Проектирование административно бытового здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Исходные данные для проектирования

2. Оценка физико-механических свойств грунтов площадки строительства

2.1 Определяемые характеристики

2.2 Вычисляемые характеристики

3. Сбор нагрузок в заданных сечениях

4. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения

4.1 Сечение 1-1 (ленточный фундамент под наружной несущей стеной в безподвальной части здания)

4.1.1 Расчет глубины заложения подошвы фундамента

4.1.2 Подбор площади подошвы фундамента.

4.1.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

4.1.4 Расчет прочности тела фундамента. Сечение 1-1

4.2 Сечение 2-2 (столбчатый фундамент под внутренней несущей центральной колонной)

4.2.1 Расчет глубины заложения подошвы фундамента

4.2.2 Подбор площади подошвы фундамента

4.2.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

4.3 Сечение 3-3 (столбчатый фундамент наружной несущей колонны производственной части здания)

4.3.1 Расчет глубины заложения подошвы фундамента

4.3.2 Подбор площади подошвы фундамента

4.3.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

5. Расчет и проектирование свайных фундаментов

5.1 Сечение 1-1 (забивные сваи)

5.1.1 Расчет несущей способности свай

5.1.2 Проверка давления под свайным массивом

5.1.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

5.2 Сечение 2-2 (забивные сваи)

5.2.1 Расчет несущей способности свай

5.2.2 Проверка давления под свайным массивом

5.2.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

Литература

1. Исходные данные для проектирования

Проектируемое здание представляет собой административно бытовое здание прямоугольное в плане размерами в осях 29400х38700 этажность в 7 этажей высотой 25,6 м с подвалом. Конструктивная схема здания неполнокаркасная, кровля плоская совмещенная. Согласно заданию на проектирование требуется разработать два варианта фундаментных конструкций: сборно-монолитный и свайный.

строительство фундамент свайный здание

2. Оценка физико-механических свойств грунтов площадки строительства.

2.1 Определяемые характеристики

Приводимые ниже характеристики определены либо лабораторным путем, либо получены в результате полевых испытаний.

Слой №1. Песок.

Мощность слоя 3,1 м.

Плотность грунта при природной влажности =1,80 кН/м³

Плотность твердых частиц грунта _s = 2,67 кН/м³.

Природная влажность грунта W = 12%.

Удельное сцепление с = 0 кПа.

Угол внутреннего трения = 34,2

Слой №2. Глина.

Мощность слоя 3 м.

Плотность грунта при природной влажности =1,98 кН/м³

Плотность твердых частиц грунта _s = 2,74 кН/м³.

Природная влажность грунта W = 24%.

Влажность на границе пластичности W_p =23%

Влажность на границе текучести W_L =41%.

Удельное сцепление с = 59,6 кПа.

Угол внутреннего трения = 19,4

Слой №3. Песок.

Мощность слоя 20 м.

Плотность грунта при природной влажности =1,76 кН/м³

Плотность твердых частиц грунта _s = 2,66 кН/м³.

Природная влажность грунта W = 9%.

Удельное сцепление с = 0 кПа.

Угол внутреннего трения = 38

2.2 Вычисляемые характеристики

Плотность сухого грунта

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Удельный вес грунта природного сложения

(где g?10 м/сек2 )

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Удельный вес твердых частиц

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Удельный вес сухого грунта

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Пористость

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Коэффициент пористости

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

- Степень влажности



(где - плотность воды ).

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Число пластичности

Слой №1: - Песок

Слой №2: - Глина

Слой №3: - Песок

Показатель текучести

Слой №1: -

Слой №2:

Слой №3: -

Коэффициент пористости при влажности на границе текучести

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Удельный вес насыщенного водой грунта

Слой №1: -

Слой №2:

Слой №3: -

Удельный вес взвешенного водой грунта

Слой №1:

Слой №2: -

Слой №3:

Коэффициент неоднородности С_U.

Для определения меры неоднородности гранулометрического состава сыпучих грунтов следует вычислить величины d₆₀, d₁₀ - диаметры частиц, меньше которых в данном грунте содержится по массе соответственно 60% и 10% частиц. Эти величины можно определить по графику (Рис.1), построенному с помощью вспомогательной таблицы №1.

Таблица №1. Данные для построения кривых гранулометрического состава

Диаметр частиц d, мм	Диаметр частиц м, мкм	Логарифм диаметра частиц lg(м), ед.	Содержание частиц данного диаметра, %	Суммарное содержание частиц диаметром не более данного, %
			ИГЭ - 1	ИГЭ - 2	ИГЭ - 3	ИГЭ - 1	ИГЭ - 2	ИГЭ - 3
<0,005 0,005-0,01 0,01-0,05 0,05-0,10 0,10-0,25 0,25-0,5 0,5-1,00 1,00-2,00 >2,00	? 5 5-10 10-50 50-100 100-250 250-500 500-1000 1000-2000 >2000	? 0,70 1,00 1,70 2,00 2,40 2,70 3,00 3,30 >3,30	- - - 37,8 61,9 0,2 0,1 - -	10,7 49,3 30,4 9,6 - - - - -	- - - 9,9 66,2 23,4 0,5 - -	- - - 37,8 99,7 99,9 100%	10,7 60 90,4 100%	- - - 9,9 76,1 99,5 100%

Слой №1:

Слой №3:

Высота капиллярного поднятия воды

.

Для каждого слоя определяем величину d₁₀ (по рис. 1)_.

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

Значения параметров: угол внутреннего трения ; удельное сцепление с; модуль общих деформаций Е; определяются для пылевато-глинистых грунтов по табл.2 [1], для песчаных грунтов по табл. 3 [1].

Расчетное сопротивление грунта R₀ определяется по табл. 2 [1] для пылевато-глинистых грунтов, и по табл. 3 [1] для песчаных грунтов.

Определяемые и вычисляемые характеристики грунта, а также показатели, отражающие его механические свойства, заносят в сводную ведомость (Таблица №2).

Таблица №2. Сводная ведомость нормативных значений характеристик физико-механических свойств грунтов

№	Наименование грунтовой характеристики	Условные обозначения	Единицы измерения	Номера слоев грунтов
				1(верхн)	2(средн)	3(нижн)
1	Мощность слоя	h i	м	3,1	3,0	20,0
2	Плотность грунта (природная)		г/см3	1,80	1,98	1,76
3	Плотность твердых частиц грунта	S	г/см3	2,67	2,74	2,66
4	Влажность грунта (природная)		доли единицы	0,12	0,24	0,09
5	Влажность на границе текучести	L	доли единицы	-	0,41	-
6	Влажность на границе пластичности	P	доли единицы	-	0,23	-
7	Плотность сухого грунта	d	г/см3	1,61	1,6	1,61
8	Пористость грунта	n	доли единицы	0,4	0,42	0,4
9	Коэффициент пористости	e	доли единицы	0,66	0,71	0,65
10	Коэффициент пористости на границе текучести	eL	доли единицы	-	1,12	-
11	Степень влажности	Sr	доли единицы	0,5	0,93	0,37
12	Число пластичности	IP	доли единицы	-	0,18	-
13	Показатель текучести	IL	доли единицы	-	0,06	-
14	Показатель структурной устойчивости	ISS	доли единицы	-	0,24	-
15	Удельный вес грунта		кН/м3	18	19,8	17,6
16	Удельный вес сухого грунта	d	кН/м3	16,1	16	16,1
17	Удельный вес твердых частиц грунта	S	кН/м3	26,7	27,4	26,6
18	Удельный вес насыщенного водой связного грунта	sat	кН/м3	-	20,1	-
19	Удельный вес взвешенного водой песчаного грунта	sb	кН/м3	10,02	-	9,96
20	Степень неоднородности песков	CU	доли единицы	3	-	2,4
21	Высота капиллярного поднятия воды	dcap	см	11,2	154	6,1
23	Сила удельного сцепления	cn	кПа	-	59,6	-
24	Угол внутреннего трения	n	градус	34,2	19,4	38
25	Модуль деформации	En	МПа	27	22,2	30
28	Расчетное сопротивление грунта основания	RO	кПа	500	382	500

3. Сбор нагрузок в заданных сечениях

Для расчёта прикладываем к каркасу следующие нагрузки:

1. Нагрузка от собственного веса элементов.

2. От веса покрытия и снега.

3. Временная на перекрытия и от веса перегородок и конструкции пола.

4. Ветровая с учётом знакопеременного характера нагрузки и пульсационной составляющей.

В данном курсовом проекте предлагается выполнить основные расчеты фундаментов в трех характерных сечениях для следующих распространенных видов фундаментов:

1 - 1: Наружная несущая стена в безподвальной части административного корпуса (ленточный фундамент);

3 - 3: Внутренняя несущая центральная колонна административного корпуса (столбчатый фундамент);

5 - 5: Наружная несущая колонна производственной части здания (столбчатый фундамент);

Рис. 1

Согласно условной схеме сооружения, приведенной на рис.2, грузовые площади по сечениям составляют:

§ ;

§ ;

§ .

Нагрузки в заданных сечениях приведены в таблице №3.

Таблица №3

Вид нагрузки	Формула	Норм. знач., кН (кН/п.м.)	Чn=0,95	ш	Расч. знач., кН (кН/п.м.)
					FVOII	гf	FVOI
Сечения 1-1
Постоянные вес фунд. стены вес кирп. стены вес перекрытия вес кровли вес пола Длительные: вес перегородки полезная нагрузка снеговая	ф·d· ст ·1п.м. = 0,8·1,3·24·1 к·N·hэт·к·1п.м.=0,77·7·3,3·19·1 GПЕР·(N-1)·A1-1= 23·0,12·3,15·6 GПОКР· A1-1 = 1,6·3,15 GПОЛА · (N-1) ·A1-1 = 1·6·3,15 GПЕРЕГ ·(N-1) ·A1-1 = 1,1·6·3,15 GПЕР,ВР · (N-1) ·A1-1 = 2·6·3,15 GСНЕГ · A1-1 = 1,71·3,15	24,96 338 52,2 5,04 18,9 20,79 37,8 5,4	23,71 321,1 49,59 4,8 18 19,75 35,9 5,13	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,95 0,95 0,95	23,71 321,1 49,59 4,8 18 18,77 34,1 4,9	1,1 1,1 1,1 1,3 1,1 1,2 1,2 1,4	26,1 353,21 54,55 6,24 19,8 22,52 40,92 6,86
					У=475		У=530
Сечение 2-2
Постоянные: - вес колонны - вес ригеля - вес перекрытия - вес кровли Длительные: - вес перегородок - полезная нагрузка - вес снега	23 * 0,5 * 0,4 * 3,3* 7 23 * 0,2 * 0,2 * 6 * 7 23 * 0,12 * 27 * (7 + 1) 1,6* 27 1,1* 7 * 27 2,0* 7 * 27 1,71* 27	106,26 38,64 596,16 43,2 207,9 378 46,17	101 36,71 566,35 41,04 197,5 359,1 43,86	1,00 1,00 1,00 1,00 0,95 0,95 0,95	101 36,71 566,35 41,04 187,7 341,14 41,67	1,1 1,1 1,1 1,3 1,2 1,2 1,4	111,1 40,38 623 53,35 225,16 409,4 58,34
					У=1316		У=1521
Сечение 3-3
Постоянные: - вес стены - вес колонны - вес ригеля - вес покрытия - вес кровли Длительные: - вес снега Кратковременные: - крановая - продольн. тормоз.	18,5 * 0,15 * 15* 7,2+(18,5 * 0,15 * 0,5* 7,2) 23 *0,5* 0,5 * 15 23 * 1,4 * 0,3 * 12 23 * 0,105 * 43,2 1,7* 43,2 1,71* 43,2 100 10 * 14,5 / 7,2	309,69 86,25 115,92 104,33 73,44 73,88 100 20,1	294,2 81,94 110,13 99,12 69,77 70,18 95 19,09	1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,95 0,90 0,85	294,2 81,94 110,13 99,12 69,77 66,67 85,5 16,23	1,1 1,1 1,1 1,1 1,3 1,4 1,1 1,1	323,63 90,13 121,14 109,03 90,7 93,34 94,05 17,86
					У=824		У=940

4. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения

4.1 Сечение 1-1 (ленточный фундамент под наружной несущей стеной в безподвальной части здания)

4.1.1 Расчет глубины заложения подошвы фундамента

Глубина заложения определяется с учетом:

1. Климатических особенностей района строительства.

2. Гидрогеологических условий района строительства.

3. Конструктивных особенностей сооружения.

3.1. Наличие подвала.

3.2. Наличие уже существующих фундаментов.

Расчетная глубина промерзания:

d_f = K_h d_fn , м

где K_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых зданий по табл. 1 [1] (K_h=0.5 - сооружение без подвала, полы по грунту, среднесуточная температура 20 С).

d_fn - нормативная глубина промерзания грунта, принимаемая по схематической карте [2] (d_fn=1,6 м ).

d_f =0,8·1,6=1,28 м

4.1.2 Подбор площади подошвы фундамента

Вычисляем предварительные размеры подошвы фундамента в плане.

где _СР - усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах ( _СР = 20 кН/м³ ).

А_ПРЕД - предварительная площадь подошвы фундамента, принимаемая равной.

1п.м.·b_ПРЕД - для ленточного фундамента.

F_V02 - суммарная вертикальная сила на обрез фундамента от действия постоянных длительных и кратковременных нагрузок.

Несущий слой грунта: песок крупный.

b_ПРЕД=1,4 м

Уточняем расчетное сопротивление R по формуле 7[1].

где _С1; _С2 - коэффициенты условий работы, принимаемые равными 1,4 и 1,3.

k - зависит от способа назначения характеристик грунта ( k=1,1 ).

k_z - зависит от ширины ФЛ ( k=1 т.к. b10м ).

M; M_q; M_c - коэффициенты, принимаемые по табл.8 [Ведомость безразмерных элементов] (M=1,56; M_q=7,3; M_c=9,3).

- удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (=0,8=0,8·18=14,4 кН/м³ ).

Уточняем размеры подошвы фундамента:

Примем b_ут=1,7 м

После назначения основных размеров подошвы фундамента производим проверку условия:

где G_Ф.ГР. - вес фундамента и грунта на его уступе.

По данным расчета производим конструирование фундаментов в сечение 1-1:

Выбор фундаментных блоков (ФБС) - при _СТ=0,77 м принимаем ФБС-5 и ФБС-3.

Выбор фундаментной блок-подушки - при b_УТ=1,7 м по сортаменту принимаем ФЛ28 из конструктивных соображений т. к. ширина стены равна 0,77м и совокупность блоков под нее 0,8м, а верхнее основание блок-подушкек меньших размеров не подходит под ширину фундамента.

Конструкция фундаментов в сечении 1-1 приведена на рис.3.

Расчет осадок системы «Основание - Фундамент».

Определение осадок основания здания выполняем методом послойного суммирования, рекомендуемый для расчета фундаментов шириной до 10м.

- ф.1 =0,8;

- толщина элементарного слоя грунта основания;

- модуль общей деформации элементарного слоя грунта;

- среднее значение вертикальных напряжений от дополнительного давления в элементарном слое грунта. Определяется как среднее значение между напряжением на верхней и нижней границе элементарного слоя;

Несущую толщу грунта разбивают на элементарные слои до глубины:

Если , тогда разбиваем до той глубины, где выполняется условие

Если , тогда разбиваем до той глубины, где выполняется условие

z - глубина залегания подошвы элементарного слоя от подошвы фундамента;

- дополнительное вертикальное давление на основание;

- среднее давление под подошвой фундамента;

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

- удельный вес грунта под подошвой фундамента;

- вертикальное напряжение от дополнительного давления на уровне подошвы фундамента;

- вертикальные напряжения от бытового давления на нижней границе элементарного слоя;

Расчет осадки выполняем в табличной форме.

;

;

;

;

;

Таблица 4 - Расчет осадки основания

№ элем-го слоя	hi, м	Глубина - z, м	ж=2z/b	бi	Обознач. давления	уz(pi), КПа	уz(qi), КПа	0,2уz(qi) КПа	E, Мпа	?, кН/м3
0 - 1	0	0	0,000	1	Ро	172,24	23,400	4,680	27	18
1 - 2	1,12	1,12	0,800	0,881	Р1	151,75	43,560	8,712	27	18
2 - 3	0,18	1,30	0,930	0,840	Р2	144,68	46,800	9,360	27	18
3 - 4	0,80	2,10	1,500	0,670	Р3	115,40	61,200	12,240	27	18
4 - 5	0,70	2,80	2,000	0,550	Р4	94,732	73,800	14,760	27	18
5 - 6	1,12	3,92	2,800	0,420	Р5	72,340	93,960	18,792	22,2	19,8
6 - 7	1,12	5,04	3,600	0,337	Р6	58,045	114,12	22,824	22,2	19,8
7 - 8	0,76	5,80	4,143	0,297	Р7	51,160	129,17	25,834	22,2	19,8
8 - 9	1,12	6,92	4,943	0,251	Р8	43,232	148,89	29,780	30	17,6
9 - 10	1,12	8,04	5,743	0,218	Р9	37,550	168,602	33,720	30	17,6
10 - 11	1,12	9,16	6,543	0,192	Р10	33,070	188,314	37,670	30	17,6



На глубине 9,16 м выполняется условие .

Полученное значение расчетной осадки S сравниваем с предельно допустимой величиной S_u.

S=2,3 (см) < S_U = 8 (см), - проверка выполняется.

4.1.3 Расчет прочности тела фундамента. Сечение 1-1.

Расчет прочности фундаментной подушки по I группе предельных состояний заключается в проверке принятой толщины фундаментной подушки и определении площади рабочей арматуры. Толщину фундаментной подушки принимаем равной по п.5.1 [1] поэтому расчет прочности фундамента на продавливание не выполняется.

Расчет прочности по нормальным сечениям. Расчетная схема фундамента при расчете по I группе предельных состояний представлена на рис. 4.

Требуемая площадь арматуры:

где R_S - расчетное сопротивление арматуры растяжению (R_S=365МПа для арматуры класса A-III).

М_1-1 - изгибающий момент от действия реактивного давления Р₀₁.

h₀ - полезная высота плиты (h₀=430 мм).



Рис. 2

где Р₀₁ -реактивное давление под подошвой фундамента.

с - консоль ФЛ (с=1000мм).

где А_Ф - площадь подошвы фундамента (А_Ф=2,8 м²).

G_Ф.ГР - удельный вес грунта и фундамента (G_Ф.ГР=72,8 кН).

F_V01 - суммарная вертикальная сила на обрез фундамента от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок (F_V01=530 кН).

Принимаем рабочую арматуру - 9 стержней 12мм класса A-III.

Из конструктивных соображений принимаем шаг рабочей арматуры S=300мм.

4.2 Сечение 2-2 (столбчатый фундамент под внутренней несущей центральной колонной)

4.2.1 Расчет глубины заложения подошвы фундамента

Расчет глубины заложения подошвы фундамента производится аналогично приведенному в пункте 4.1.1.

df =0,8·1,6=1,28 м

Принимаем глубину заложения 1,3 м.

4.2.2 Подбор площади подошвы фундамента

Подбор площади подошвы фундамента сечения 3-3 производится аналогично приведенному в пункте 4.1.2.

Вычисляем предварительные размеры подошвы фундамента в плане.

Несущий слой: песок крупный.

Уточняем расчетное сопротивление R.

Уточняем размеры подошвы фундамента



Уточняем расчетное сопротивление R.

После назначения основных размеров подошвы фундамента производим проверку условия:

314,6<315,4 кПа

Условие выполняется. =0,26%.

По данным расчета производим конструирование фундамента в сечении 2-2:

Размеры в плане: 2,4х1,9 м.

Размеры ступеней в плане:

1-я ступень: 300х350 мм - 300х250 мм

2-я ступень: 300х350 мм - 300х250 мм

3-я ступень: 450х175 мм - 450х175 мм

Размер колонны в плане: 500х400 мм

Конструкция фундаментов в сечении 3-3 приведена на рис. 3.

Рис. 3

4.2.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

Расчет осадки выполняем в табличной форме.

;

;

;

;

;

Таблица 5 - Расчет осадки основания

№ элем-го слоя	hi, м	Глубина - z, м	ж=2z/b	бi	Обознач. давления	уz(pi), КПа	уz(qi), КПа	0,2уz(qi) КПа	E, Мпа	?, кН/м3
0 - 1	0	0	0,000	1	Ро	291,200	23,40	4,68	27	18
1 - 2	0,76	0,76	0,800	0,830	Р1	241,696	37,08	7,416	27	18
2 - 3	0,54	1,30	1,370	0,594	Р2	172,973	46,80	9,360	27	18
3 - 4	0,76	2,06	2,170	0,353	Р3	102,800	60,48	12,096	27	18
4 - 5	0,04	2,10	2,210	0,346	Р4	100,760	61,20	12,240	27	18
5 - 6	0,7	2,80	2,950	0,223	Р5	64,940	73,80	14,760	27	18
6 - 7	0,76	3,56	3,748	0,150	Р6	43,680	88,85	17,770	22,2	19,8
7 - 8	0,76	4,32	4,548	0,106	Р7	30,870	103,9	20,780	22,2	19,8
8 - 9	0,76	5,08	5,348	0,080	Р8	23,300	118,95	23,790	22,2	19,8

На глубине 5,08 м выполняется условие .

Полученное значение расчетной осадки S сравниваем с предельно допустимой величиной S_u.

S=1,77 (см) < S_U = 8 (см) - проверка выполняется.

4.3 Сечение 3-3 (столбчатый фундамент наружной несущей колонны производственной части здания)

4.3.1 Расчет глубины заложения подошвы фундамента

Расчет глубины заложения подошвы фундамента производится аналогично приведенному в пункте 4.1.1.

df =0,8·1,6=1,28 м

Принимаем глубину заложения 1,3 м.

4.3.2 Подбор площади подошвы фундамента

Подбор площади подошвы фундамента сечения 3-3 производится аналогично приведенному в пункте 4.1.2.

Вычисляем предварительные размеры подошвы фундамента в плане.

Уточняем расчетное сопротивление R.

Уточняем размеры подошвы фундамента

Принимаем b_ут =1,7 м.

Уточняем расчетное сопротивление R.

После назначения основных размеров подошвы фундамента производим проверку условия:

Условие выполняется. =1,9%.

По данным расчета производим конструирование фундамента в сечении 5-5:

Размеры в плане: 1,7х1,7 м.

Размеры ступеней в плане:

1-я ступень: 500х350 мм

2-я ступень: 500х175 мм

Размер колонны в плане: 500х500 мм

Конструкция фундаментов в сечении 5-5 приведена на рис. 4.



Рис. 4

4.3.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

Расчет осадки выполняем в табличной форме.

;

;

;

;

;

Таблица 6 - Расчет осадки основания

№ элем-го слоя	hi, м	Глубина - z, м	ж=2z/b	бi	Обознач. давления	уz(pi), КПа	уz(qi), КПа	0,2уz(qi) КПа	E, Мпа	?, кН/м3
0 - 1	0	0	0,000	1	Ро	287,720	23,40	4,68	27	18
1 - 2	0,68	0,68	0,800	0,800	Р1	230,176	35,64	7,128	27	18
2 - 3	0,62	1,30	1,530	0,476	Р2	136,955	46,80	9,36	27	18
3 - 4	0,68	1,98	2,330	0,273	Р3	78,548	59,04	11,808	27	18
4 - 5	0,12	2,10	2,470	0,249	Р4	71,643	61,20	12,24	27	18
5 - 6	0,68	2,78	3,270	0,155	Р5	44,60	73,44	14,70	27	18
6 - 7	0,02	2,80	3,300	0,153	Р6	44,02	73,80	14,76	27	18
7 - 8	0,68	3,48	4,100	0,104	Р7	29,93	87,30	17,46	22,2	19,8
8 - 9	0,68	4,16	4,900	0,075	Р8	21,60	100,73	20,15	22,2	19,8
9 - 10	0,68	4,84	5,700	0,056	Р9	16,12	114,2	22,84	22,2	19,8

На глубине 4,84 м выполняется условие .

Полученное значение расчетной осадки S сравниваем с предельно допустимой величиной S_u.

S=1,43 (см) < S_U = 8 (см) - проверка выполняется.

5. Расчет и проектирование свайных фундаментов

5.1 Сечение 1-1 (забивные сваи)

5.1.1 Расчет несущей способности свай

Сваи С4-30 - сборные железобетонные, поперечное сечение 300х300мм, длиной 4 м.

Расчетное схема проектируемого фундамента представлено на рис.7.

Расчета висячих свай их несущая способность определяется по формуле 8[1]:

где _С - коэффициент условий работ по грунту (для забивных свай _С=1, для буронабивных _С=0,8).

_CF,_CR - коэффициент условий работы грунта под пятой сваи и на боковой поверхности сваи, зависит от способа погружения табл. 3 [1] ( _CR=1, _CF=1 ).

R - расчетное сопротивление грунта под пятой сваи, зависит от глубины погружения сваи табл.1[1] ( R=6380 кН ).

А - площадь поперечного сечения сваи ( А=d²=0,3²=0,09м² ).

u - наружный периметр сваи ( u=4d=4•0,3=1,2м ).

f_i - расчетное сопротивление грунта i-го слоя на боковой поверхности сваи табл. 2 [1].

h_i - толщина i-го слоя грунта.

Расчет f_ih_i - члена формулы 8[1] удобно производить в табличной форме.

Таблица №7

№	zi	fi	hi	fihi
1 2 3 4	1,3 2,3 3,3 4,3	37,1 43,8 49,5 53,9	1,0 1,0 1,0 1,0	37,1 43,8 49,5 53,9
hifi	184,3

Вычисляем расчетное значение:

где _g - коэффициент надежности сваи по грунту (_g=1,4) [1].

Определяем предварительное количество свай на 1п.м.

Определяем предварительный шаг свай при их однорядном расположении:

По нормам погружения свай шаг должен удовлетворять следующим условиям:

; - условие выполняется.

Принимаем n=1 шт. на 1п.м.

Схема расположения свай по подошве фундамента представлена на рис.5.

Рис. 5

Определяем площадь подошвы ростверка

Определяем ориентировочный вес ростверка и грунта

Определяем нагрузку приходящуюся на 1 сваю.



Условие выполняется.

5.1.2 Проверка давления под свайным массивом

При этом должно выполняться условие , где R - расчетное сопротивление грунта, вычисляемое по формуле 7 [1]

где А_Ф - площадь условного фундамента.

F_V02 - суммарная вертикальная сила на обрезе фундамента от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

G_ГР,Р - вес грунта и ростверка.

где G_Р.ГР. - вес ростверка и грунта.

G_СВ. - вес сваи.

G_УСЛ.ГР. - вес грунтового массива.

где _СР - усредненный удельный вес грунта (_СР = 20 кН/м³).

А_УСЛ - площадь условного фундамента.

- ширина условного фундамента

Угол внутреннего трения грунта ц^/ определяется по формуле:

,

где - угол внутреннего трения слоев грунта.

Определим расчетное сопротивление грунта:

где _С1; _С2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 [1] (_С1=1,25; _С2=1,1).

k - зависит от способа назначения характеристик грунта ( k=1,1 ).

k_z - зависит от ширины ФЛ ( k=1 т.к. b10м ).

M; M_q; M_c - коэффициенты, принимаемые по табл.4[1] (M=0,486; M_q=2,958; M_c=5,555).

- удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (=).

с - удельное сцепление грунта (с = 59,6 кПа).

Условие выполняется.

5.1.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

Расчет осадки выполняем в табличной форме.

;

;

;

;

;

Таблица 8 - Расчет осадки основания

№ элем-го слоя	hi, м	Глубина - z, м	ж=2z/b	бi	Обознач. давления	уz(pi), КПа	уz(qi), КПа	0,2уz(qi) КПа	E, Мпа	?, кН/м3
0 - 1	0	0	0,000	1	Ро	346,480	86,400	17,280	27	18
1 - 2	0,564	0,564	0,800	0,881	Р1	302,606	96,552	19,310	27	18
2 - 3	0,564	1,128	1,600	0,642	Р2	220,520	106,704	21,340	27	18
3 - 4	0,564	1,692	2,400	0,477	Р3	153,540	116,856	23,370	27	18
4 - 5	0,408	2,100	2,980	0,400	Р4	137,400	124,200	24,840	27	18
5 - 6	0,564	2,664	3,800	0,322	Р5	111,570	134,352	26,870	27	18
6 - 7	0,136	2,800	4,000	0,306	Р6	106,030	136,800	27,360	27	18
7 - 8	0,564	3,364	4,800	0,258	Р7	89,400	147,970	29,600	22,2	19,8
8 - 9	0,564	3,928	5,600	0,223	Р8	77,270	159,140	31,830	22,2	19,8
9 - 10	0,564	4,492	6,400	0,196	Р9	67,910	170,310	34,062	22,2	19,8
10 - 11	0,564	5,056	7,200	0,175	Р10	60,634	181,480	36,296	22,2	19,8
11 - 12	0,564	5,620	8,000	0,158	Р11	54,750	192,650	38,530	22,2	19,8
12 - 13	0,180	5,800	8,227	0,152	Р12	52,670	203,820	40,764	22,2	19,8
13 - 14	0,564	6,364	9,027	0,140	Р13	48,500	213,750	42,750	30	17,6
13 - 14	0,564	9,928	9,900	0,12	Р14	41,580	223,700	44,740	30	17,6

При помощи номограммы для определения значений по СНиП 2.02.03-85 'Свайные фундаменты'.

; H_c/h=1,1;

На глубине 9,928 м выполняется условие .

Полученное значение расчетной осадки S сравниваем с предельно допустимой величиной S_u.

S=2,7 (см) < S_U = 8 (см) - проверка выполняется.

5.2 Сечение 2-2 (забивные сваи)

5.2.1 Расчет несущей способности свай

Расчет несущей способности свай производится аналогично приведенному в пункте 5.1.1.

Сваи С4-30 - сборные железобетонные, поперечное сечение 300х300мм, длиной 4м.

Для центрально-нагруженного куста свай округляем n=4шт.

Схема расположения свай по подошве фундамента представлена на рис. 6.

Рис.6



Условие выполняется.

5.2.2 Проверка давления под свайным массивом

Проверка основания по деформациям производится аналогично пункту 5.1.2.

Определим _II,mt -- осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта.

_II,mt =

где m_b - количество рядов свай по ширине фундамента (m_b=2 ).

m_l - количество рядов свай по ширине фундамента (m_l=2 ).

Таким образом ширина условного фундамента равняется b_усл = l_усл = 2,45 м.

Расчетная схема фундамента сечения 2-2 представлена на рис.10.

При этом должно выполняться условие

где R - расчетное сопротивление грунта, вычисляемое по формуле 7[1].

где А_Ф - площадь условного фундамента.

F_V02 - суммарная вертикальная сила на обрезе фундамента от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. (F_V02 =1316 кН).

G_ГР,Р - вес грунта и ростверка.

где G_Р.ГР. - вес ростверка и грунта.

G_СВ. - вес сваи.

G_УСЛ.ГР. - вес грунтового массива.

где _СР - усредненный удельный вес грунта (_СР = 20 кН/м³).

А_УСЛ - площадь условного фундамента.



Определим расчетное сопротивление грунта:

где _С1; _С2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 [1] (_С1=1,25; _С2=1,1).

k - зависит от способа назначения характеристик грунта ( k=1,1 ).

k_z - зависит от ширины ФЛ ( k=1 т.к. b10м ).

M; M_q; M_c - коэффициенты, принимаемые по табл.4[1] (M=0,486; M_q=2,958; M_c=5,555).

- удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (=).

с - удельное сцепление грунта (с = 59,6 кПа).

Условие выполняется.

5.2.3 Расчет осадок системы «Основание - Фундамент»

Расчет осадки выполняем в табличной форме.

;

;

;

;

;

Таблица 9 - Расчет осадки основания

№ элем-го слоя	hi, м	Глубина - z, м	ж=2z/b	бi	Обознач. давления	уz(pi), КПа	уz(qi), КПа	0,2уz(qi) КПа	E, Мпа	?, кН/м3
0 - 1	0	0	0,000	1	Ро	143.970	93.6	17,280	27	18
1 - 2	0,98	0,98	0,800	0,800	Р1	115,176	111,24	22,248	27	18
2 - 3	0,98	1,96	1,600	0,449	Р2	64,643	128,88	25,776	27	18
3 - 4	0,14	2,10	1,715	0,417	Р3	60,036	131,4	26,280	27	18
4 - 5	0,70	2,80	2,980	0,280	Р4	40,312	144	28,800	27	18
5 - 6	0,98	3,78	3,086	0,172	Р5	24,763	163,404	32,681	22,2	19,8

На глубине 3,78 м выполняется условие .

Полученное значение расчетной осадки S сравниваем с предельно допустимой величиной S_u.

S=0,883 (см) < S_U = 8 (см) - проверка выполняется.

Литература

1. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».

2. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

3. «Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83».

4. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. «Примеры расчетов оснований и фундаментов», Стройиздат, Москва, 1986год.

5. Сорочан Е.А. «Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения», Стройиздат, Москва 1985год.

6. ГОСТ 13580-85 «Плиты железобетонные ленточных фундаментов».

7. ГОСТ 13579-78 «Блоки бетонные стен подвалов».

8. «Решение отдельных этапов проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений», Часть№1 «Фундаменты мелкого заложений», Самара, 1996год.

9. «Расчет прочности фундаментов мелкого заложения по материалу конструкций» - Методические указания, Самара 2005 год.

Размещено на Allbest.ru