Проверим прочность грунтов основания, залегающих под подошвой отдельно стоящего столбчатого фундамента под несущую ж.б. колонну производственного здания на основании данных, полученных в ходе обследования и инженерно-геологических изысканий.

Обследование, в рамках которого был выполнен представленный ниже расчет, проводилось в связи с предстоящей реконструкцией производственного здания под административно-бытовые помещения. Цель расчета заключалась в необходимости определения резерва несущей способности грунтов, залегающих под подошвой существующего фундамента. Другими словами, требовалось установить, способен ли грунт воспринимать нагрузки, планируемые после реконструкции здания.

Алгоритм выполнения соответствующих расчетов описан в этой статье.

В ходе обследования установлено, что фундаменты под ж.б. колонны выполнены сборными столбчатыми стаканного типа по типовой серии 1.412-1. Под все колонны фундаменты запроектированы в одном типоразмере (марки 3Ф18.18) и состоят из подколонника высотой 1,05 м и одноступенчатой плитной части высотой 0,45 м. Подошва «стаканов» находится на отметке -1.900 м. Принципиальная конструкция фундаментов, установленная по результатам исследования контрольных шурфов, приведена на Рис.1.

расчет столбчатого фундаментаРис.1. Разрез по шурфу. Конструкция фундамента под колонну

Естественным основанием столбчатых фундаментов являются пески мелкие, средней плотности, насыщенные водой (ИГЭ-2), имеющие следующие прочностные и деформационные характеристики:

  —  Плотность грунта: ρ=1,96 т/м3
  —  Угол внутреннего трения: φ=35°
  —  Сцепление грунта: cII=0,3 т/м2
  —  Модуль деформации: E=300 кг/см2

 

 

 

Схема для сбора нагрузок от покрытия и стен представлена на Рис.1. Схема для сбора нагрузок от элементов каркаса, грунта на уступах фундамента приведена на Рис.2.

сбор нагрузок +на фундаментРис.2. Схема для сбора нагрузок от покрытия и стен (план)

сбор нагрузок на фундаменты примерРис.3.  Схема для сбора нагрузок от элементов каркаса



I. Сбор нагрузок по подошве фундамента

Грузовая площадь для подсчета нагрузки от конструкций покрытия согласно Рис.2 составит: Sгр = 6 x 6,38 = 38,3 м2. Равномерно-распределенная нагрузка на покрытие (плиты + кровля + снег) определена отдельно. Весовые характеристики типовых сборных ж.б. конструкций (колонн, стропильных балок, фундаментов и др.) определены по материалам соответствующих типовых серий.

Определим общую нагрузку (N) на грунт основания под фундаментом в/о 3-Ж от веса вышележащих конструкций (с учетом временной снеговой нагрузки и веса грунта на уступах фундамента):

1 Покрытие [624 кг/м2×38,3 м2] 21 585,9
2 Ж.б. стропильная балка 2БДР-12 [5000 кг×0,5] 2 500,0
3 Несущая ж.б. колонная сечением 400х400 мм 2 380,0
4 Наружная стена (с вычетом окон) [14,9м3×1800 кг/м3] 26 820,0
5 Железобетонные фундаментные балки 3БФ60-1 1 300,0
6 Вес пола над уступами [524кг/м2×1,8м2+0,46м3×1800кг/м3×2] 2 600,0
7 Вес грунта на уступах [2,31 м3×1980 кг/м3] 4 573,8
8 Собственный вес фундамента [2,51 м3×2500 кг/м3] 6 275,0
ИТОГО, кгс: 68 034,7

Зная общую нагрузку (вертикальную силу) N, определим величину среднего давления на грунт под подошвой фундамента: σ = N / (b × l)= 68034,7 / 1.8 ×1.8 = 20998,4 кгс/м2 ≈ 21 тс/м2.

II. Расчет основания по деформациям

Определим расчетное сопротивление грунта основания по формуле (7) п.2.41 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»:
111112 где:
γc1=1,1 — коэффициент условий работы, принимаемый по Табл.3;
γc2=1,2 — то же;
k=1 — прочностные характеристики грунтов определены испытаниями;
Мy=1,68 — коэффициент, принимаемый по Табл.4 по значению угла внутреннего трения;
Мq=7,71 — то же;
Mc=9,58 — то же;
kZ=1 — т.к. b<10;
b=1,8 — ширина подошвы фундамента, м;
γII=1,91 — усредненное значение удельного веса грунтов под подошвой фундамента, тс/м3;
γ’II=1,98 — то же, залегающих выше подошвы, тс/м3;
сII=0,3 — расчетное значение удельного сцепления грунта, тс/м2;
d1=2,3 — глубина заложения фундамента от уровня планировки, м;
db=0 — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м.

Подставляем представленные выше значения в формулу (7) СНиП 2.02.01-83*:formula_2_2Сравним полученное значение расчетного сопротивления грунта со средним давлением по подошве фундамента (σ):

[ σ = 21,0 тс/м2 ] < [ R = 34,0 тс/м2 ]

Таким образом, среднее давление по подошве фундамента (σ) оказалась меньше расчетного сопротивления грунта (R), из чего можно сделать вывод, что естественное основание фундаментов способно воспринимать расчетные эксплуатационные нагрузки, планируемые после реконструкции здания.

 

Похожие статьи

Подбор сечения продольной арматуры ж.б. колонны. П... Выполним расчет требуемой площади поперечного сечения продольной (рабочей) арматуры несущей двухветвевой железобетонной колонны квадратного сечения в ...
Отмостка: зачем нужна и из чего состоит?... Отмостка является обязательным элементом любого капитального здания. Ее основная функция – это защита фундаментов и цокольной части стен от негативног...
Расчет простенка на прочность с учетом выявленных ... В статье представлен пример расчета несущей способности кирпичной стены трехэтажного бескаркасного здания с учетом выявленных в ходе ее осмотра дефект...
Экспертиза оснований и фундаментов перед реконстру... В статье приведена текстовая часть технического отчета по результатам независимой строительной экспертизы (обследования) грунтов оснований и фундамент...
Пример расчета деревянных балок чердачного перекры... Выполним расчет несущих деревянных балок чердачного перекрытия эксплуатируемого жилого дома старой постройки с учетом дефектов, появившихся в процессе...