Bunt
размещено: 05 Сентября 2020
обновлено: 26 Мая 2021
В программе можно быстро произвести расчет столбчатого фундамента по I и II предельному состоянию.
Все расчеты выполняются по актуальным СП на текущую дату 09.2020.
v.0.2 от 30.12.2020 Исправлено:
— Неправильно выводился минимальный процент армирования
— Вывел минимальную площадь арматуры в см2.
— Графики отражают фундамент полностью
— Опечатки
— На графике исправлена отметка грунта
v.0.3 от 26.05.2021 Исправлено:
— Уменьшил количество ступеней до 3 шт
— Откорректированы примечания
— Улучшена графика
— Расчет в общем стал понятнее и интуитивнее
— Теперь ширина подколонника задается в ручную
— Исправлена ошибка при расчете координаты расчетного сечения вдоль оси Х
— Добавлено правило знаков
— Теперь высота рабочего сечения вдоль оси Х рассчитывается точнее
— На график выведены вспомогательные линии пирамиды продавливания
— Откорректирован расчет на прочность ступеней вдоль оси Х
Всегда рад доброй критике и возможным предложениям.
0.31 МБ
СКАЧАТЬ
- Файлы
- Академическая и специальная литература
- Промышленное и гражданское строительство
- Строительные инженерные программы
- Программное обеспечение
Расчёт фундамента
-
Файл формата
zip - размером 60,00 КБ
-
содержит документ формата
xls
- Добавлен пользователем sayan1981 24.02.2012 18:20
- Описание отредактировано 22.02.2016 01:34
В данном файле можно произвести расчёты ленточных и столбчатых фундаментов по деформации, произвести расчёт прочности слабого слоя, допустимую разницу слоёв заложения, расчёт анкерных фундаментных болтов и определить усилия в ростверке
- Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь и/или войдите на сайт используя форму сверху.
- Регистрация
- Узнайте сколько стоит уникальная работа конкретно по Вашей теме:
- Сколько стоит заказать работу?
|
| Согласно п. 4.5 Правил Сметного портала запрещено размещение материалов попадающих под действие Статьи 1259 и Статьи 1270 ГК РФ, на которые распространяются авторские права правообладателя, без согласования с ним. В случае обнаружения материалов нарушающих права правообладателя просим сообщить через форму обратной связи. | ||
 |
Семушин А.А. |  |
 |
 |
 |
Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать небольшие примеры использования ФОК Комплекс для расчета фундаментов. Сегодня мы рассмотрим примеры расчета столбчатых фундаментов металлического каркаса. В начале произведем ручной расчет 2-х фундаментов с дальнейшим сравнением с полученными результатами по ФОК Комплекс.
Пример расчета столбчатых фундаментов. Исходные данные
Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:
- вес снегового покрова (расчетное значение) — 240 кг/м2;
- давление ветра — 38 кг/м2;
Геология
Относительная разность осадок (Δs/L)u = 0,004;
Максимальная Sumax или средняя Su осадка = 15 см;
Нагрузки на столбчатые фундаменты получены из ПК ЛИРА.
Для ручного расчета рассмотрим фундаменты Фм3 и Фм4
Ручной расчет
Определение размеров подошвы фундамента
Основные размеры подошвы фундаментов определяем исходя из расчета оснований по деформациям. Площадь подошвы предварительно определим из условия:
P ≤ R,
где P- среднее давление по подошве фундамента, определяем по формуле:
P = ( N0 / A )
N0 = P · A
A — площадь подошвы фундамента.
N0 = N +G
N – вертикальная нагрузка на обрезе фундамента
G – вес фундамента с грунтом на уступах
G = A · γ · d
где γ — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 2 т/м3;
d — глубина заложения;
P · A = N + A · γ · d
A · (P — γ · d ) = N
A = N / (P — γ · d )
Для предварительного определения размеров фундаментов, P определяем по таблице В.3 [СП 22.13330.2011]
Р = 250 кПа = 25,48 т/м2.
Для фундамента Фм3, N = 35,049 т
A = 35,049 т / (25,48 т/м2 — 2,00 т/м3 · 3,300 м) = 35,049 т/18,88 т/м2 = 1,856 м2.
A = b2
Принимаем габариты фундамента b = 1,5 м
Для фундамента Фм4, N = 57,880 т
A = 57,880 т / (25,48 т/м2 — 2,00 т/м3 · 3,300 м ) = 57,880 т / 18,88 т/м2 = 3,065 м2.
A = b2
Принимаем габариты фундамента b = 1,8 м
1. 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
где γс1 и γс2 коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4[1];
k— коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φп и сп) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б[1];
Mγ, Мq, Mc— коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5[1];
kz— коэффициент, принимаемый равным единице при b<10 м; kz=z0/b + 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м);
b— ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать b на 2hn);
γII— осредненное (см. 5.6.10 [1]) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;
γ’II — то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
сII— расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10[1]), 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)[1]. При плитных фундаментах за d1принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;
db— глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);
здесь hs— толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf — толщина конструкции пола подвала, м;
γcf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.
При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hn допускается увеличивать d1на hn.
Примечания
1 Формулу (5.7)[1] допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение bпринимают равным .
2 Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (5.7)[1] допускается принимать равными их нормативным значениям.
3 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.
4 Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент kd по таблице 5.6 [1].
5 Если d1>d (d— глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7)[1] принимают d1 = d и db = 0.
6 Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1)[1] и (В.2)[1] с учетом значений R0 таблиц B.1-В.10[1] приложения B[1], допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6[1].
Исходные данные:
Основание фундаментом являются — суглинком лессовидным непросадочным полутвёрдой консистенции, желто-бурого цвета, с включением прослоев супеси, ожелезненный. (ИГЭ 2)
γс1= 1,10;
γс2= 1,00;
k= 1,00;
kz= 1,00;
Для фундамента Фм3 : b = 1,50 м;
Для фундамента Фм4 : b = 1,80 м;
γII = 1,780 т/м3;
γ‘II = 1,691 т/м3;
сII= 1,100 т/м2;
d1 = 3,30 м;
db = 0,0 м;
Mγ = 0,72;
Мq= 3,87;
Mc= 6,45;
Для фундамента Фм3:
R = (1,10 ·1,00) / 1,00· [0,72 · 1,00 · 1,50 м · 1,780 т/м3 + 3,87· 3,30 м· 1,691 т/м3 +
+ (3,87 – 1,00) · 0,0· 1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10· (1,922 т/м2 +21,596 т/м2 +
+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 33,674 т/м2.
Для фундамента Фм4:
R = (1,10 ·1,00) / 1,00 · [0,72 · 1,00 · 1,80 м·1,780 т/м3 + 3,87 · 3,30 м·1,691 т/м3 +
+ (3,87 – 1,00) ·0,0·1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10 · (2,307 т/м2 + 21,596 т/м2 +
+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 34,098 т/м2.
2. Определение осадки
5.6.31 Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6[1]) определяют методом послойного суммирования по формуле
где b — безразмерный коэффициент, равный 0,8;
σzp,i — среднее значение вертикального нормального напряжения (далее — вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32[1]), кПа;
hi — толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;
Ei — модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;
σzγ,i — среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33[1]), кПа;
Ее,i — модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;
n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5.2.
DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень подземных вод; В, С — нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn — глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b — ширина фундамента; р — среднее давление под подошвой фундамента; szg и szg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzp и σzp,0 — вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzγ,i — вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глубине z от подошвы фундамента; Нс — глубина сжимаемой толщи
Рисунок 5.2 — Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве
Примечания:
1 При отсутствии опытных определений модуля деформации Ее,i для сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать Ее,i = 5Еi.
2 Средние значения напряжений σzp,i и σzγ,i в i-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя.
5.6.32 Вертикальные напряжения от внешней нагрузки σzp = σz — σzu зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения szp, кПа, на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле
σzp = αp, (5.17)[1]
где α — коэффициент, принимаемый по таблице 5.8[1] в зависимости от относительной глубины ξ, равной 2z/b;
р — среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
5.6.33 Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента σzγ = σzγ — σzu, кПа, на глубине z от подошвы прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов определяют по формуле
σzγ = ασzγ,0, (5.18)[1]
где α — то же, что и в 5.6.32[1];
szg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой σzg,0 = γ‘d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой σzγ,0 = γ‘dn, где γ‘ — удельный вес грунта, кН/м3, расположенного выше подошвы; d и dn, м, — см. рисунок 5.2[1]).
При этом в расчете σzγ используются размеры в плане не фундамента, а котлована.
5.6.34 При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (5.16) не учитывать второе слагаемое.
5.6.41 Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = Нc, где выполняется условие σzp = 0,5σzγ. При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше Нmin, равной b/2 при b ≤ 10 м, (4 + 0,1b) при 10 ≤ b ≤ 60 м и 10 м при b > 60 м.
Если в пределах глубины Нс, найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации Е > 100 МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.
Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е ≤ 7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Нс, то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за Нс принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие σzp = 0,2szγ.
При расчете осадки различных точек плитного фундамента глубину сжимаемой толщи допускается принимать постоянной в пределах всего плана фундамента (при отсутствии в ее составе грунтов с модулем деформации Е > 100 МПа).
Площадь подошвы фундамента Фм3: S = 2,25 м2 (габариты 1,50 м × 1,50 м).
Нормативная нагрузка от конструкций N = 29,208 т
P0 = N / S = 29,208 т / 2,25 м2 ≈ 12,98т/м2.
η = 1,50 / 1,50 = 1,0
при b = 1,5 м ≤ 10 м
Hmin > b / 2 = 1,5 м / 2 = 0,75 м
Таблица: Осадка фундамента Фм3
Сжимаемая толща основания H = 2,00 м > Hmin = 0,75 м
Осадка фундамента: S = 0,8·0,049 м = 0,0392 м (3,92 см) < 15 см (Приложение Д.[1])
Площадь подошвы фундамента Фм4: S = 3,24 м2 (габариты 1,80 м × 1,80 м).
Нормативная нагрузка от конструкций N = 47,598 т
P0 = N / S = 47,598 т / 3,24 м2 ≈ 14,69т/м2.
η = 1,80 / 1,80 = 1,0
при b = 1,8 м ≤ 10 м
Hmin > b / 2 = 1,8 м / 2 = 0,9 м
Таблица: Осадка фундамента Фм4
Сжимаемая толща основания H = 2,00 м > Hmin = 0,90 м
Осадка фундамента: S = 0,8· 0,061 м = 0,0488 м (4,88 см) < 15 см (Приложение Д. [1])
3. Определяем армирование подошвы фундамента
Для фундамента Фм3
Поперечная сила у грани колонны и грани подошвы (2.25) [2]:
ppср = N0 / A = (35,049 т + 2,00 т/м3 · 3,300 м · 1,500 м · 1,500 м) / (2,250 м2) =
= 49,899 т / 2,250 м2 = 22,177 т/м2
QI = 22,177 т/м2 · 1,50 м · ( 1,50 м – 0,40 м) / 2 = 18,296025 т
QII = 22,177 т/м2 · 1,50 м · ( 1,50 м – 0,90 м) / 2 = 9,97965 т
Проверяем выполнение условий (2.26)[2], для бетона класса В15,
Rbt = 76,453 т/м3.
18,296025 т < 0,6 · 76,453 т/м2 · 1,5 м · (3,600 м – 0,040 м)
18,296025 т < 244,955412 т
9,97965 т < 0,6 · 76,453 т/м2 · 1,5 м · (0,300 м – 0,040 м)
9,97965 т < 17,890 т
Условия выполняются, поэтому установка поперечной арматуры не требуется и расчет на поперечную силу не производится.
Определяем изгибающие моменты у грани колонны и у грани подошвы по формуле (2.31)[2]
МI = 0,125 · 22,177 т/м2 · (1,50 м – 0,40 м)2 · 1,50 м = 5,0314 тм
МII = 0,125 · 22,177 т/м2 · (1,50 м – 0,90 м)2 · 1,50 м = 1,4969 тм
В качестве рабочих стержней примем арматуру класса A-III с расчетным сопротивлением Rs = 37206,93 т/м2.
Требуемая площадь сечения арматуры по формуле (2.32)[2]
АsI = 5,0314 тм / (0,9 · (3,600 м – 0,040 м) · 37206,93 т/м2) =
= 5,0314 тм / 119211,00372 т/м2 = 0,000042 м2 = 0,42 см2.
АsII = 1,4969 тм / (0,9 · (0,300 м – 0,040 м) · 37206,93 т/м2) =
= 1,4969 тм / 8706,421 т/м2 = 0,000172 м2 = 1,72 см2.
Принимаем 8 Ø10 A-III Аs = 6,280 см2, шаг 200 мм.
Для фундамента Фм4
Поперечная сила у грани колонны и грани подошвы (2.25) [2]:
ppср = N0 / A = (57,880 т + 2,00 т/м3 · 3,300 м · 1,800 м · 1,800 м) / (3,240 м2) =
= 79,264 т / 3,240 м2 = 24,464 т/м2
QI = 24,464 т/м2 · 1,80 м · ( 1,80 м – 0,40 м) / 2 = 30,82464 т
QII = 24,464 т/м2 · 1,80 м · ( 1,80 м – 0,90 м) / 2 = 19,81584 т
Проверяем выполнение условий (2.26)[2], для бетона класса В15,
Rbt = 76,453 т/м3.
30,82464 т < 0,6 · 76,453 т/м2 · 1,8 м · (3,600 м – 0,040 м)
30,82464 т < 293,94649 т
19,81584 т < 0,6 · 76,453 т/м2 · 1,8 м · (0,300 м – 0,040 м)
19,81584 т < 21,468 т
Условия выполняются, поэтому установка поперечной арматуры не требуется и расчет на поперечную силу не производится.
Определяем изгибающие моменты у грани колонны и у грани подошвы по формуле (2.31)[2]
МI = 0,125 · 24,464 т/м2 · (1,80 м – 0,40 м)2 · 1,80 м = 17,050 тм
МII = 0,125 · 24,464 т/м2 · (1,80 м – 0,90 м)2 · 1,80 м = 4,458 тм
В качестве рабочих стержней примем арматуру класса A-III с расчетным сопротивлением Rs = 37206,93 т/м2.
Требуемая площадь сечения арматуры по формуле (2.32)[2]
АsI = 17,054 тм / (0,9 · (3,600 м – 0,040 м) · 37206,93 т/м2) =
= 17,054 тм / 119211,00372 т/м2 = 0,000143 м2 = 1,43 см2.
АsII = 4,458 тм / (0,9 · (0,300 м – 0,040 м) · 37206,93 т/м2) =
= 4,458 тм / 8706,421 т/м2 = 0,000512 м2 = 5,12 см2.
Принимаем 9 Ø10 A-III Аs = 7,065 см2, шаг 200 мм.
Относительная разность осадок (4,88 см – 3,92 см) / 600 см = 0,0016 < 0,004
Расчет по программе «ФОК-Комплекс»
Исходные данные для «ФОК-Комплекс»
Результаты
Выводы
Сведем в таблицу полученные варианты расчета столбчатых фундаментов
Как видно, результаты по ручному расчету не сильно отличается от результатов ФОК Комплекс, но при ручном вычислении, мы я не проверял на продавливание, на ширину раскрытия трещин и т.д., а при необходимо посчитать большое количество фундаментов (столбчатых, ленточных, на свайном основании), ручной расчет становится громоздким. Ручной расчет я использую, если нет под рукой программ или необходимо проверить полученные результаты по программе. Использование бесплатных программ возможно, но желательно чтобы они выдавали развернутые результаты, а платные программы должны быть сертифицированными. На данные момент ФОК Комплекс помогает производить расчет фундаментов, сразу введя весь план фундаментов (разных типов), но и выдать чертежи.
Список использованной литературы
- СП 22.13330.2012 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*» M., Стройиздат, 2011
- М.Б.Берлинов, Б.А.Ягупов «Примеры расчеты оснований и фундаментов» M.,
- Стройиздат, 1986