Пример 5. Расчет фундамента под дымовую трубу

( Основные условия задачи см. фундамент № 6 на рис. 4).

Нагрузки в уровне обреза фундамента: F⁰_vII=3800кН, M⁰_II=2700кНм, F⁰_hII=300кН. Отметка планировки -0,500; геологические условия и характеристики грунтов – по разобранному выше примеру анализа инженерно-геологических условий. Задана отметка низа дымового канала (борова) -2,500 м. Принимая расстояние от низа канала до верха опорной плиты 0,25 м и толщину плиты 0,8м, получаем глубину заложения фундамента:

d=(2,500-0,500)+0,25+0,800=3,05м.

Несущий слой – тугопластичный суглинок (характеристики см. в табл. 6). Требуемый радиус подошвы фундамента определяем по формуле (13), принимая для суглинка n=0,35; Е₀=19мПа=19х10³кПа;

M_II=M⁰_II+ F⁰_hII хh_ф=2700+300х3,55=3765Нм; i_u=0,0005(по СНиП 2.02.01-83* для труб высотой до 100 м):

Производим конструирование фундамента (рис. 22). Уточняем нагрузки на основание:

Gф=(2,75х0,9х2х3,14х1,5)24+(3,14х3²х0,8)25=1124,7кН;

Gгр=2,25х0,6х2х3,14х1,95х18,4=304,2кН,

где 18,4 кН/м³ – средневзвешенное значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента;

g¢_II=1/1,05(16,5х0,2+19,4х2,3+19,8х0,55)/3,05=18,4кН/м³.

Нагрузки на основание F_vII=3800+1124,7+304,2=5229 кН;

Рис. 22. Схема конструирования круглого фундамента под трубу.

M_II=3765кНм ; F_hII=300кН.

Площадь подошвы А=pr²=28,26м²;

Момент сопротивления W=0,8r³=21,6м³.

Рассчитываем напряжения по подошве:

s=5229/28,26=185,03кПа; s_max=185,03+3765/21,6=359,3кПа;

s_min=185,03-3765/21,6=10,7кПа>0

Определяем R для проверки условий (3) и (4), принимая в формуле (9)

b=ÖA=Ö28,26=5,32м; d₁=3,05 и d_b=0:

Таким образом, условия (3) и (4) удовлетворяются с большим запасом, обусловленным условием (13) для кренов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Общие положения и порядок проектирования

Свайный фундамент состоит из свай и плиты, объединяющей сваи и распределяющей на них нагрузку от сооружения – ростверка. Поэтому процесс проектирования свайного фундамента включает принятие решений, относящихся к типу и параметрам обоих указанных элементов, конструирование фундамента в целом и, наконец, расчеты фундамента и основания по предельным состояниям.

Выбор типа, глубины заложения ростверка и ориентировочное назначение его размеров

Рекомендуется принимать ростверки из монолитного железобетона класса не ниже класса (В 12,5). Выбор глубины заложения ростверка следует выполнить, прежде всего, с учетом конструктивных факторов.

При возможности пучения грунта, как и для фундаментов мелкого заложения, ростверк следует заложить на глубину, не меньшую расчетной глубины промерзания. Исключением могут быть лишь узкие ростверки под стены зданий при однорядном размещении свай и при использовании противо пучинистых мероприятий.

Для свайных фундаментов под стены зданий целесообразно сразу назначить верх ростверка и его размеры в плане. Для ростверков под колонны размеры в плане назначаются после определения несущей способности свай.