Фундаменты 5-этажного жилого дома в г. Барнаул

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра оснований, фундаментов

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему: Фундаменты 5-этажного жилого дома

в г. Барнаул

Н. Новгород - 2011г.

1. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов

1.1 Определения дополнительных характеристик физических свойств грунтов

1. Число пластичности.

Ip=WL-WP,[%] (1)

где:IP - число пластичности;

WL - влажность на границе текучести (см. исходные данные);

WP - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: IP1= 19 -14 = 5%.

Для ИГЭ-2: IP2= 25 -15 = 10%.

Для ИГЭ-3: IP2= 29 -17 = 12%.

Тогда по табл. п.2.4 [14] тип грунтов

ИГЭ-1 - супесь т.к. 1%<Iр<7%;

ИГЭ-2 - суглинок т.к. 7%<Iр<17%;

ИГЭ-3 - суглинок т.к. 7%<Iр<17%;

2. Показатель текучести

IL=(W-WP)/IP, [д. ед.],(2)

где: IL - показатель текучести;

W - природная (естественная) влажность (см. исходные данные);

WP - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: IL1=(16-14)/5=0,4

Для ИГЭ-2: IL2=(14-15)/10=-0,1

Для ИГЭ-3: IL3=(19-17)/12=0,17

Тогда по табл. п.2.5 [14] разновидность пылевато-глинистых грунтов:

ИГЭ-1 - супесь пластичная т.к. 0<IL<1;

ИГЭ-2 - суглинок твёрдый т.к. IL<0;

ИГЭ-3 - суглинок полутвёрдый т.к. 0<IL<0,25;

3. Плотность сухого грунта

, [г/см3](3)

где: -плотность сухого грунта;

-плотность грунта в природном состоянии;

W - природная (естественная) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: (г/см3).

Для ИГЭ-2: (г/см3).

Для ИГЭ-3: (г/см3).

4. Коэффициент пористости

, [д. ед.](4)

где: e - коэффициент пористости грунта;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

-плотность грунта в природном состоянии;

W - природная (естественная) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1:.

Для ИГЭ-2:.

Для ИГЭ-3:.

5. Пористость

,[ д. ед.](5)

где: n - пористость грунта;

e - коэффициент пористости грунта.

Для ИГЭ-1: .

Для ИГЭ-2: .

Для ИГЭ-3: .

6. Степень влажности

,[ д. ед.](6)

где: Sr - степень влажности грунта;

=1 г/см3- плотность воды;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

W - природная (естественная) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1:.

Для ИГЭ-2:.

Для ИГЭ-3:.

7. Полная влажность (Sr=1)

,[%](7)

Для ИГЭ-1:

Для ИГЭ-2:

Для ИГЭ-3:

8. Показатель текучести (Sr=0.9)

IL, sat=(0,9*Wsat - WP) / IP, [д. ед.],(8)

Для ИГЭ-1: IL1,sat=(0.9*31-14)/5=2,78

Для ИГЭ-2: IL2,sat=(0.9*33-15)/10=1,47

Для ИГЭ-3: IL3,sat=(0.9*26-17)/12=0,53

Тогда по табл. п.2.5 [14] разновидность пылевато-глинистых грунтов:

ИГЭ-1 - супесь текучая т.к. IL>1;

ИГЭ-2 - суглинок текучий т.к. IL>1;

ИГЭ-3 - суглинок мягкопластичный т.к. 0,5<IL<0,75;

1.2 Определение характеристик механических свойств грунтов.

1.2.1 Определение модуля деформации по результатам испытания грунта штампом

Строим график зависимости осадки штампа от давления S(p).

, [кПа](9)

где:- коэффициент, зависящий от формы штампа; принимаем как для круглого штампа =0,79;

d- диаметр штампа;

(м);

- коэффициент Пуассона; для ИГЭ-1 (супесь) =0,30;

pi - разность между давлением пропорциональности Рпр=200кПа по графику и природным давлением Ро=50кПа на глубине заложения фундамента;

si - разность осадки штампа между Ро=50кПа и Рпр=200кПа ;

(кПа).

1.2.2 Определение модуля деформации по результатам компрессионных испытаний

Строим графики зависимости е = f (p) для ИГЭ-2 и ИГЭ-3:

- Коэффициент сжимаемости:

, [кПа-1](10)

где: р1 = 100 кПа; е1,1=0,773; е1,2=0,842; е1,3=0,682.

р2 = 200 кПа; е2,1=0,734; е2,2=0,803; е2,3=0,664.

Для ИГЭ-1: (кПа-1).

Для ИГЭ-2: (кПа-1).

Для ИГЭ-3: (кПа-1).

- Коэффициент относительной сжимаемости

, [кПа-1](11)

где:m0- коэффициент сжимаемости;

е1,1=0,825; е1,2=0,895; е1,2=0,704

Для ИГЭ-1: (кПа-1).

Для ИГЭ-2: (кПа-1).

Для ИГЭ-3: (кПа-1).

- Компрессионный модуль деформации:

, [кПа](12)

где: - коэффициент относительной сжимаемости;

2 = 0,62 (суглинок)

2 = 0,74 (супесь)

Для ИГЭ-1: (кПа).

Для ИГЭ-2: (кПа).

Для ИГЭ-3: (кПа).

- Модуль деформации

, [кПа](13)

где: mk - переходный коэффициент от компрессионного модуля деформации к естественному модулю деформации (тк=1 - посадочные грунты)

- компрессионный модуль деформации.

Для ИГЭ-1: (кПа).

Для ИГЭ-2: (кПа).

Для ИГЭ-3: (кПа).

Определение характеристик просадочности

Относительная просадочность

,[ д. ед.](14)

где: еn - коэффициент пористости при естественной влажности при давлении Р

еsat,p - коэффициент пористости для водонасыщенного грунта

еng - коэффициент пористости в естественном состоянии от собственного веса грунта

Давление от собственного веса грунта

Для ИГЭ-1: Gzg,1=0,5*гII,1*h1 = 0,5*16,8*5,2 = 43,68 кН

Для ИГЭ-2: Gzg,2= гII,1*h1 + 0,5*гII,2*h2 = 16,8*5,2 + 0,5*16,1*4,1 = 120,365 кН

Грунты считаются просадочными если еsl>0.01

Составляем таблицу 1.1 по данным графика (рис. 1.3)

Исходные данные сводим в таблицу 1.2

Таблица 1.1

Р кПа	ИГЭ - 1	ИГЭ - 2
	еn	еsat	еn - еsat	1 + еng	Еsl	еn	еsat	еn - еsat	1 + еng	Еsl
0	0,825	0,825	0	1,8	0	0,895	0,895	0	1,833	0
50	0,797	0,788	0,009	1,8	0,005	0,867	0,859	0,008	1,833	0,004364
100	0,773	0,755	0,018	1,8	0,01	0,842	0,827	0,015	1,833	0,008183
150	0,752	0,726	0,026	1,8	0,014444	0,821	0,8	0,021	1,833	0,011457
200	0,734	0,701	0,033	1,8	0,018333	0,803	0,776	0,027	1,833	0,01473
250	0,719	0,68	0,039	1,8	0,021667	0,789	0,756	0,033	1,833	0,018003
300	0,707	0,663	0,044	1,8	0,024444	0,779	0,74	0,039	1,833	0,021277
400	0,692	0,642	0,05	1,8	0,027778	0,769	0,721	0,048	1,833	0,026187

Рис. 1

1.2 Показатели физико-механических свойств грунтов основания

Таблица 1.2

№ п/п	Нормативные характеристики	ИГЭ - 1	ИГЭ - 2	ИГЭ -3
	Тип	супесь	суглинок	суглинок
	Вид	-	-	-
	Разновидность	пластичная	твёрдый	полутвёрдый
	Основные:
1.	Плотность , г/см3	1,71	1,63	1,90
2.	Плотность частиц s, г/см3	2,69	2,71	2,72
3.	Природная влажность W, %	16	14	19
4.	Граница раскатывания Wp, %	14	15	17
5.	Граница текучести WL, %	19	25	29
	Дополнительные:
6.	Число пластичности Ip, %	5	10	12
7.	Показатель текучести IL	0,4	-0,1	0,17
8.	Плотность сухого грунта d, г/см3	1,47	1,43	1,6
9.	Коэффициент пористости е, д.ед.	0,825	0,895	0,704
10.	Пористость n, д.ед.	0,45	0,47	0,41
11.	Степень влажности Sr, д.ед.	0,52	0,42	0,73
12.	Полная влажность при Sr=1, Wsat, %	31	33	26
13.	Показатель текучести при Sr=1, IL,sat	2,78	1,47	0,53
	Расчётные:
14.	Удельный вес грунта II, кН/м3	16,8	16,1	18,8
15.	Угол внутреннего трения II,	20	22	23
16.	Угол внутреннего трения при Sr=1 sat,	17	15
17.	Удельное сцепление сII, кПа	13	25	28
18.	Удельное сцепление при Sr=1, сII, кПа	9	15
19.	Модуль деформации Е, кПа	8605	3010	5849
20.	Начальное просадочное давление Рsl кПа	100	127,75	-

2. Оценка инженерно-геологические условий строительства

Площадка строительства 5-ти этажного дома находится в г. Барнаул. Площадка строитель-ства с уклоном, свободна от существующих зданий и инженерных комуникаций.

По результатам бурения скважин построен инженерно-геологический разрез. Он представлен на рис. 2.1

В основании поверхности залегают:

ИГЭ - 1 - супесь пластичная, мощность слоя 5,2м гII,1=16,8кН/м3, е=0,825, IL=0,4, Е=8605кПа.

Приходиться принимать в качестве несущего слоя.

ИГЭ-2 - суглинок твердый, мощность слоя 4,1м. гII,1=16,1кН/м3, е=0,895, IL=-0,1, Е=3010кПа

Является хорошим подстилающим слоем.

ИГЭ-3 - суглинок полутвердый, мощность слоя скважиной не определена. гII,1=18,8кН/м3,

е=0,704, IL=0,17, Е=5849кПа

3. Оценка объемно-планировочных и конструктивных решений здания

Жилой 5-ти этажный дом в городе Барнаул прямоугольной формы в план с размерами в осях ширина В=13,4м, длина L=36,16м, высотой Н=16,95м. Дом крупно - панельный, несущими стенами являются и продольные и поперечные, в том числе межкомнатные стены. Панели перекрытий опираются на 4 стороны.

Основные конструкции:

наружные стены: трёхслойные ж/б панели толщиной 450мм

внутренние стены из тяжёлого бетона толщиной 160мм

панели перекрытия легкобетонные толщиной 250мм

лестница из сборных ж/б элементов

крыша с тёплым чердаком

4. Определение нагрузок на фундамент

Постоянные распределенные нагрузки на 1 м2

Таблица 4.1

№ п/п	Вид нагрузок	Нормативная нагрузка кН/м	f	Расчетная нагрузка кН/м
I Перекрытия
- Ж./б. плита перекрытия = 160 мм	4,0	1,1	4,4
- Конструкция пола линолеум по бетонной подготовке	1,0	1,3	1,3
Итого: mпр 1	5		5,7
II Элементы лестничных клеток
- Ж./б. площадки и марши	3,8	1,1	4,18
Итого: mпр2	3,8		4,18
III Покрытие.
- Сборные ж./б. чердачное перекрытия = 160 мм	4,0	1,1	4,4
- Сборные легкобетонные панели крыши = 250 мм	3,2	1,1	3,52
- Пароизоляция 1 слой рубероида	0,05	1,3	0,065
- Утеплитель - минераловатные жесткие плиты =300*2=600 мм	1,2	1,3	1,56
- Стяжка - цементный раствор М 100 =30*2= 60 мм	1,2	1,3	1,56
- Кровля из 4-х слоев рубероида на мастике и защитного слоя гравия = 20 мм	0,4	1,3	0,52
Итого: mпк	10,05		11,625

4.2 Временные распределенные нагрузки на 1 м2 перекрытия и покрытия

4.2.1 Временные распределенные нагрузки перекрытия квартир (лестниц)

а) Временная расчетная нагрузка для расчета по первому предельному состоянию:

, [кН/м2],где (15)

нормативная полная кратковременная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы ;

коэффициент сочетания временных нагрузок по этажности:

, где (16)

nэт - число этажей проектируемого здания;

;

коэффициент надежности по нагрузке:

- квартиры f к = 1,3;

- лестницы f л = 1,2;

коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок:

2 = 0,9.

Тогда временная расчетная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы .

б) Расчетная нагрузка для расчета оснований по деформациям (по второму предельному состоянию):

, [кН/м2],где(17)

нормативная длительная нагрузка (пониженное значение):

- квартиры ;

- лестницы ;

коэффициент надежности по нагрузке:

f = 1,0;

коэффициент сочетания двух временных длительных нагрузок:

1 = 0,95.

Тогда расчетная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы .

Сводим результаты расчета в таблицу 4.2

Таблица 4.2

Наименование	Рпр I	РпрII
Квартиры	1,172	0,285
Лестницы	2,164	0,95

4.2.2 Временная снеговая нагрузка на покрытие

Нормативная снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности земли для IV снегового района:

S = 1,8 кН/м2 (кПа).

а) Снеговая нагрузка на покрытие для расчета по первой группе предельных состояний:

, [кН/м2],где(18)

нормативная нагрузка на 1 м2 покрытия:

, [кН/м2],где (19)

S - снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности земли для IV снегового района;

=1;

(кН/м2; кПа);

- коэффициент надежности по нагрузке;

=0,9 - коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок.

Тогда снеговая нагрузка на покрытие:

(кН/м2).

б) Снеговая нагрузка на покрытие для расчета по второй группе предельных состояний:

, [кН/м2],где (20)

за нормативную нагрузку принимается пониженное значение:

, [кН/м2],где (21)

к=0,5 - коэффициент определяемый в зависимости от снегового района

S=0,5*1,8=0,9 кН/м2

- коэффициент надежности по нагрузке;

.

Тогда снеговая нагрузка на покрытие:

(кН/м2).

Сводим результаты расчёта в таблицу 4.3

Таблица 4.3

Рсн I	РснII
1,89	0,71

4.3 Определение грузовой площади на 1м2 стены

Схема несущих стен здания рисунок 4.3

Ширина грузовой полосы

для квартир ав = в/4, (м)

аl = (2*l - в)*в/(4*l), (м)

где: в и l соответственно меньшая и большая сторона помещения

- для лоджий ав = l/4, (м)

аl = в/2, (м)

4.4 Общие распределённые нагрузки от 1м2 площади здания

Таблица 4.4

Наименование	По I предельному состоянию; кН/м2	По II предельному состоянию; кН/м2
1. От 1м2 площади квартир (nэт=5) а) Постоянная нагрузка перекрытия mnp1*nэт перегородки mпп*nэт покрытия mnк3	25 5 10,05	28,5 5,5 11,625
Итого:	40,5	45,625
б) Временная нагрузка - перекрытия Рnp*nэт перегородки Рсн	1,425 0,855	5,86 2,268
Итого:	2,28	8,128
Всего: m1	42,78	53,753
2. От 1м2 площади лестниц а) Постоянная нагрузка элементы лестниц mnp2*nэт покрытие mnк3	19 10,05	20,9 11,625
Итого:	29,05	32,525
б) Временная нагрузка на лестницу Рnp*nэт на покрытие Рсн	4,75 0,855	10,82 2,268
Итого:	5,605	13,088
Всего: m2	34,655	45,613

4.5 Нагрузка от собственного веса стен.

4.5.1 Нагрузка от наружной стены (торцовой) на отметке - 2.400

кН/м (22)

где: аi - толщина стен; м

hi - высота стены; м

гст,i - удельный вес стен; кН/м3

кН/м

4.5.2 Нагрузка от наружных стен (продольных по оси А(Ж))

глухая стена кН/м

снижение нагрузки за счёт проёмов в стене.

(23)

где: 0,4 - коэффициент снижения за счёт оконных блоков.

Апр - площадь проёмов на 1 этаже по длине участка стены lст

lст - длина стены в осях 1-11

По оси А: Апр =(10*О -З + 4*Д -1)

Апр =(10*1,21*1,51 + 4*0,76*2,21) = 24,9894м2

кН/м

По оси Ж: Апр =(2*О -1 + 4*О -З + 2*О -2 + 2*О -4 + 2*Д -1)

Апр =(2*2,11*1,51 + 4*1,21*1,51 + 2*1,51*1,51 + 2*0,61*1,51 + 2*0,76*2,21) = 23,4422 кН/м

кН/м

Нагрузка от наружной стены с проёмами

qст= qст,г+ qст,пр; кН/м (24)

по оси А: qст= 145,34 -25,05 =120,29 кН/м

по оси Ж: qст= 145,34 -23,5 =121,84 кН/м

4.5.3 Нагрузка от внутренней стены без проёмов

кН/м (25)

hi =14+1,7+2,4 =18,1м

кН/м

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.5

Таблица 4.5

Наименование	Нормативная нагрузка; кН/м	гf	Расчётная нагрузка; кН/м
1. Глухая стена	145,125	1,1	159,6375
2. Стена с проёмами по оси А по оси Ж	120,29 121,84	1,1 1,1	132,319 134,024
3. Стена внутренняя без проёмов	72,4	1,1	79,64

4.6 Нагрузка на 1м2 фундамента на отметке -2.400

Вычисляется по формуле:

кН/м (26)

где: - нагрузка от собственного веса стены

- коэффициент принимаемый по таблице 4.4

- грузовая площадь на 1 м2

Расчёт нагрузок выполняется в таблице 4.6

Таблица 4.6

№ сечения	Расположение сечения	Тип сечения фундамента	qcm,i кН/м	Mi кН/м2	ai, м2 (осред. знач.)	nn,II кН/м
1	2	3	4	5	6	7
1	1 - Б/Д	I	145,125	42,78	1,17	195,1776
2	1 - Д/Ж		145,125	42,78	1,06	190,4718
3	Ж - 1/2		121,84	42,78	0,76	154,3528
4	Ж - 2/3		121,84	42,78	1,085	168,2563
5	Ж - 3/4		121,84	42,78	0,63	148,7914
6	Ж - 4/5		121,84	42,78	1,085	168,2563
7	5 - Е/Ж		145,125	42,78	2,14	236,6742
8	Е - 5/6		121,84	42,78	1,51	186,4378
9	А - 5/6		120,29	42,78	0,76	152,8028
10	А - 4/5		120,29	42,78	1,54	186,1712
11	А - 3/4		120,29	42,78	0,63	147,2414
12	3 - А/Б		145,125	42,78	2,85	267,048
13	Б - 2/3		120,29	42,78	1,84	199,0052
14	Б - 1/2		120,29	42,78	1,51	184,8878
15	Д - 1/2	II	72,4	42,78	1,51	136,9978
16	Д - 2/3		72,4	42,78	2,18	165,6604
17	Г - 3/4		72,4	42,78	0,63	193,5841
			72,4	34,655	0,63
18	Г - 4/5		72,4	42,78	2,18	165,6604
19	В - 5/6		72,4	42,78	1,52	137,4256
20	2 - Б/Д		72,4	42,78	2,62	184,4836
21	2 - Д/Ж		72,4	42,78	2,3	170,794
22	3 - Д/Ж		72,4	42,78	1,24	233,1953
			72,4	34,655	1,02
23	3 - Г/Д		72,4	42,78	1,45	242,1791
			72,4	34,655	1,02
24	3 - Б/Д		72,4	42,78	2,47	178,0666
25	4 - А/Г		72,4	42,78	2,47	178,0666
26	4 - Г/Д		72,4	42,78	1,45	242,1791
			72,4	34,655	1,02
27	5 - В/Е		72,4	42,78	2,62	184,4836
28	5 - А/В		72,4	42,78	2,51	179,7778
29	6 - А/В	III	72,4	42,78	2,12	163,0936
30	6 - В/Е		72,4	42,78	2,34	172,5052
31	1 - А/Б	IV	145,125	42,78	1,83	223,4124
32	4 - А//А		72,4	42,78	1,09	119,0302
33	5 - А//А		72,4	42,78	1,09	119,0302
34	6 - Е/Ж		72,4	42,78	1,38	131,4364

5. Конструирование и расчёт сечений фундаментов

5.1 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента назначается в зависимости от:

инженерно - геологических условий;

наличия технического подполья;

величины и характера нагрузок;

климатических особенностей района.

Нормативная глубина промерзания грунта:

, [м](27)

где: do =0,28 м для супесей (принимаем по указанию на стр.20[14]);

Mt = 66,9- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму (см. исходные данные);

(м).

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

, [м](28)

где: kh - коэффициент, учитывающий тепловой режим помещений, примыкающих к фундаменту;

kh = 0,7 (по табл. 2.4 [14] для жилых зданий при температуре подвала tо = 5 0С);

- нормативная глубина промерзания грунта;

м.

- приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвала

(29)

где: - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала

- толщина бетонного пола

- удельный вес конструкций пола подвала

- глубина подвала

db = d - d1 (30)

среднее значение удельного веса материалов фундамента и грунта на его уступах

расчетная нагрузка на отметке -2,400

Одинаковые параметры для всех типов сечений фундаментов приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1

гII кН/м3	г/II кН/м3	Мq	Мг	Мс	cII,sat	гc1	гc2	k	kz
16,8	16,8	2,055	0,26	4,555	9	1,0	1,0	1,0	1,0

Обозначаем через коэффициенты одинаковые параметры для все типов сечений фундаментов

тогда: а1 = (А*(Б*d1 + B*db + Г) - гmq*d (31)

Определение ширины подошвы фундамента

Исходные данные

Несущим слоем при проектирование фундамента мелкого заложения является ИГЭ - 1

Таблица 5.2

ИГЭ - 1	гII кН/м3	г/II кН/м3	цII,sat о	IL sat	cII,sat	L/H м	гc1	гc2
	16,8	16,8	17	2,78	9	2,13	1,0	1,0

Типы сечений фундаментов и их основные геометрические размеры

Тип I - наружные стены

Тип II - внутренние стены

Тип III - стена разделяющая секции

Тип IV - стены лоджий

Рис. 5.1

грунт просадочность фундамент покрытие

Таблица 5.3

	bc, м	d, м	dn, м	d1, м	db, м	d21, м	d22, м	d2, м
Тип I	0,45	1,7	0,4	0,7	1,0	1,2	0,12	1,32
Тип II	0,16	1,7(1,5)	0,4	0,7(0,5)	1,0	0,12	0,12	0,24
Тип III	0,16	2,3	1,01	1,3/0,7	1,0/1,6	0,72	0,72/0,12	1,44/0,84
Тип IV	0,16	1,7(1,5)	0,4	1,7(1,5)	-	1,2	1,2	2,4

Определение ширины подошвы фундамента

(32)

(33)

(34)

где: коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 [7] к = 1 - коэффициент, учитывающий способ определения характеристик прочности грунта: и - по результатам испытания грунта

- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 [7]

коэффициент, принимаемый равным 1 при ширине подошвы фундамента менее 10м

b - ширина подошвы фундамента, м

- удельный вес грунта под подошвой фундамента кН/м3

- осредненное значение удельного веса грунта, лежащего выше подошвы фундамента кН/м3

cII, sat - расчётное значение удельного сцепления грунта в водонасыщенном состоянии залегающих под подошвой фундамента кПа

Расчет ширины подошвы фундамента.

Таблица 5.4

№ сечения	Расположение сечения	Тип сечений фундаментов	а0, кН/м3	А	Б, кН/м3	В, кН/м3	Г, кПа	d1, м	db, м	d, м	а1, кН/м3	n0,II кН/м	bр, м	b, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	1 - Б/Д	I	4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	195,178	3,121760278	2,4
2	1 - Д/Ж		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	190,472	3,059749358	2,4
3	Ж - 1/2		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	154,353	2,568122657	2
4	Ж - 2/3		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	168,256	2,760791982	2
5	Ж - 3/4		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	148,791	2,489769544	2
6	Ж - 4/5		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	168,256	2,760791982	2
7	5 - Е/Ж		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	236,674	3,650598578	2,8
8	Е - 5/6		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	186,438	3,006235271	2,4
9	А - 5/6		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	152,803	2,5463609	2
10	А - 4/5		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	186,171	3,002686886	2,4
11	А - 3/4		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	147,241	2,467796335	2
12	3 - А/Б		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	267,048	4,019267354	3,2
13	Б - 2/3		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	199,005	3,171875235	2,4
14	Б - 1/2		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	184,888	2,985584593	2,4
15	Д - 1/2	II	4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,5	1	1,5	41,981	136,998	2,5739787	1,6
16	Д - 2/3		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	165,66	2,72515772	2
17	Г - 3/4		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	193,584	3,100811363	2,4
18	Г - 4/5		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	165,66	2,72515772	2
19	В - 5/6		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	137,426	2,327230202	2
20	2 - Б/Д		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	184,484	2,980191255	2
21	2 - Д/Ж		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	170,794	2,795481056	2
22	3 - Д/Ж		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	233,195	3,607430085	2,8
23	3 - Г/Д		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	242,178	3,718485972	2,8
24	3 - Б/Д		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	178,067	2,894108725	2
25	4 - А/Г		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	178,067	2,894108725	2
26	4 - Г/Ж		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	242,179	3,718498262	2,8
27	5 - В/Е		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	184,484	2,980191255	2
28	5 - А/В		4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1	1,7	48,8858	179,778	2,917149178	2
29	6 - А/В	III	4,368	1	34,524	17,724	40,995	1,3	1	2,3	69,6002	163,094	2,073474876	2
			4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1,6	2,3	59,5202	163,094	2,338735709	2
30	6 - В/Е		4,368	1	34,524	17,724	40,995	1,3	1	2,3	69,6002	172,505	2,180206223	2
			4,368	1	34,524	17,724	40,995	0,7	1,6	2,3	59,5202	172,505	2,455704751	2
31	1 - А/Б	IV	4,368	1	34,524	17,724	40,995	1,7		1,7	65,6858	223,412	2,858042395	2,8
32	4 - А//А		4,368	1	34,524	17,724	40,995	1,5		1,5	58,781	119,03	1,787536561	1,6
33	5 - А//А		4,368	1	34,524	17,724	40,995	1,5		1,5	58,781	119,03	1,787536561	1,6
34	6 - Е/Ж		4,368	1	34,524	17,724	40,995	1,7		1,7	65,6858	131,436	1,788319015	2

5.3 Проверка среднего давления под подошвой фундамента

Ширина подошвы центрально нагруженных ленточных фундаментов (b) определяется из условия, что среднее давление по подошве фундамента не должно превышать расчетного сопротивления несущего слоя грунта:

P R,(35)

где: Р - среднее давление по подошве фундамента:

(36)

где: расчетная нагрузка на отметке -2,400

- собственный вес фундамента, кН/м

; кН/м - для I - типа (37)

; кН/м - для II и III - типов (38)

; кН/м - для IV - типа (39)

где: l=1 - погонный метр

m - масса на 1м длины

g = 9,81м/с - ускорение свободного падения

- собственный вес грунта на уступах фундамента, кН/м

, кН/м (40)

Расчёт проверки среднего давления под подошвой фундамента сводим в таблицу 5.5.

Расчет проверки среднего давления под подошвой фундаментов.

Таблица 5.5

№ сечения	Расположение сечения	Тип сечений фундаментов	b, м	m, тс	n0,II кН/м	nf,II кН/м	d2, м	г/II*(b-bc)/2 кН/м2	ng,II кН/м	Р, кПа	а0*b, кН/м2	А*В*d1, кН/м2	А*В*db, кН/м2	А*Г, кПа	R, кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	1 - Б/Д	I	2,4	2,37	195,1776	24,9657	1,32	16,38	21,6216	100,7354	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
2	1 - Д/Ж		2,4	2,37	190,4718	24,9657	1,32	16,38	21,6216	98,77463	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
3	Ж - 1/2		2	2,03	154,3528	21,2783	1,32	13,02	17,1864	96,40875	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
4	Ж - 2/3		2	2,03	168,2563	21,2783	1,32	13,02	17,1864	103,3605	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
5	Ж - 3/4		2	2,03	148,7914	21,2783	1,32	13,02	17,1864	93,62805	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
6	Ж - 4/5		2	2,03	168,2563	21,2783	1,32	13,02	17,1864	103,3605	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
7	5 - Е/Ж		2,8	2,88	236,6742	30,3208	1,32	19,74	26,0568	104,6614	12,2304	24,1668	34,524	40,995	111,9162
8	Е - 5/6		2,4	2,37	186,4378	24,9657	1,32	16,38	21,6216	97,09379	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
9	А - 5/6		2	2,03	152,8028	21,2783	1,32	13,02	17,1864	95,63375	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
10	А - 4/5		2,4	2,37	186,1712	24,9657	1,32	16,38	21,6216	96,98271	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
11	А - 3/4		2	2,03	147,2414	21,2783	1,32	13,02	17,1864	92,85305	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
12	3 - А/Б		3,2	3,39	267,048	35,6759	1,32	23,1	30,492	104,13	13,9776	24,1668	34,524	40,995	113,6634
13	Б - 2/3		2,4	2,37	199,0052	24,9657	1,32	16,38	21,6216	102,3302	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
14	Б - 1/2		2,4	2,37	184,8878	24,9657	1,32	16,38	21,6216	96,44796	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
15	Д - 1/2	II	1,6	1,02	136,9978	12,5406	0,24	12,096	2,90304	95,2759	6,9888	17,262	34,524	40,995	99,7698
16	Д - 2/3		2	2,03	165,6604	23,1527	0,24	15,456	3,70944	96,26127	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
17	Г - 3/4		2,4	2,37	193,5841	27,1921	0,24	18,816	4,51584	93,87168	10,4832	24,1668	34,524	40,995	110,169
18	Г - 4/5		2	2,03	165,6604	23,1527	0,24	15,456	3,70944	96,26127	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
19	В - 5/6		2	2,03	137,4256	23,1527	0,24	15,456	3,70944	82,14387	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
20	2 - Б/Д		2	2,03	184,4836	23,1527	0,24	15,456	3,70944	105,6729	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
21	2 - Д/Ж		2	2,03	170,794	23,1527	0,24	15,456	3,70944	98,82807	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
22	3 - Д/Ж		2,8	2,88	233,1953	32,8992	0,24	22,176	5,32224	96,93455	12,2304	24,1668	34,524	40,995	111,9162
23	3 - Г/Д		2,8	2,88	242,1781	32,8992	0,24	22,176	5,32224	100,1427	12,2304	24,1668	34,524	40,995	111,9162
24	3 - Б/Д		2	2,03	178,0666	23,1527	0,24	15,456	3,70944	102,4644	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
25	4 - А/Г		2	2,03	178,0666	23,1527	0,24	15,456	3,70944	102,4644	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
26	4 - Г/Ж		2,8	2,88	242,1791	32,8992	0,24	22,176	5,32224	100,1431	12,2304	24,1668	34,524	40,995	111,9162
27	5 - В/Е		2	2,03	184,4836	23,1527	0,24	15,456	3,70944	105,6729	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
28	5 - А/В		2	2,03	179,7778	23,1527	0,24	15,456	3,70944	103,32	8,736	24,1668	34,524	40,995	108,4218
29	6 - А/В	III	2	2,58	163,0936	30,8045	2,28	15,456	35,23968	114,5689	8,736	44,8812	34,524	40,995	129,1362
			2	2,58	163,0936	30,8045	2,28	15,456	35,23968	114,5689	8,736	24,1668	55,2384	40,995	129,1362
30	6 - В/Е		2	2,58	172,5052	30,8045	2,28	15,456	35,23968	119,2747	8,736	44,8812	34,524	40,995	129,1362
			2	2,58	172,5052	30,8045	2,28	15,456	35,23968	119,2747	8,736	24,1668	55,2384	40,995	129,1362
31	1 - А/Б	IV	2,8	2,88	223,4124	28,2528	2,4	22,176	53,2224	108,8884	12,2304	58,6908		40,995	111,9162
32	4 - А//А		1,6	1,02	119,0302	10,0062	2,4	12,096	29,0304	98,79175	6,9888	51,786		40,995	99,7698
33	5 - А//А		1,6	1,02	119,0302	10,0062	2,4	12,096	29,0304	98,79175	6,9888	51,786		40,995	99,7698
34	6 - Е/Ж		2	2,03	131,4364	19,9143	2,4	15,456	37,0944	94,22255	8,736	58,6908		40,995	108,4218

6. Расчёт оснований по деформациям (по II группе предельных состояний)

Расчёт грунтового основания, сложённого просадочными грунтами выполняется из условия:

(42))

где: - предельно допустимая деформация; определяется по приложению 4 [7]

- осадка грунтового основания при природной влажности, см

- просадка основания, см

6.1 Расчёт осадки грунтового основания

6.1.1 Исходные данные

Расчётное сечение по оси 9 между осями А - Б

Ширина подошвы фундамента в=3,2м

Нагрузка на 1м2 фундамента nо.II=267,048 кН/м

Глубина заложения подошвы фундамента

- от планировочной отметки

d = /FL/ - /DL/ = 3,5 -1,9 = 1,6м

-от природного рельефа

d = /FL/ - /NL/ = 3,5 - 3,2 = 0,3м

Давление под полошвой фундамента Р = 104,13 кПа

Инженерно - геологическин условия

ИГЭ - 1 - супесь пластичная, мощность слоя 5,2м гII,1=16,8кН/м3, Е=8605кПа.

ИГЭ-2 - суглинок твердый, мощность слоя 4,1м. гII,1=16,1кН/м3, Е=3010кПа

ИГЭ-3 - суглинок полутвердый, гII,1=18,8кН/м3, Е=5849кПа

6.1.2 Определение напряжений в грунте от собственного веса и дополнительно от здания

(43)

Определяем напряжения от собственного веса грунта, действующие в уровне подошвы фундамента.

дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения

(44)

Расчётная толщина элементарного слоя

, м (45)

hi = 0,4*3,2 = 1,28 м

Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

(46)

Относительная глубина подошвы i-го слоя

(47)

Глубина расположения подошвы инженерно - геологического элемента

zn1 = H1 - dn = 5,2 - 0,3 = 4,9м

zn2 = zn1 + H2 = 4,9 +4,1 = 9,0м

Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

(48)

Напряжение от собственного веса грунта

(49)

6.1.3 Определение границы сжимаемой толщи грунтов

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Hc, где выполняется условие:

zр = 0,2 zg (50)

где: zр - дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

zg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (50 кгс/см2) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины

z = Hc, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия

zр = 0,1 zg. (51)

6.1.4 Расчёт осадки грунтового основания

1. Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (52)

где: - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

hi и Еi - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания

Результаты расчёта сводим в таблицу 6.1

Осадка основания

Вывод: осадка допустима

Определение осадки.

Таблица 6.1

№ эл.сл.	грунт, гII, кН/м3	hi, м	zi, м	уzgi, кПа		бi	уzpi, кПа	0,1уzgi, кПа	уzpi, кПа	Еi, кПа	Si, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	16,8	1,28	0	5,04	0	1	99,09	0,504	93,19415	8605	0,011090157
			1,28	26,544	0,8	0,881	87,29829	2,6544
2		1,28							75,45704		0,008979431
			2,56	48,048	1,6	0,642	63,61578	4,8048
3		1,28							55,44086		0,006597494
			3,84	69,552	2,4	0,477	47,26593	6,9552
4		1,06							42,95552		0,004233152
			4,9	87,36	3,0625	0,39	38,6451	8,736
5	16,1	0,22							37,85238	3010	0,002213295
			5,12	90,902	3,2	0,374	37,05966	9,0902
6		1,28							33,6906		0,01146152
			6,4	111,51	4	0,306	30,32154	11,151
7		1,28							27,94338		0,009506319
			7,68	132,118	4,8	0,258	25,56522	13,2118
8		1,28							23,83115		0,00810734
			8,96	152,726	5,6	0,223	22,09707	15,2726
9		0,04							22,04753		0,000234392
			9	153,37	5,625	0,222	21,99798	15,337
10	18,8	1,24							20,70981	5849	0,003512418
			10,24	176,682	6,4	0,196	19,42164	17,6682
11		0,5							18,97574		0,001297708
			10,74	186,082	6,7125	0,187	18,52983	18,6082
								0,067233227

6.2 Расчёт просадки грунтового основания

6.2.1 Исходные данные

Расчётное сечение по оси 9 мажду осями А - Б

Ширина подошвы фундамента в=3,2м. Глубина заложения подошвы фундамента - от планировочной отметки

d = /FL/ - /DL/ = 3,5 -1,9 = 1,6м

-от природного рельефа

d = /FL/ - /NL/ = 3,5 - 3,2 = 0,3м

Допустимое давление под подошвой фундамента Ро = 99,09 кПа

Инженерно - геологические условия

ИГЭ - 1 - супесь пластичная, мощность слоя 5,2м гII,1=16,8кН/м3, Psl1 = 100 кПа

ИГЭ-2 - суглинок твердый, мощность слоя 4,1м. гII,1=16,1кН/м3, Psl2 = 127,75 кПа

ИГЭ-3 - суглинок полутвердый, гII,1=18,8кН/м3.

6.2.2 Определение напряжений в грунте от собственного веса и дополнительно от здания

1. Определяем напряжения от собственного веса грунта, действующие в уровне подошвы фундамента.

дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения

Расчётная толщина элементарного слоя

, м

hi = 0,4*3,2 = 1,28м

Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

Относительная глубина подошвы i-го слоя

Глубина расположения подошвы инженерно - геологического элемента

zn1 = H1 - dn = 5,2 - 0,3 = 4,9м

zn2 = zn1 + H2 = 4,9 +4,1 = 9,0м

Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

Напряжение от собственного веса грунта

Суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса на подошве i-го слоя грунта

z = zp + zg ; кПа

Суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса в середине

Рi = z/2; кПа

6.2.3 Расчёт просадки грунтового основания

Просадка грунтов ssl основания при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей, а также замачивания снизу при подъеме уровня подземных вод определяется по формуле

(53)

где: sl,i - относительная просадочность i-го слоя грунта, определяемая в соответствии с указаниями п.13 [7];

, (54)

где: еn,p и еsat,p- - коэффициент пористост грунта соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = wsat) при давлении p

hi - толщина i-го слоя;

ksl,i - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 14 [7];

при b = 12 м - принимается равным 1 для всех слоев грунта в пределах зоны просадки;

при b = 3 м - вычисляется по формуле

, (55)

где: р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа (кгс/см2);

psl,i - начальное просадочное давление грунта i-го слоя, кПа (кгс/см2), определяемое в соответствии с указаниями п. 15;

р0 - давление, равное 100 кПа (1 кгс/см2);

при 3 м < b < 12 м - определяется по интерполяции между значениями ksl,i, полученными

при b = 3 м и b = 12 м.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать ksl = 1 при Hsl 15 м и ksl = 1,25 при Hsl 20 м, при промежуточных значениях Нsl коэффициент ksl определяется по интерполяции.

n - число слоев, на которое разбита зона просадки hsl, принимаемая в соответствии с указаниями п. 16 [7].

6.3 Суммарная деформация основания

Суммарная деформация основания

Вывод: Суммарная деформация основания допустима.

Определение просадки.

Литература

1. ГОСТ 25100 - 95. Грунты. Классификация - М.: ГУП. ЦПП 1997.

2. ГОСТ 13579 - 78. Блоки бетонные для стен подвалов.

3. ГОСТ 13580 - 85. Железобетонные плиты из тяжёлого бетона для ленточных фундаментов.

4. СТП ННГАСУ 1 - 4 - 98 Пояснительная записка.

5. СТП ННГАСУ 1 - 5 - 98 Основные требования к архитектурно - строительным чертежам.

6. СТП ННГАСУ 1 - 6 - 98 Расчёт.

7. СНиП 2.02.01 - 83 Основания зданий и сооружений / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП.

8. СНиП 2.01.01 - 82 Строительная климатология и геофизика М.: Стройиздат, 1983.

9. СНиП 2.01.07 - 85 Нагрузки и воздействия /Минстрой России. - М.: ГП ЦПП.

10. СНиП 2.02.03 - 85 Свайные фундаменты. Москва 1986.

11. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) НИИОСП им Н. М. Герсеванова. Стройиздат, 1985.

12. Основания фундаменты и подземные сооружения (справочник проектировщика) М.: Стройиздат, 1985.

13. Ухов С.Б. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: 1994.

14. Канаков Г.В., Прохоров В.Ю. Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий. Учебно-методическое пособие.

15. Григорьев Ю.С. Правила оформления графической части курсовых и дипломных проектов. Методические указания. Г. 1989.

Размещено на Allbest.ru