|
Производим проверку прочности грунтового основания: tg dI = Fsa/Fv = 38,26/243,54 = 0,157; dI = 9°; Так как dI = 0,157 < sinjI = 0,3907, расчет прочности грунтового основания производим из условия (26). Определяем изгибающий момент в уровне подошвы фундамента стены: М0 = - RH + Pqh2/2 + Рg3h2/6 - (G1 + G2)е + Мс = - 13,19×3,8 + + 5,66×2,952/2 + 23,56×2,952/6 - 26,54×0,5 + 8 = 3,41 кН×м. Эксцентриситет приложения равнодействующей: е = М0/Fv = 3,41/243,54 = 0,014 м. Приведенная ширина подошвы фундамента: b¢ = b - 2e = 1,4 - 2×0,014 = 1,37 м. Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания определяем по формуле Nu = b¢(Ngb¢gI + Nqg¢Id + NccI) = 1,37(2,72×1,37×20 + 6,71×20×0,5 + 13,15×10) = 374,19 кН. где Ng = 2,72; Nq = 6,71; Nc = 13,15 (по табл. 5 при dI = 9° и jI = = 23°) Проверяем условие (26) Fv = 243,54 кН < gcNu/gn = 0,9×374,19/1,15 = 292,84 кН. Условие (26) удовлетворено.
Расчет основания по деформациям
Расчетное сопротивление грунта основания R определяем по формуле (97)
где gсI = 1,25; gс2 = 1 (табл. 6); k = 1,1; Мg = 0,84; Мq = 4,37; Мс = 6,9 (определены по табл. 7 при jII = 26°); dв = 2 м. Реакция в уровне низа перекрытия по формуле, где k = 4,32 (w = 3): Rn = Qвn = (h1 + h2){Pqn[4n13 - n14 + 4k(n1 + n)2/mI]/8 + + Pg2n[15n13 - 3n14 + 20k(n1 + n)3/mInI]/120}/(1 + k) + [Mcn(15mI + + k) - (G1n - G2n)ek]/H(1 + k) = (0,85 + 2,6){4,38[4×0,753 - 0,754 + + 4×4,32(0,75 + 0,1)2/1,1]/8 + 11,86[15×0,753 - 3×0,744 + 20×4,32(0,75 + + 0,1)3/1,1×0,75]/120}/(1 + 4,32) + [7,3(1,5×1,1 + 4,32) - 23,76×0,5×4,32]/ 3,8(1 + 4,32) = 8,01 кН; М0n = - RnH + Pqnh2/2 + Рg3nh2/6 - (G1n + G2n)е + Мсn = = - 8,01×3,8 + 4,38×2,952/2 + 13,46×2,952/6 - 23,76×0,5 + 7,3 = = 3,56 кН×м; еn = M0n/Fvn = 3,56/220,75 = 0,02 < b/6 = 14/6 = 0,23 м;
pmax = 171,2 кПа < 1,2R = 1,2×326,557 = 391,88 кПа; pmin = 144,17 кПа. Расчет основания по деформациям удовлетворен.
Определение расчетных усилий в стеновых блоках (на 1 м стены)
Реакцию R в уровне низа перекрытия определяем по формуле (93), где k = 8,65 (w = 6) R = Qв = (0,85 + 2,6){5,66[4×0,753 - 0,754 + 4×8,65(0,75 + 0,12)2/1,1]/ /8 + 20,76[15×0,753 - 0,754 + 20×8,65(0,75 + 0,1)3/1,1×0,75]/120/(1 + + 8,65)+ [8(1,5×1,1 + 8,65) - 26,54×0,5×8,65]/3,8(1 + 8,65) = 13,51 кН. Расстояние от максимального пролетного момента до верхней опоры:
Максимальный пролетный момент в стене (ус,о = 2,11): Му,с0 = Qвус,о - [Pq + Pg2(ус,о - h1)/3h2](ус,о - h1)2 /2 - Мс = = 13,51×2,11 - [5,66 + 20,76(2,11 - 0,85)/3×2,6](2,11 - 0,85)2/2 - 8 = = 13,36 кН×м. Опорная реакция в нижнем сечении стены подвала (при w = 3 и Qв = 9,21 кН): Qн = Qв - (Рq + Pg2/2)h2 = 9,21 - (5,66 + 20,76/2)2,6 = - 32,49 кН. Изгибающий момент при ус = 3,45 м: Мус = 9,21×3,45 - [5,66 + 20,76(3,45 - 0,85)/3×2,6](3,45 - 0,85)2/2 - 8 = = - 18,75 кН×м.
Пример 8. Расчет столбчатого фундамента, воспринимающего боковую нагрузку от стен подвала Дано. Четырехпролетный подвал шириной В = 18 м размещен в производственном здании. Ограждающие стеновые панели подвала расположены горизонтально и опираются на банкетную часть подколонников фундамента здания. Класс бетона подколонников по прочности В15 (Еb = 2,05×107 кПа). Геометрические параметры конструкции приведены на рис. 17, где: q = 10кПа; Мс = 400 кН×м; Мсn = 363,6 кН×м; N = 1200 кН; Nn = 1090 кН; h3 = 0,6 м; h2 = 3,75 м; а = b = 2,1 м. Верхняя шарнирная опора принята в уровне низа плит перекрытия подвала. Грунт основания и засыпки имеет следующие характеристики: gn = 18 кН/м3; jn = 32°; сn = 0. Требуется проверить принятые размеры подошвы фундамента и определить расчетные усилия в банкетной части столбчатого фундамента.
Рис. 17. К расчету столбчатого фундамента со стеной подвала
Расчетные характеристики грунта основания: gI = 1,05×gn = 1,05×18 = 18,9 кН/м3; gII = gn = 18 кН/м3; jI = jn/gq = 32°/1,1 = 29°; jII = jn = 32°; сI = 0; сII = 0. Расчетные характеристики грунта засыпки: g¢I = 0,95gI = 0,95×18,9 = 18 кН/м3; g¢II = 0,95gII = 17,1 кН/м3; j¢I = 0,9jI = 0,9×29° = 26°; j¢II = 0,9jII = 29°.
Определение интенсивности давления грунта Интенсивность давления грунта на подколонник фундамента принимается с грузовой площади при l = 6м. 1. При расчете по первому предельному состоянию: l = tg2 q0 = tg2(45° - j¢I/2) = tg2(45°-26°/2) = 0,39;
а) от собственного веса грунта засыпки: Рg1 = 0; Рg2 = [ggf/hl - c(k1 + k2)]yl/h = [18×1,15×4,35×0,39 - 0]3,5×6/4,35 = = 181,64 кПа; Рg3 = [18×1,15×4,35×0,39 - 0]4,35×6/4,35 = 210,71 кПа; б) от загружения временной нагрузкой: Рq = qgfll = 10×1,2×0,39×6 = 28,08 кПа. 2. При расчете по второму предельному состоянию: ln = tg2(45°-j¢II/2) = tg2(45°-29°/2) = 0,347; а) от собственного веса грунта засыпки: Pg1n = [ggfhln - c(k1 + k2)]yl/h = 0; Рg2n = [17,1×1×4,35×0,347 - 0]3,75×6/4,35 = 133,51 кПа; Рg3n = [17,1×1×4,35×0,347 - 0]4,35×6/4,35 = 154,87 кПа; б) от загружения временной нагрузкой: Рqn = qgflnl = 10×1×0,347×6 = 20,8 кПа.
Дополнительные параметры
Ih = l×t3/12 = 1×0,63/12 = 1,8×10-2 м4. При t = const по табл. 8 v1 = 0,35; v2 = 0,1; m1 = Н/(h1 + h2) = 3,8/(0,85 + 2,6) = 1,1; n = h3/(h1 + h2) = 0,35/(0,85 + 2,6) = 0,1; n1 = h2/(h1 + h2) = 2,6/(0,85 + 2,6) = 0,75; kw=6 = wEbIhm2/Еb2(h1 + h2) = 6×8,5×106×1,8×10-2×1,12/1,9×104 х х 1,42(0,85 + 2,6) = 8,65; kw=3 = 3×8,5×106×1,8×10-2×1,12/1,9×104×1,42(0,85 + 2,6) = 4,32. Вес фундамента и грунта на его обрезах: G = 1,4×1×0,35×23×1,1 = 12,4 кН; (Gn = 11,3 кН). Вес грунта и временной нагрузки над левой частью фундамента: |
Fvn(1
+ 6en/b)/b = 220,76(1 +
6×0,02/1,4)/1,4;
