Расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента

2.2 Определение расчетного сопротивления грунта основания при ширине подошвы 1м

Расчетное сопротивления грунта основания R определяется по формуле::

где γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условий работы грунта (γ_с1=1,2 и γ_с2=1,0);

К – коэффициент надежности по грунту (К=1,1);

М_γ, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта под подошвой фундамента (26 0 ):

b – ширина подошвы фундамента (b=1 м);

d_f – расчетная глубина заложения подошвы фундамента, d_f=3,0 м;

γ_II – среднее расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих непосредственно под подошвой фундамента ();

γ_II’ – то же, залегающих выше подошвы фундамента в пределах глубины d_f с учетом взвешивающего действия воды;

C_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (C_II=18 кПа).

Тогда расчетное сопротивление грунта основания R составит:

2.3 Определение подошвы ленточного фундамента

Требуемая площадь подошвы фундамента находится по формуле:

где N₀ II – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента (3065,96 кН);

R₀ – условное расчетное сопротивление грунта основания

γ_m – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах:

d_f – глубина заложения фундамента от отметки пола (-0.0 м).

Принимаются унифицированные размеры подошвы фундамента 2.38*0.4 м (площадь 0.95м 2 ).

2.4. Конструирование фундамента

Для определения размеров подошвы прямоугольного фундамента , необходимо учитывать следующие условия:

Где b – ширина фундамента,

l – длинна фундамента.

Уточняем расчетное сопротивление:

2.5 Определения давления на грунт основания под подошвой фундамента

Вертикальная расчетная нагрузка, приходящаяся на грунт основания под подошвой фундамента определяется по формуле:

Где N II – вертикальная расчетная нагрузка на обрез фундамента;

N_ф – вес фундамента, который определяется по формуле:

где V_ф – объем фундамента:

_{— удельный вес железобетона, который равен 23 кН/м} 3 _.

_{— расчетный вес грунта, лежащего на уступах грунта:}

γ_II – среднее расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих непосредственно под подошвой фундамента ();

Среднее давление действующее под. подошвой фундамента определяется по формуле:

где А_ф – площадь подошвы фундамента.

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента

2.6. Проверка давления, действующего на грунт основания

а) для среднего давления на грунт:

б) для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно главной оси:

в) для проверки недопустимости отрыва подошвы фундамента от грунта

2.7 Расчет основания по деформациям (по второму предельному состоянию)

Расчет осадки фундамента производиться методом послойного суммирования. Основание под подошвой фундамента разбивают на элементарные слои, 8-10. Толщина каждого слоя не должна превышать

Определяться природные _{и дополнительные напряжение в каждом из точек.}

_{В точке 0 природные напряжения от собственного веса грунта будут равны}

В последующих точках напряжения от собственного веса грунта равны

Дополнительные напряжения _{в точке 0 определяться по формуле}

В нижележащих торчках дополнительные напряжения определяться

Где α- коэффициент, зависящий от отношения l/b= K_п, 2z/b=m и принимаемый по таблице;

z – расстояние от подошвы фундамента до і-той точки.

Таблица 18 — Расчет осадки фундамента ФМ – 1

Как правильно объяснить формулу расчетного сопротивления грунта по СП

Не корректно записано или я что-то не понимаю.
В формуле по определению расчетного сопротивления в обозначениях написано следующее:
С2-расч. значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента и тут же примечание (см.5.6.10)
В 5.6.10. написано что С2 нужно находить для конкретной толщи грунтов, в зависимости от толщины подошвы.
Дак всётаки как правильно понять? Для того грунта что под подошвой или для среднего показателя для всех слоёв в этой толще.
Кстати про Угол трения всё тоже самое.
А для Гаммы два всё ясно, тут вопросов нет.

Просмотров: 6559
Регистрация: 25.04.2006
Сообщений: 1,203
Сообщение от Ivan-Ivan

Не корректно записано или я что-то не понимаю.
В формуле по определению расчетного сопротивления в обозначениях написано следующее:
С2-расч. значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента и тут же примечание (см.5.6.10)
В 5.6.10. написано что С2 нужно находить для конкретной толщи грунтов, в зависимости от толщины подошвы.
Дак всётаки как правильно понять? Для того грунта что под подошвой или для среднего показателя для всех слоёв в этой толще.
Кстати про Угол трения всё тоже самое.
А для Гаммы два всё ясно, тут вопросов нет.

Действовать по п. 5.6.10, разумеется. Формула расчета R выводилась исходя из условия развития пластических зон на глубину b/4. Логика подсказывает, что именно в пределах этой глубины нужно осреднять хар-ки грунта, тем не менее из СНиПа в СНиП кочует b/2.

Регистрация: 25.09.2009
Сообщений: 98

Это ясно, но тут же и написано что «Залегающего непосредственно под подошвой» какой тут смысл преследовали.
получается если развёрнуто написать, то будет что то такое — «расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой на глубину Z»?
А если в пределах толщи разные слои. Ну муть. написалиб так же как для Гаммы2. что Осредненное значение, аннет. они пишут Непосредственно под подошвой

73. Определение расчетного сопротивления грунта

Автор: Вараксин Петр

1. Когда и зачем необходим расчет?
2. Как выполнить расчет сопротивления грунта в программе?
3. Сравнение полученных результатов

В версии ЛИРА 10.12 стало возможным определять расчетное сопротивление основания грунта согласно нормативным документам. В этой заметке мы рассмотрим особенности выполнения такого расчета в программе, а также на примере сравним полученные результаты ручного расчета с расчетом из расчетного комплекса.

Когда и зачем необходим расчет?

Проектируя конструкцию фундаментов мелкого заложения, инженер сталкивается с необходимостью выполнения проверок ограничивающих появление чрезмерных осадок здания.

Некоторые методы расчета осадок имеют свои границы применения.

Так, выполняя расчет осадок, применяя схему в виде линейно деформируемого полупространства с уловным ограничением глубины сжимаемой толщи, необходимо соблюдать условие, по которому среднее давление под подошвой фундамента P не должно превышать расчетное сопротивление грунта основания R п.5.6.6 СП 22.13330.2016.

Y_c1 и Y_c2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( φ_II и
с_II ) определены непосредственными испытаниями, и

M_γ, M_q, M_с — коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

k_z — коэффициент, принимаемый равным единице при (здесь z₀ =8 м);

b — ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_n допускается увеличивать b на 2h_n );

γ_II — осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ;

γ`_II — то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

c_II— расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

d₁ — глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, вычисляемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за d₁ принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;

здесь h_s — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf — толщина конструкции пола подвала, м;

γ_cf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3 ;

d_b — глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м).

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_n допускается увеличивать d₁ на h_n.

Значение R в данном выражении совпадает с таким давлением под подошвой фундамента, при котором зоны пластических деформаций развиваются на глубину Z=b/4, что соответствует началу фазы образования областей сдвига. При превышении давления будет наблюдаться существенное развитие областей пластической деформации под краями фундамента, что нарушит изначально принятую линейную зависимость между напряжениями и деформациями.

Впервые данная формула появилась в нормативных документах в СНиП 2.02.01-83 и является выражением для расчетного сопротивления грунта выведенного из формулы Пузыревского-Герсеванова.

Как выполнить расчет сопротивления грунта в программе?

Для определения данных расчетного сопротивления в программе необходимо указать какие элементы будут входить в рассматриваемую группу. Данные элементы также должны иметь назначенное значение Pz в параметрах упругого основания.

Во вкладке «группы свай и фундаментов» следует ввести размеры здания и выделенного фундамента

Свойства грунтового основания определяются в расчете из вкладки «Редактор грунта»

Сравнение полученных результатов

В примере участвует столбчатый фундамент без подвала с однородным грунтом

Результат ручного расчета

Результаты расчетного сопротивления отображаются как в модуле грунт для одного конечного элемента, так и для всех элементов входящих в группу плитного фундамента

Результаты расчета в ЛИРА 10.12

Значение расчетного сопротивления грунта можно сравнить с средним давлением P_ср = 12 тс/м2 P_ср ≤ R_z – условие выполняется

О некоторых особенностях ввода данных

• Произведение длины и ширины указанного фундамента должно отличаться не более чем на 3% от реальной площади выделенных элементов
• Если характеристики для расчета были взяты по таблицам норм (коэффициенты для расчета сопротивление грунта таблицы приложения А), то необходимо поставить соответствующую галочку, это влияет на значение коэффициента для грунта
• При наличии подвала, следует внести соответствующие значения для определения приведенной глубины заложения фундаментов k
• При наличии подвала, следует внести соответствующие значения для определения приведенной глубины заложения фундаментов d₁
• Коэффициенты γ_c2 для жесткой конструкции при промежуточных значениях определяются интерполяцией

Дополнительно при определении расчетного сопротивления в модуле ГРУНТ выполняется проверка слабо подстилающего слоя в пределах глубины сжимаемой толщи по пункту 5.6.25 СП 22.13330.2016.

σ_Zp, σ_Zy, σ_Zg — вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента (см. 5.6.31), кПа;

R_z — расчетное сопротивление грунта пониженной прочности, кПа, на глубине z, вычисленное по формуле (5.7) для условного фундамента шириной , м, равной:

здесь N — вертикальная нагрузка на основание от фундамента, l и b — соответственно длина и ширина фундамента.

При возникновении ошибки расчета, связанных с пунктом 5.6.25 следует изменить исходные данные:

• увеличить глубину заложения фундамента
• повысить характеристики слоев грунта, залегающих в сжимаемой толще
• уменьшить нагрузку P_z
• изменить габариты фундамента
• уменьшить минимальную глубину сжимаемой толщи

Список литературы

1. Насонов С.Б. Руководство по проектированию и расчету строительных конструкций. В помощь проектировщику. – Москва, АСВ, 2017.
2. Малышев М.В., Г.Г. Болдырев. Механика грунтов основания и фундаменты (в вопросах и ответах). – Москва, АСВ, 2004.
3. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. (с Изменением N 3)

Заметки эксперта

Новости

Публикации

Вебинары

ЛИРА софт приняла участие в знаковом событии — международном форуме, посвященный устойчивости зданий к сейсмическим угрозам в Satbayev University.

05 марта 2024

Приглашаем принять участие в обучающем онлайн-проекте — BIM-факультет АСКОН. ЛИРА софт выступила одним из спикеров и партнеров проекта.

05 марта 2024

Присоединяйтесь к ЛИРА софт на серии вебинаров Russian BIM Days, организованных ИЕСОФТ совместно с Академией Осознанного Проектирования.

22 февраля 2024

Алексей Колесников, технический директор ЛИРА софт, выступит 29 февраля в 13:30 на площадке Amber Plaza в рамках конференции «IT в архитектуре и строительстве. Вызовы 2024».

20 февраля 2024

Выполнено формирование информационной модели многоэтажного
жилого здания в BIM-системе Renga. Проведен экспорт модели и расчет конструктивной
системы здания в ПК Лира 10.12. Представлены результаты моделирования и
проектирования.

12 февраля 2024

В большинстве опытов по испытанию адгезионных соединений измеряется средняя адгезионная прочность. Данная величина вычисляется как отношение разрушающей нагрузки к площади склейки. Подобный подход подразумевает равномерное распределение касательных напряжений. Исследователи давно обнаружили, что средняя адгезионная прочность соединения является сильной функцией геометрических [1] и физико-механических параметров модели и, следовательно, делает малоинформативными и несопоставимыми экспериментальные данные, выполненные на отличающихся образцах. Малочисленные результаты по измерению касательных напряжений по площади склейки с использованием преимущественно поляризационно-оптических методов [2] показывают, что распределение напряжений является нелинейной функцией. При этом наблюдается концентрация напряжений у торцов модели. В связи с этими фактами возникает необходимость детального изучения напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений.

06 июня 2019

В статье рассмотрено практическое применение методики нелинейного статического анализа сейсмостойкости зданий и сооружений. Произведен расчет одноэтажной стальной рамы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами. В результате анализа полученных результатов расчета показана значимость высших форм колебаний и необходимость анализа их влияния на реакцию системы.

06 февраля 2018

С помощью современного программно-вычислительного комплекса ЛИРА 10.6 выполнена сравнительная оценка напряженно–деформированного состояния не поврежденного и коррозионно-поврежденного железобетонного элемента при динамическом и статическом нагружении. Проанализировано влияния ослабленного коррозией бетонного участка сжатой зоны на перераспределение напряжений в сечении.

25 января 2018
Покажем взаимодействие между ПК ЛИРА 10.12 при передаче данных в ПК Renga.
20 сентября 2023

Участники вебинара узнают, как обмениваться данными и экономить время на создании расчетных моделей в ПК ЛИРА 10.12, используя уже существующие модели из ModelStudio CS.

04 сентября 2023

На вебинаре вы научитесь где и как правильно использовать тот или иной способ задания нагрузки. Будут рассмотрены полезные типы нагрузок, которые, возможно, вами никогда не использовались.

12 июля 2023
Рассмотрим реальные примеры уже построенных или проектируемых объектов
22 марта 2023

ЛИРА 10 — современный и удобный инструмент для численного исследования прочности и устойчивости конструкций и их автоматизированного проектирования методом конечных элементов.

• Дистрибутивы
• Методические пособия
• Расчетные схемы
• Опыт пользователей

Пример расчета ленточного и столбчатого фундаментов

Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать пример расчета ленточного фундамента с помощью программы ФОК Комплекс, в этот раз мы рассмотрим расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Перед вводом данных в программу ФОК-Комплекс я стараюсь придерживать такого порядка действия:

1. Определяюсь с отметками, прорисовываю расположения фундаментов, ниже приведен пример:

2. Вычисляю расчетное сопротивление грунта (вручную или по программе), для того что бы проверить совпадает ли данное значение с результатом в программе ФОК Комплекс, ниже приведен пример:

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*

Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

(5.7)

где g_с1и g_с2— коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (j_II и с_II) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

b — ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_nдопускается увеличивать bна 2h_n);

g_II — осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ;

g’_II — то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

с_II — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

d₁ — глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за d₁принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;

d_b — глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);

здесь h_s — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf — толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3 .

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_n допускается увеличивать d₁ на h_n.

Примечания:

1. Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение bпринимают равным .

1. Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (7) допускается принимать равными их нормативным значениям.

1. Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.
2. Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент k_d по таблице 5.6.
3. Если d₁>d (d— глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d₁ = dи d_b = 0.
4. Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R₀ таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Исходные данные

Основание фундаментом являются — Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)

с_II= 0,6 т/м 2 ; d₁ = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м 3 / 1,653 т/м 3 = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;

R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * [0,78 * 1,00 * 3,00 м * 1,800 т/м 3 + 4,11 * 2,421 м * 1,653 т/м 3 +

+ (4,11 – 1,00) * 1,05 м * 1,653 т/м 3 + 6,67 * 0,6 т/м 2 ] = 1,25 * (4,212 т/м 2 + 16,44786243 т/м 2 +

+ 5,3978715 т/м 2 + 4,002 т/м 2 ) =37,5746674125 т/м 2 .

Расчетное сопротивление грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83

‘Основания зданий и сооружений’ по формуле 7:

ВВЕДЕННЫЕ ДАННЫЕ:

Ширина подошвы фундамента b= 3 м

Глубина заложения фундамента d= 3.35 м

Гибкая конструктивная схема здания

Длина здания L= 0 м

Высота здания H= 0 м

Здание с подвалом — фундамент под наружную стену (колонну)

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hs= 2.3 м

Толщина конструкции пола подвала hcf= 0.15 м

Удельный вес материала пола подвала ycf= 2.2 тс/м3

Тип грунта: пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с

показателем текучести грунта или заполнителя IL

Угол внутреннего трения Fi= 25 град.

Удельное сцепление С= 0.6 тс/м2

Fi и С определены непосредственными испытаниями

Осредненный удельный вес грунтов, залегающих

выше подошвы фундамента y21= 1.653 тс/м3

ниже подошвы фундамента y2= 1.8 тс/м3

ВЫЧИСЛЕННЫЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДАННЫЕ:

Отношение длины к высоте здания L/H= 0.00

Коэффициент условий работы Yc1= 1.25

Коэффициент условий работы Yc2= 1

Коэффициент k= 1

Коэффициент kz= 1.00

Коэффициент My= 0.78

Коэффициент Mq= 4.11

Коэффициент Mc= 6.67

Глубина заложения фундамента, или приведенная глубина для зданий с подвалом d1= 2.50 м

Глубина подвала db= 0.90 м

R= (Yc1 * Yc2 / k) * (My * kz * b * y2 + Mq * d1 * y21 + (Mq — 1) * db * y21 + Mc * C) =

= ( 1.25 *1.00/ 1 )*( 0.78 *1.00* 3 *1.80+ 4.11 *2.50*1.65+( 4.11 -1)*0.90*1.65+ 6.67 *0.60)= 37.28 тс/м2

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА R= 37.28 тс/м2

Данные предварительные вычисления позволяют по результатам программы ФОК Комплекс проверить правильно ли были введены исходные данные, проверяя совпадает ли осадка, расчетное сопротивление грунта (разброс до 15% вполне допустимо). Теперь рассмотрим небольшой многоэтажный медицинский центр, в котором необходимо сделать расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Исходные данные примера расчета ленточного фундамента

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

• вес снегового покрова (расчетное значение) — 240 кг/м 2 ;
• давление ветра — 38 кг/м 2 ;

основанием является грунт II категории по сейсмическим свойствам.

площадка строительства — 7 баллов.

Значение характеристик грунтов засыпки, уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения не менее 0,95 от их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по характеристикам тех же грунтов в природном залегании.

Нагрузки на столбчатые и ленточные фундаменты получены из программы ПК ЛИРА 10.4.

Ниже выдержки из некоторых таблиц исходных данных.

Производим расчет, по результатам расчета начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, вводим характеристики грунта при полном водонасыщении в таб.2.1 и 2.3, кроме того под фундаментами выполняем песчаную подушку из песка средней крупности.

Выводы

По результатам расчета ленточного и столбчатого фундаментов, расчетное сопротивление грунта R = 18,56 т/м 2 .

Среднее давление под подошвой фундаментов не превышает 14,79т/м2, что меньше расчетного сопротивления грунта R = 18,59т/м 2 .

Начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, в расчете приняты характеристики грунтов при полном водонасыщении.

Максимальные деформации фундаментов составляют S = 0,065м, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] S_u = 0,08м.

Относительные деформации фундаментов составляют S_del =0,0007, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] S_udel = 0,002.