Для районов, где глубина промерзания не превышает 2.5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

,

где do=0,23 м величина, принимаемая для суглинков

Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе для города Ржев 26,7°С. [1, т.36]

м,

Расчетная глубина промерзания находится по формуле:

,

Где kh=0,5 - коэффициент теплового влияния сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений с устройством пола по грунту, [1, т.37]°С:

м

Глубина расположения грунтовых вод ;

то глубина заложения фундамента должна быть не менее 0,5, [1, т.38]

Принимаем высоту фундамента = 1,5 м.

Принимаем глубину заложения фундамента от планировочной отметки = 1,55 м

3. Определение размеров и конструирование фундаментов из расчета оснований по деформациям

3.1 Определение размеров стакана и глубины заложения ростверка

Для колонны К1:

Сечение 600х400.

Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75 мм.

Минимальная толщина стенки 150 мм => Принимаем сечение стакана: 900х1200.

NoIIкН

MoIIкН·м

FohIIкН

eo=MoII/NoII=101/764=0,132 м=132мм

eo?2·lc, то есть 0,132?1,2 [1, т.27] =>

Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50 мм больше глубины заделки колонны.

Глубина стакана dp=650 мм. Высота верхнего уступа фундамента: hcf=650+850=1500мм.

Для колонны К2:

Сечение 600х400. Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75 мм.

Минимальная толщина стенки 150 мм => Принимаем сечение стакана: 900х1200.

Рисунок 2 - Фундамент для К1,К2,К5,К6

NoIIкН MoIIкН·м FohIIкН

eo=MoII/NoII=106/1710=0,062 м=62 мм

eo?2·lc, то есть 0,078?1,2

Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50 мм больше глубины заделки колонны.

Глубина стакана dp=650 мм. Глубина верхнего уступа фундамента: hcf=650+850=1500 мм (рис.2).

Для колонны К5:

Сечение 600х400. Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75 мм.

Минимальная толщина стенки 150 мм => Принимаем сечение стакана: 900х1200.

NoIIкН MoIIкН·м FohIIкН

eo=MoII/NoII=62/458=0,135 м=135 мм

eo?2·lc, то есть 0,135?1,2

Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50 мм больше глубины заделки колонны.

Глубина стакана dp=650 мм. Глубина верхнего уступа фундамента: hcf=650+850=1500 мм (рис.2).

Для колонны К6:

Сечение 600х400. Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75 мм.

Минимальная толщина стенки 150 мм => Принимаем сечение стакана: 900х1200.

NoIIкН MoIIкН·м FohIIкН

eo=MoII/NoII=62/1026=0,061 м=61 мм

eo?2·lc, то есть 0,061?1,2

Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50 мм больше глубины заделки колонны.

Рисунок 3

Глубина стакана dp=650 мм. Глубина верхнего уступа фундамента: hcf=650+850=1500 мм (рис.2).

Для колонны К3:

Сечение 600х400.

Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75 мм.

Минимальная толщина стенки 150 мм => Принимаем сечение стакана: 2100х1200.

NoIIкН

MoIIкН·м

FohIIкН

eo=MoII/NoII=81/611=0,132=132мм

eo?2·lc, то есть 0,176?1,2

Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50 мм больше глубины заделки колонны.

Глубина стакана dp=650 мм. Глубина верхнего уступа фундамента: hcf=650+850=1500 мм (рис.3).

Для колонны К4:

Сечение 600х400. Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75 мм.

Минимальная толщина стенки 150 мм => Принимаем сечение стакана: 2100х1200.

NoIIкН MoIIкН·м FohIIкН

eo=MoII/NoII=85/1368=0,062 м=62 мм

eo?2·lc, то есть 0,079?1,2

Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50 мм больше глубины заделки колонны.

Глубина стакана dp=650 мм. Глубина верхнего уступа фундамента: hcf=650+850=1500 мм (рис.3).

Для колонны К7:

Сечение 400х400. Минимальный зазор между стенкой стакана и колонной поверху 75мм. Минимальная толщина стенки 150 мм. => Принимаем сечение стакана 1200х1200.

NoII=242 кН

eo=0=> Глубина заделки колонны равна 600 мм.

Глубина стакана применяется на 50мм больше глубины заделки колонны.

Глубина стакана dp=650 мм. Глубина верхнего уступа фундамента: hcf=450+1050=1500мм.

Рисунок 4 - Фундамент для К7

3.2 Определение глубины заложения фундаментов

Фундамент Ф2:

Несущим слоем является первый слой- суглинок; Е0=18 МПа; R0=238кПа;

Размер подошвы фундамента мелкого заложения определяется из условий: P<R; S<Su.

Нагрузки по обрезу фундамента Ф2:

Ориентировочные размеры подошвы фундамента:

Подбор размера фундамента:

, , принимаем b=3,0 м

где Аор - площадь подошвы фундамента, м;

NII - сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его уступах (обрезах), кН;

R0 - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, г=20кН/м3;

d - глубина заложения фундамента, м.

Расчетное сопротивление грунта основания:

где гс1=1,25, гс2=1 - коэффициенты условий работы [1,т.15] ;

к - коэффициент, принимаемый равным 1;

Mг=0,47, Mq=2,895, Mc=5,485 - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения, который берется по заданию ц=19о [1, т.16];

кz=1 -коэффициент, принимаемый за 1 при b<10м; b- ширина подошвы фундамента=3 м;

Усредненный удельный вес грунта под подошвой фундамента вычисляется в пределах до 0,5•b=0,5•3,1=1,5м

=

= =12,169кН/м3

усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже уровня подошвы фундамента;

кН/м3 - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше уровня подошвы фундамента.

d1=1,55м - глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки;

сII = 20 кПа - расчетное значение удельного сцепления;

?=(R0-R)/ R0 •100% = (238-229,53)/ 238 •100% =3,55% < 10%

, принимаем l = 3,6 м.

Давление по подошве фундамента:

Для 1-го и 2-го сочетания усилий должны выполняться условия:

Для первого сочетания:

1. Наибольшее давление в угловых точках:

где Mx(y)II - расчетный момент относительно главной оси х(у), действующий в плоскости подошвы фундамента:

Mx(y)II= M0x(y)II+F0y(x)II*hf;

M0x(y)II=±18кН•м - расчетный момент относительно оси х(у), действующий по обрезу фундамента;

F0y(x)II=±6кН - расчетное значение горизонтальной силы на обрезе фундамента по направлению оси у(х);

hf = 1,5 м - высота фундамента;

Mx(y)II = 18+6•1,5=27 кН•м

W = b•l2/6 = 3•3,62/6 = 6,48 м3

2. Относительный эксцентриситет:

Для второго сочетания:

1. Наибольшее давление в угловых точках:

где Mx(y)II - расчетный момент относительно главной оси х(у), действующий в плоскости подошвы фундамента:

Mx(y)II= M0x(y)II+F0y(x)II•hf;

M0x(y)II=±106 кН*м

расчетный момент относительно оси х(у), действующий по обрезу фундамента;

F0y(x)II=±44 кН

расчетное значение горизонтальной силы на обрезе фундамента по направлению оси у(х);

hf = 1,5 м - высота фундамента;

Mx(y)II=106+44•1,5 = 172 кН•м

W=b•l2/6=3•3,62/6 = 6,48м3.

2. Относительный эксцентриситет:

Рисунок 5 - Фундамент для К2

Вычисление осадки фундамента:

В данном курсовом проекте осадку следует определять по методу послойного суммирования:

, где

в - безразмерный коэффициент, в = 0,8 [1, стр.53]

n - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания [1, стр.53]

уzpi и уzy,i - среднее вертикального нормального напряжения в i-том слое, кПа;

hi - толщина i-го слоя, м, но не более 0,4b = 0,4•3 = 1,2 м;

Е0i - модуль деформации грунта i-го слоя, кПа.

Фундамент прорезает один слой грунта - суглинок, поэтому расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, равно .

Вертикальные напряжения: [1, стр.55]

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,

б- коэффициент, принимаемый по [2] табл. 17 в зависимости от формы подошвы и относительной глубины жi = 2zi/b; з = l/b = 3,6/3 = 1,2

Суммирование по формуле

необходимо проводить до нижней границы сжимаемой толщи, положение которой необходимо определить условием:

напряжение от собственного веса грунта на границе слоя.

Таблица 2 - Результаты вычисления для определения осадки фундамента

S=0,8•0,041=0,0328 м<Su=0,1 м, следовательно осадка допустима.

Рисунок 6- Расчетная схема для определения осадки фундамента

3.3 Фундамент Ф4 (температурный шов)

Фундамент Ф4:

Несущим слоем является первый слой- суглинок; Е0=18 МПа; R0=238кПа;

Размер подошвы фундамента мелкого заложения определяется из условий: P<R; S<Su.

Нагрузки по обрезу фундамента Ф4

Ориентировочные размеры подошвы:

,

Подбор размера фундамента:

, , принимаем b=3,9 м,

где Аор - площадь подошвы фундамента, м;

NII - сумма вертикальных нагрузок, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его уступах (обрезах), кН;

R0 - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, г=22кН/м3;

d - глубина заложения фундамента, м.

Принимаем размер подошвы b =3,9 м.

Расчетное сопротивление грунта основания:

где гс1=1,25, гс2=1 - коэффициенты условий работы [1,т.15] ;

к - коэффициент, принимаемый равным 1;

Mг=0,47, Mq=2,895, Mc=5,485 - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения, который берется по заданию ц=19о [1, т.16];

кz=1 -коэффициент, принимаемый за 1 при b<10м; b- ширина подошвы фундамента=3 м;

Усредненный удельный вес грунта под подошвой фундамента вычисляется в пределах до 0,5•b=0,5•3,1=1,5м

=

= =12,169кН/м3

усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже уровня подошвы фундамента;

кН/м3 - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше уровня подошвы фундамента.

d1=1,55м - глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки;

сII = 20 кПа - расчетное значение удельного сцепления;

?=(R0-R)/ R0 •100% = (238-213)/ 238 •100% =9,35% < 10%

, принимаем l = 4,2 м.

Давление по подошве фундамента:

Для 1-го и 2-го сочетания усилий должны выполняться условия:

Для первого сочетания:

1. Наибольшее давление в угловых точках:

где Mx(y)II - расчетный момент относительно главной оси х(у), действующий в плоскости подошвы фундамента:

Mx(y)II= M0x(y)II+F0y(x)II*hf;

M0x(y)II=±14•2=±28 кН•м

расчетный момент относительно оси х(у), действующий по обрезу фундамента;

F0y(x)II=±4,8•2=9,6кН - расчетное значение горизонтальной силы на обрезе фундамента по направлению оси у(х);

hf = 1,5 м - высота фундамента;

Mx(y)II = 28+9,6•1,5=42,4 кН•м

W = b•l2/6 = 4,2•3,92/6 = 10,11 м3.

2. Относительный эксцентриситет:

Для второго сочетания:

1. Наибольшее давление в угловых точках:

где Mx(y)II - расчетный момент относительно главной оси х(у), действующий в плоскости подошвы фундамента:

Mx(y)II= M0x(y)II+F0y(x)II•hf;

M0x(y)II=±85•2=170 кН•м

расчетный момент относительно оси х(у), действующий по обрезу фундамента;

F0y(x)II=±35•2=70 кН - расчетное значение горизонтальной силы на обрезе фундамента по направлению оси у(х);

hf = 1,5 м - высота фундамента;

Mx(y)II=170+70•1,5 = 275 кН•м

W = b•l2/6 = 4,2•3,92/6 = 10,11 м3

2. Относительный эксцентриситет:

Рисунок 7 - Фундамент для К4

4. Проектирование свайных фундаментов

4.1 Определение глубины заложения ростверка и длины сваи

Несущим слоем является 3-ий слой - глина с характеристиками:

Eo=20000 кПа; R0=171 кПа.

Принимаем высоту ростверка hроств=1,5м, глубина заложения ростверка dроств=1,5+0,150=1,65 м.

Согласно т.А1 методического пособия “Проектирование свайных фундаментов” принимаем сваи марки С50.30-6;

Глубина погружения сваи z = 7,6 м;

Расчетное сопротивление под нижним концом забивных свай, при глубине погружения нижнего конца сваи на 7,6 м равно: R=9434 кПа (определяется по интерполяции [2, т.6])

Расчетные сопротивления по боковой поверхности забивных свай fi [2, т.7])

h1 = 0,45м;

h2 = 1,5м;

h3 = 2,0м;

h4 = 0,5м;

h5 = 0,5м;

z1 = 1,65+0,45/2=1,875 м;

z2 = 0,45+1,65+1,5/2=2,85 м;

z3 = 0,45+1,65+1,5+1=4,6 м;

z4 = 0,45+1,65+1,5+2+0,5/2=5,85 м;

z5 = 0,45+1,65+1,5+2+0,5+0,5/2=6,35 м;

ѓ1 = 43,75 кПа;

ѓ2 = 34,25 кПа;

ѓ3 =38,92 кПа;

ѓ4 = 41,7 кПа;

ѓ5 = 51,42 кПа;

4.2 Определение несущей способности сваи

Сваю рассматриваем как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l.

Принимаем сваи С50.30-6.

Определяем несущую способность сваи по грунту:

Несущую способность Fd, кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, а также забивной сваи, опирающейся на мало сжимаемый грунт, следует определять по формуле

где c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c=1;

R=9434 кПа- расчетное сопротивления грунта под нижним концом сваи;

А=0,09 м2- площадь поперечного сечения призматической сваи;

u=1,2 м - наружный периметр поперечного сечения сваи;

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности;

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

cR и сf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые по [3] табл.8:

cR =1,0 сf =1,0.

Рисунок 8 - Расчетная схема к определению несущей способности сваи

Fd=1•1(9434•0,09+1,2•(1•0,45•43,75+1,5•34,25+2,0•38,92+0,5•41,7+0,5•51,42))=1083,615 кН

Определяем несущую способность сваи по материалу:

Условная ширина сваи bр=1,5d+0,5=1,5•0,3+0,5=0,95м, где d - сторона квадратного сечения сваи.

Момент инерции поперечного сечения сваи

Определяем величину lк = 3,5d+1,5=3,5•0,3+1,5=2,55 м.

От планировочной отметки на глубину 2,55м свая прорезает два слоя грунта.

Для суглинка с е=0,773 и I=0,15 интерполяцией находим КI=5450. Для песка мелкого с е=0,658 интерполяцией находим КII=5480.

Коэффициент пропорциональности К находим по формуле:

Свая С50.30-6 изготавливается из бетона класса В15 и армируется 4 стержнями d=16мм из стали класса А400.

- коэффициент деформации.

Находим l1

,

где l0 = 0 - расстояние от планировочной отметки до подошвы ростверка (так как ростверк низкий).

Т.к. свайный фундамент состоит из одних только вертикальных свай и при расположении их в расчетном направлении в два и более ряда, расчетная длина сваи lef = мl1 =1• l1= 2,58 м.

Площадь поперечного сечения сваи A = 0,3·0,3 = 0,09 м2.

Гибкость сваи .

Вычисляем несущую способность сваи по материалу:

= 0,907· (8500·0,09+355000·0,000804) = 1253,5 кН,

где для длительного действия нагрузки = 0,907, определяем по линейной интерполяции [3, табл.4], Rb = 8500 кПа (для бетона класса В15), Rsc = 355000 кПа (для рабочей арматуры класса А400).

Учет отрицательных сил трения грунта на боковой поверхности сваи.

Для выяснения вопроса о необходимости учета отрицательных сил трения вычисляем осадки слоев грунта снизу вверх от дополнительного давления 30 кН/мІ по формуле осадки слоя грунта от сплошной равномерно распределенной нагрузки:

,

где h - толщина слоя грунта;

- коэффициент относительной сжимаемости грунта; ;

- для суглинка принимаем, для песка мелкого принимаем, для глины принимаем.

- давление на кровле слоя грунта.

Осадка по слоям равна:

суглинок -

песок мелкий -

глина- .

Таким образом установлено, что в пределах трех слоев максимальная осадка . Следовательно, отрицательные силы трения при вычислении несущей способности сваи по грунту учитывать не нужно.

Расчет условного среднего давления по подошве ростверка

Среднее давление по подошве ростверка определяется по формуле:

- коэффициент надежности, равный 1,4;

d- размер поперечного сечения сваи;

=3- для висячих свай.

4.3 Свайный фундамент под К2

Нагрузки по обрезу фундамента

Ориентировочные размеры подошвы:

,

где Ар - площадь подошвы фундамента, м;

N0I - расчетная, по 1-ой группе предельных состояний, нагрузка по обрезу ростверка, кН;

Pp - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - осредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, кН/м3

гf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

dp - глубина заложения ростверка, м.

Колонна 600x400мм. Подколонник 1200x900мм.

Определяем приблизительный вес ростверка и грунта на его уступах:

Требуемое количество свай в фундаменте:

, где

- коэффициент, равный 1,3 для внецентренно нагруженных фундаментов.

Принимаем в ростверке 4 сваи С50.30-6. Размещаем сваи в кусте так, чтобы расстояние между осями свай было не меньше 3d = 3·300 = 900 мм и конструируем ростверк.

Вычисляем вес ростверка и грунта на уступах фундамента, принимая средневзвешенное значение удельных весов равным 20 кН/м3 и коэффициент надежности по нагрузке f = 1,1.

Npg = f bp lp mt hp = 1,11,51,5201,55 = 76,7 кН.

Вес девяти свай за вычетом веса голов, заделанных в ростверк:

Ns = (1,6-0,50,30,32,5) 101,14 = 65,45 кН.

Вес пола:

Nпроч = bp lp f q = 1,51,51,230 = 81 кН.

Рисунок 9 - Свайный куст из свай С50.30-6 и ростверк для К2

Проверка несущей способности сваи:

Проверка несущей способности сваи выполняется исходя из условия:

,

Nd = NoII +Npg+Ns+Nпроч

Mx(y)II - расчетный момент относительно главной оси х(у), действующий в плоскости подошвы ростверка:

Для первого сочетания:

M0x(y)II=±22,5 кН•м - расчетный момент относительно оси х(у), действующий по обрезу фундамента;

F0y(x)II=±7,5 кН - расчетное значение горизонтальной силы на обрезе фундамента по направлению оси у(х);

hр = 1,5 м - высота ростверка;

x(y)- расстояние от главной оси y(x) подошвы ростверка до оси рассматриваемой сваи;

xi(yi)- расстояние от главной оси y(x) подошвы ростверка до оси каждой сваи;

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,45м и у=0,45м:

Проверяем недогруз:

Условие выполняется, проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,45м и у=0,45м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Для второго сочетания:

M0x(y)II=±132,5 кН•м - расчетный момент относительно оси х(у), действующий по обрезу фундамента;

F0y(x)II=±55 кН - расчетное значение горизонтальной силы на обрезе фундамента по направлению оси у(х);

hр = 1,8 м - высота ростверка;

x(y)- расстояние от главной оси y(x) подошвы ростверка до оси рассматриваемой сваи;

xi(yi)- расстояние от главной оси y(x) подошвы ростверка до оси каждой сваи;

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,45м и у=0,45м:

Проверяем недогруз:

Условие выполняется, проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,45м и у=0,45м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Рисунок 10 - Границы условного фундамента и расчет осадок

Определяем границы условного фундамента.

Осредненное расчетное значение угла II,mt внутреннего трения грунта, определяемое по формуле

II,mt =

где II,i - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной hi, градус;

hi - толщина i-го прорезаемого слоя грунта, м;

n - количество однородных слоев грунта, с одинаковым углом внутреннего трения II,i, которые прорезает свая в пределах своего погружения h .

II,mt = = 30,4°; I I,mt / 4 = 30,4 / 4 = 7,6°.

Вычисляем размеры подошвы условного фундамента

by = 1,2 + 26,5tg(7,6) = 2,08м,

ly = 1,2 + 26,5tg(7,6) = 2,08м.

Проверяем условие: рII ? R.

Вычисляем расчетное сопротивление основания условного фундамента R с учетом взвешивающего действия воды

, где

гс1=1,25, гс2=1,1 - коэффициенты условий работы, принимаемые по т.3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» для мелкого песка;

к - коэффициент, принимаемый равным 1;

Mг=0,47, Mq=2,895, Mc=5,485- коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»;

кz=1 , т.к. b<10м; b- ширина подошвы фундамента.

dу=7,60 м- глубина заложения от уровня планировочной отметки;

сII=20 кПа- расчетное значение удельного сцепления;

by=2,08 м;

гII'=(18•2+18,1•1,5+20•2,5+18,3•6)/12=18.58 кН/мі;

Среднее фактическое давление по подошве условного фундамента:

NII = N0II +mt * by* ly* dp+Ns+II1 * by* ly* h1+ II2 * by* ly* h2+II3 * by* ly* h3+q*by*ly = 2110+20*2,08І*1,55+65,45+18,0*0,45*2,08І+

+18,01*1,5*2,08І+20,00*2,0*2,08І+18,3*2,08І=2653,032 кН

Давление по подошве условного фундамента:

Условие выполняется. Прочность грунтового основания из расчета по деформациям под подошвой фундамента обеспечена.

Расчет осадки свайного фундамента:

Осадку основания свайного фундамента s определяем методом послойного суммирования по формуле

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8.

Т.к. глубина заложения ростверка меньше 5 м второе слагаемое в формуле не учитывается.

При ширине подошвы фундамента bу 5 м и отсутствии в основании слоев грунта с Е < 5 МПа суммирование проводится до тех пор, пока zр не станет меньше 0,2zg .

Находим zg,0 = dn = 18,588 = 148,64 кПа;

= lу /bу = 2,08/2,08 =1,0;

0,4bу = 0,42,08 = 0,83 м. Разбиваем основание на слои толщиной 0,83м (не более 0,4bу).

Вертикальные напряжения на глубине z от подошвы условного фундаментаzp и zу определяем по формулам

zp = pII и z = zg,0.

Коэффициент находим интерполяцией, в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной =2z/bу.

Таблица 3 - Результаты вычислений для определения осадки свайного фундамента

S=0,8•0,0311=0,025 м<Su=0,1 м, следовательно осадка допустима.

4.4 Свайный фундамент под К1

Нагрузки по обрезу фундамента:

Ориентировочные размеры подошвы:

,

где Ар - площадь подошвы фундамента, м;

N0I - расчетная, по 1-ой группе предельных состояний, нагрузка по обрезу ростверка, кН;

Pp - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - осредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, кН/м3;

гf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

dp - глубина заложения ростверка, м.

Колонна 600x400мм. Подколонник 1200x900мм.

Определяем приблизительный вес ростверка и грунта на его уступах:

Требуемое количество свай в фундаменте:

, где

- коэффициент, равный 1,3 для внецентренно нагруженных фундаментов.

Принимаем в ростверке 4 сваи С50.30-6. Размещаем сваи в кусте так, чтобы расстояние между осями свай было не меньше 3d = 3·300 = 900 мм и конструируем ростверк.

Вычисляем вес ростверка и грунта на уступах фундамента, принимая средневзвешенное значение удельных весов равным 20 кН/м3 и коэффициент надежности по нагрузке f = 1,1.

Npg = f bp lp mt hp = 1,11,51,5201,55 = 76,7 кН.

Вес пяти свай за вычетом веса голов, заделанных в ростверк:

Ns = (1,6-0,50,30,32,5) 101,14 = 65,45кН.

Нагрузка от фундаментных балок:

Nс = 26,8/2 = 6,8 кН; .

Вес пола:

Nпроч = bp (lp /2) f q = 1,5(1,5/2) 1,230= 40,5 кН; .

Рисунок 11 - Свайный куст из свай С50.30-6 и ростверк для К1

Проверка несущей способности сваи:

Проверка несущей способности сваи выполняется исходя из условия:

,

Nd = NoII +Npg+Ns+Nпроч+Nс;

Для первого сочетания:

M0x(y)II=±46,25кН•м; F0y(x)II=±10 кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,6 и у=0,75м:

Проверяем недогруз:

Условие не выполняется, но по конструктивным требованиям оставляем принятые размеры ростверка и количество свай.

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,45 и у=0,45м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Для второго сочетания (с прочими и без прочих нагрузок):

С прочими нагрузками:

M0x(y)II=±126,25 кН•м; F0y(x)II= ±3,75кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,6 и у=0,75м:

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,45 и у=0,45м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Без прочих нагрузок:

M0x(y)II=±126,25 кН•м; F0y(x)II= ±3,75кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,6 и у=0,75м:

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,45 и у=0,45м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

4.5 Фундамент К3 (температурный шов)

Нагрузки по обрезу фундамента

Ориентировочные размеры подошвы:

,

где Ар - площадь подошвы фундамента, м;

N0I - расчетная, по 1-ой группе предельных состояний, нагрузка по обрезу ростверка, кН;

Pp - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - осредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, кН/м3;

гf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

dp - глубина заложения ростверка, м.

Колонна 600x400мм. Подколонник 2100x1200мм.

Определяем приблизительный вес ростверка и грунта на его уступах:

Требуемое количество свай в фундаменте:

, где

- коэффициент, равный 1,3 для внецентренно нагруженных фундаментов.

Принимаем в ростверке 4 сваи С70.30-9. Размещаем сваи в кусте так, чтобы расстояние между осями свай было не меньше 3d = 3·300 = 900 мм и конструируем ростверк.

Вычисляем вес ростверка и грунта на уступах фундамента, принимая средневзвешенное значение удельных весов равным 20 кН/м3 и коэффициент надежности по нагрузке f = 1,1.

Npg = f bp lp mt hp = 1,11,82,7201,5 = 165,7 кН.

Вес шести свай за вычетом веса голов, заделанных в ростверк:

Ns = (1,6-0,50,30,32,5) 101,14 = 65,45 кН.

Нагрузка от фундаментных балок:

Nс = 26/2 = 6 кН; .

Вес пола:

Nпроч = lp (bp /2) f q = 2,7(1,8/2) 301,2= 87,5 кН; .

Рисунок 12 - Свайный куст из свай С50.30-6 и ростверк для К3

Проверка несущей способности сваи:

Проверка несущей способности сваи выполняется исходя из условия:

,

Nd = NoII +Npg+Ns+Nпроч+Nс;

Для первого сочетания:

M0x(y)II=±37,5 кН•м; F0y(x)II=±8 кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м:

Проверяем недогруз:

Условие выполняется, оставляем принятые размеры ростверка и количество свай.

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Для второго сочетания (с прочими и без прочих нагрузок):

С прочими нагрузками:

M0x(y)II=±101,25 кН•м; F0y(x)II= ±2,625кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,9 и у=06:

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Без прочих нагрузок:

M0x(y)II=±101,25 кН•м; F0y(x)II= ±2,625кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м:

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,75 и у=0,75м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

4.6 Фундамент К4 (температурный шов)

Нагрузки по обрезу фундамента

Ориентировочные размеры подошвы:

,

где Ар - площадь подошвы фундамента, м;

N0I - расчетная, по 1-ой группе предельных состояний, нагрузка по обрезу ростверка, кН;

Pp - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - осредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, кН/м3;

гf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

dp - глубина заложения ростверка, м.

Колонна 600x400мм. Подколонник 1200x900мм.

Определяем приблизительный вес ростверка и грунта на его уступах:

Требуемое количество свай в фундаменте:

, где

- коэффициент, равный 1,3 для внецентренно нагруженных фундаментов.

Принимаем в ростверке 7 сваи С50.30-6. Размещаем сваи в кусте так, чтобы расстояние между осями свай было не меньше 3d = 3·300 = 900 мм и конструируем ростверк.

Вычисляем вес ростверка и грунта на уступах фундамента, принимая средневзвешенное значение удельных весов равным 20 кН/м3 и коэффициент надежности по нагрузке f = 1,1.

Npg = f bp lp mt hp = 1,11,82,7201,5 = 165,7 кН.

Вес шести свай за вычетом веса голов, заделанных в ростверк:

Ns = (1,6-0,50,30,32,5) 101,14 = 65,45 кН.

Нагрузка от фундаментных балок:

Nс = 26/2 = 6 кН; .

Вес пола:

Nпроч = lp (bp /2) f q = 2,7(1,8/2) 301,2= 87,5 кН; .

Рисунок 13 - Свайный куст из свай С50.30-6 и ростверк для К4

Проверка несущей способности сваи:

Проверка несущей способности сваи выполняется исходя из условия:

,

Nd = NoII +Npg+Ns+Nпроч+Nс;

Для первого сочетания:

M0x(y)II=±17,5 кН•м; F0y(x)II=±6 кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м:

Проверяем недогруз:

Условие выполняется, оставляем принятые размеры ростверка и количество свай.

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Для второго сочетания:

M0x(y)II=±106,25 кН•м; F0y(x)II= ± 4,375кН

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,9 и у=06:

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

4.7 Фундамент Ф7

Нагрузки по обрезу фундамента

Ориентировочные размеры подошвы:

,

где Ар - площадь подошвы фундамента, м;

N0I - расчетная, по 1-ой группе предельных состояний, нагрузка по обрезу ростверка, кН;

Pp - расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

г - осредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, кН/м3;

гf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;

dp - глубина заложения ростверка, м.

Колонна 600x400мм. Подколонник 1200x1200мм.

Определяем приблизительный вес ростверка и грунта на его уступах:

Требуемое количество свай в фундаменте:

, где

- коэффициент, равный 1,3 для внецентренно нагруженных фундаментов.

Принимаем в ростверке 4 сваи С50.30-6. Размещаем сваи в кусте так, чтобы расстояние между осями свай было не меньше 3d = 3·300 = 900 мм и конструируем ростверк.

Вычисляем вес ростверка и грунта на уступах фундамента, принимая средневзвешенное значение удельных весов равным 20 кН/м3 и коэффициент надежности по нагрузке f = 1,1.

Npg = f bp lp mt hp = 1,11,81,8201,5 = 106,9 кН.

Вес шести свай за вычетом веса голов, заделанных в ростверк:

Ns = (1,6-0,50,30,32,5) 101,14 = 65,45 кН.

Нагрузка от фундаментных балок:

Nс =16/2 =3 кН; .

Вес пола:

Nпроч = lp (bp /2) f q = 1,8(1,8/2) 301,2= 58,3 кН; .

Рисунок 14 - Свайный куст из свай С50.30-6 и ростверк для К7

Проверка несущей способности сваи:

Проверка несущей способности сваи выполняется исходя из условия:

,

Nd = NoII +Npg+Ns+Nпроч+Nс;

Находим сжимающую силу на сваю с координатами х=0,9 и у=0,6м:

Проверяем недогруз:

Условие не выполняется, но по конструктивным требованиям оставляем принятые размеры ростверка и количество свай.

Проверяем - будет ли на сваю с координатами х=0,6 и у=0,6м действовать выдергивающая сила:

Следовательно, выдергивающая сила на сваю не действует.

Список используемой литературы

1. П78. Проектирование оснований фундаментов мелкого заложения: Учебное пособие / С.А. Тумаков, А.Л. Балушкин. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2008.- 148с.

2. П79. Проектирование свайных фундаментов: учебное пособие. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2010.- 180с.

Размещено на Allbest.ru