Толщина грунта под подошвойфундаментана глубину не менее 4b разбивается на элементарные слои толщиной
|
|
hi 0,4 b, м |
|
2. |
Определяется |
расстояние |
|
от |
подошвы фундамента до |
||
верхней |
границы |
каждого |
|
элементарного слоя zi, м |
|||
3. |
Определяется |
напряжение |
от собственного веса грунта, действующее в уровне подошвы фундамента, по формуле:
Zg0 II d , кПа
4.Определяется напряжение от собственного веса грунта на границе основных слоев:
осн, |
= |
осн, |
∙ Н , кПа |
осн, = |
осн, |
+ |
осн, ∙ Н , кПа |
9
осн, = осн, + осн, ∙ Н , кПа
осн, – удельный вес грунта основных слоев,
Нi – толщина основных слоев.
5.По полученным данным строится эпюра напряжений от собственного веса грунта слева от оси Z.
6.Определяется напряжение от собственного веса на нижней границе каждого элементарного слоя по формуле:
n
Zg,i Zg0 II,i hi , кПа i 1
γII,i – расчетное значение удельного веса грунта i-го элементарного слоя,
кН/м3;
n – количество элементарных слоев на которые разделена сжимаемая толща основания;
7.Определяется дополнительное вертикальное напряжение в уровне подошвы фундамента по формуле:
, = , кПа
Р– среднее давление под подошвой фундамента
8.Определяется дополнительное вертикальное напряжение на верхней границе каждого элементарного слоя по формуле:
,= ∙ , кПа
= ( = 2 ; = ℓ)
i – коэффициент затухания напряжений, принимаемый по табл.5
По полученным данным строится эпюра дополнительных напряжений Zp справа от оси Z.
9.Определяем напряжение от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта:
, = , ∙ ,
, = ( = 2 ; = ℓ )
bk - ширина котлована, принимается b+2м.
Справа от оси фундамента Z строим эпюру напряжений.
10