(СП22.13330.2016):
5.1.5 При проектировании основания и фундаменты следует проверять по двум группам предельных состояний.
- К первой группе предельных состояний (по несущей способности) относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные деформации основания и т.п.).
- Ко второй группе предельных состояний (по деформациям) относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения, снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).
5.1.8 Основания следует проверять по деформациям во всех случаях, за исключением указанных в 5.6.52 для сооружений геотехнических категорий 1 и 2.
5.1.9 Проверку оснований по несущей способности следует проводить в случаях, если:
а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций, углубление подвалов реконструируемых сооружений и т.п.), в том числе сейсмические;
б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
в) сооружение расположено вблизи котлована или подземной выработки;
г) основание сложено дисперсными грунтами, указанными в 5.7.5;
д) основание сложено скальными грунтами;
е) сооружение относится к геотехнической категории 3;
ж) увеличивается нагрузка на основание при реконструкции сооружений.
……
1. Соберем нагрузки на обрез фундамента:
Вес ограждения:
Согласно ТУ 5284-001-56506912-03 вес 1 кв.м. панели не более 15,4 кг.
Высота ограждения – 2.91 м.
Шаг опор – 3.018 м.
Вес стойки ограждения – 43.41 кг.
Итого вес ограждения:
Нормативный: Nн=43.41кг+15,4кг/м2*2.91м*3.018м=178.66 кг
Расчетная: Nр=178.66 кг *1 =178.66 кг (коэф. по нагрузке=1, так как в расчете по деформациям учитываются нормативные нагрузки)
Ветровая нагрузка:
Определяем ветровую нагрузку по ф. 11.1 (СП20.13330.2016):
w=wm+wp, где
wm - нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки;
wp – пульсационная составляющая.
Определяем нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки:
wm=w0*k(ze)*c
w0=0.30 кПа=30 кг/м2 (для района II по табл. 11.1 СП20.13330.2016);
k5(ze)=0.5 (по табл. 11.2 СП20.13330.2016 для местности типа В);
cx=1.8 (произведем расчет для уч.B, согласно п.п.В1.1 Приложения В СП20.13330.2016)
wm=30 кг/м2*0.5*1.8=27 кг/м2
Определяем пульсационную составляющую:
Для определение пульсационной составляющей находим предельное значение собственных колебаний flim:
flim=√(0.3*0.4*1.4)/940*0.0077=0.056,
где Tg,lim=0.0077 для δ=0.15 (табл.11.5 СП20.13330.2016)
Частоты собственных колебаний f1 и f2 я нашла при помощи комплекса Лира-Сапр. Замоделила стойку ограждения, задала ей все необходимые нагрузки......
f1=1.261> flim=0.056, следовательно пульсационную составляющую находим по а) п.11.1.8 (СП20.13330.2016):
wp=wm*ζ(ze)*ν
ζ(ze)=1.22 (по табл. 11.4 СП20.13330.2016 для местности типа В)
ν=0.89 (по табл. 11.6 СП20.13330.2016)
wp=27*1.22*0.89=29.32 кг/м2
w=wm+wp=27+29.32=56.32 кг/м2
Находим момент, действующий на обрез фундамента:
Определяем силу F:
F1= w (кг/м2)*L*H (шаг стойки*высота огр.)
F1=56.32 кг/м2 *3.02м*2.91м=353.54 кг
Найдем момент на обрез фундамента:
М1=F1* H/2 =353.54 кг *2,91/2=514. 4 кг*м=0.514 т*м
2. Определение размеров фундамента
Принимаем диаметр фундамента d=1 м, Н=1.55 м., h=1.5 м. (глубина заглубления)
Определяем площадь фундамента:
А=πR2=π⋅0.42=0.785м2
Выполним необходимые проверки.
3. Определение расчетного сопротивления грунта основания
Так как забор длинный, и абсолютные отметки грунта непостоянны, опирание фундамента приходится на ИГЭ1 и ИГЭ2. Проверяем оба основания
ИГЭ2:
Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле (5.7) в соответствии с П.5.6.7:
R=(γc1*γc2/k)*(Mγ*kz*bγ*II+Mq*d1*γ′II+(Mq−1)db*γ′II+Mc*CII)
R=(1.1*1/1)*(0.98*1*0.886*1.98+4.93*1.5*1.65+7.4*0.3=17.755 т/м2
где yc1 и yc2 - коэффициенты, определяемые по таблице 5.4;
My,Mq,Mc - коэффициенты, определяемые по таблице 5.5;
My=0.98, Mq=4.93, Mc=7.4
k - коэффициенты, принимаемый равным 1;
kz - коэффициенты, принимаемый равным 1;
b - ширина подошвы фундамента, м;
γII=1.98 - среднее расчетное значение удельного веса грунта залегающего ниже подошвы фундамента, т/м3;
γ′II=1.65 - расчетное значение удельного веса грунта залегающего выше подошвы фундамента, т/м3;
d1=1.5 - глубина заложения фундамента, м;
db - глубина подвала, м;
cII=0.3- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
ИГЭ1:
R0=10 т/м2
R=Ro(1+k1*(b-d0)/b0)(d+d0)/2*d0 (Б.1 СП 22.13330.2016)
R=10*(1+0.125*(0.886-1)/1)*(1.5+2)/2*2=8.625 т/м2
4. Расчет эксцентриситетов нагрузки по подошве фундамента
Находим эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента определяемый по формуле 5.14 (СП 22.13330.2016).
e=M/(N+γmt*H*A), где
γmt*H*A- Вес фундамента Nф=2.4*1.55*0.785=2.92 т.
e=0.514/(0.178+2.92)=0.166;
e/b=0.166/0.886=0.19;
1/4 > e/b > 1/6
0.25>0.19>0.167
Следовательно, краевое давление определяем по формуле:
p=2*(N+γmt*H*A)/3*b*Co, где
Co= b/2-M/(N+γmt*H*A);
Co= 0.886/2-0.514/(0.178+2.92)=0.277;
p=2*(0.178+2.92)/3*0.886*0.277=8.41 т/м2
p<1.2R;
Для ИГЭ2:
8.41т/м2<1.2*17.76 т/м2
8.41т/м2<21.30 т/м2
Для ИГЭ1:
8.41т/м2<1.2*8.625 т/м2
8.41т/м2<9.825 т/м2
Рср=N/A=(0.178+2.92)/0.785=3.94 т/м2
Следовательно, принимаем d=1 м., Н=1,55 м.
5. Определение осадки основания
Расчет осуществляется в соответствии с п.5.6.31 СП22.13330.2016.
Производим расчет осадки основания методом послойного суммирования.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы по п.5.6.32 (СП22.13330.2016) .
σzg0=γ′II*d=1.98*1.5=2.97 т/м2
Согласно требованиям методики расчета, сжимаемая толща грунта под подошвой разбивается на слои.
Необходимые величины для каждого слоя вычисляются в табличной форме по формулам согласно п.5.6.32 СП22.13330.2016.
σzp,i=αi*p (5.17)
σzγ,i=αi*σzg0 (5.18)
σzg,i=σzg0+∑(hi*γi)
Где αi – коэффициент, определенный по таблице 5.8 (СП22.13330.2016).
Вывод:
Столбчатый фундамент под стойку забора по расчету оказался офи***льно большим. И, возможно, лучше было бы поменять конструктивную схему ф-та. Но на это не было ни у меня, ни у заказчика времени.
Признаюсь, фундамент под забор считала впервые, от этого было сложно психологически😂 закладывать такой диаметр (особенно, когда знаешь, что по Ростову, где ветер w0=38 кг/м2 (а здесь "всего лишь" 30 кг/м2), фундаменты делают куда поменьше, но заборы стоят. В том числе и на берегу Миусского лимана)