Расчетное сопротивление грунта excel

Комментарии

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные
участники
Авторизоваться

• 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?

Расчетное сопротивление грунта (R) – это один из наиболее важных параметров при строительстве фундамента, так как позволяет определить предельно возможные значения массы вышележащей конструкции, которую способна выдержать подстилающая поверхность.

В случае превышения допустимых значений показателя несущей способности грунта, под подошвой фундамента формируются области предельного равновесия. Другими словами, грунт расположенный снизу не выдерживает нагрузки и стремится в сторону наименьшего сопротивления, то есть на поверхность. Последствия выражаются в виде бугров и валов, расположенных рядом с границами фундамента.

Самой главной опасностью в данном случае, является нарушение однородности подстилающего грунта. Нагрузка от конструкции начинается распределяться неравномерно, фундамент теряет свою устойчивость, активизируются процессы деформации и в скором времени начинают появляться трещины.

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – KALK.PRO поможет вам в этом нелегком деле!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m², тс/м², кгс/см²). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

• Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
• Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
• Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

• скальные;
• нескальные.

Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока. Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.

Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции: Пески (мелкие, средние, крупные…); Супеси (легкие, тяжелые); Суглинки (легкие, средние, тяжелые); Глины (легкие, тяжелые…).

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

• Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
• Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
• Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва.
• Если немного схватывается, но все равно разрушается – это супесь.
• Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины – это суглинок.
• Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым – это глина.

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите «Рассчитать«.

Несущая способность грунта – Таблица СНиП

Для определения несущей способности глинистых грунтов, нам необходимо получить еще два коэффициента – показатель текучести грунта (I_L) и коэффициент пористости (е). Первый показатель можно достаточно легко определить на глаз, если почва откровенно сырая и вязкая – выбирайте I_L = 1, если сухая и грубая – I_L = 0. Второй коэффициент можно получить только в таблицах из СНиП. Так как все данные находятся в открытом доступе, для вашего удобства мы скопировали таблицы расчетного сопротивления грунта из СП 22.13330.2011.

Несущая способность глинистых грунтов

Глинистые грунты	Коэффициент пористости е	Значения R0, кПа, при показателе текучести грунта
IL = 0	IL = 1
Супеси	легкие	0,5	300	200
тяжелые	0,7	250	150
Суглинки	легкие	0,5	350	250
средние	0,7	250	180<
тяжелые	1,0	200	100
Глины	легкие	0,5	600	400
средние	0,6	500	300
тяжелые	0,8 1,1	300 250	200 100

Вставьте значение коэффициент пористости е в калькулятор, введите параметры фундамента и закончите определение расчетного сопротивления грунта.

Несущая способность песчаного грунта

Песчаные грунты	Значения R0, кПа, в зависимости от плотности сложения песков
плотные	средней плотности
Крупные	Крупные	600	500
Средние	500	400
Мелкие	Маловлажные	400	300
Влажные и насыщенные водой	300	200
Пылеватые	Маловлажные	300	250
Влажные	200	150
Насыщенные водой	150	100

Данные табличные значения R₀ справедливы для фундаментов с шириной b = 1 м и глубиной заложения d = 2 м.

Для других значений b и d, необходимо использовать формулы. При d <= 2 м используется первое выражение, при d > 2 м – второе.

Расчетное сопротивление грунта (формула) #1: R = R₀ × [1 + k₁ × (b — b₀) / b₀] × (d + d₀) / 2d₀ 

Расчетное сопротивление грунта (формула) #2: R = R₀ × [1 + k₁ × (b — b₀) / b₀] + k₂ × γ’_II × (d — d₀)

Для того чтобы избавить вас, от сложных громоздких вычислений, мы добавили в наш калькулятор расчетного сопротивления грунта четвертый пункт, в котором можно указать предполагаемые размеры фундамента. Используйте наш сервис и экономьте свое время!

ШАГ 1.

Конструктив сооружения

Фундамент

Тип фундамента

Ширина подошвы фундамента [b], м
м

Диаметр подошвы сваи, м
м

Подвал

Подвал

Глубина заложения фундамента от уровня планировки[d], м
м

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала [h_s], м
м

Толщина конструкции пола подвала [h_cf], м
м

Расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала [y_cf], кН/м³
кН/м³

Глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала [d_b], м
м

Конструктивная схема сооружения

Длина сооружения [L], м
м

Высота сооружения [H], м
м

ШАГ 2.

Основные сведения о грунтах

Тип грунта основания

Расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента [c_II], кПа
кПа

Угол внутреннего трения грунта основания [φ_II], °
°

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих ниже подошвы фундамента [γ_II], кН/м³
кН/м³

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих выше подошвы фундамента [γ’_II], кН/м³
кН/м³

Содержание:

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/м³;

γ`_II — то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

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/м³;

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.

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)