Расчет фундамента одноэтажного промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Факультет инженерно-экономический

Кафедра «УНиК»

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Основания и фундаменты»

Расчет фундамента одноэтажного промышленного здания

Студент гр.8ПСа-1

Смирнова Н.В.

№ зч.кн. 08-1315

Преподаватель

Коротеева Л.И.

2012

Содержание

Введение

Исходные данные

Анализ проектируемого здания.

Сбор нагрузок, действующих на фундаменты

Определение глубины заложения фундамента

Определение расчетного сопротивления грунта основания и площади подошвы фундаментов

Расчет осадки фундамента

Расчет свайных фундаментов

Выбор глубины заложения ростверка

Выбор глубины погружения свай, их длины и сечения

Определение количество свай и размещение их в плане.

Проверка расчетной нагрузки, передаваемой на сваю и уточнение количества свай

Определение осадки свайного куста из висячих свай

Последовательность расчета осадки

Заключение

Список использованных источников

грунт основание свая осадка фундамент

Введение

Целью выполнения курсового проекта является приобретение теоретических и практических навыков проектирования фундаментов и знакомство с действующими строительными нормами и правилами, для дальнейшего использования этих знаний при разработке и строительстве реальных объектов.

Нашей задачей является в соответствии с заданием подобрать, спроектировать и рассчитать наиболее подходящий фундамент для указанного варианта каркасного промышленного здания, определить материал для этого фундамента и его размеры.

Последовательность проектирования оснований и фундаментов:

1)Анализ проектируемого здания. Сбор нагрузок, действующих на фундаменты.

2)Оценка результатов инженерно-геологических изысканий,

3)Выбор типов основания и возможных конструкций фундаментов в зависимости от конструктивной схемы здания, действующих нагрузок и грунтовых условий.

4) Расчеты оснований по предельным состояниям и конструирование принятых вариантов фундаментов.

5) Технико-экономический анализ рассмотренных вариантов и принятие оптимального проектного решения.

Исходные данные

№ варианта	Место строительства	Грунтовые условия
		I	II	III	УГВ
16	Амурск	23	26	27	-

Уровень пола I этажа 0.00 на отметке 24.00

Разрез I-I

В литологическом отношении площадка сложена 3-мя слоями грунта:

I. слой - глина

II. слой - глина

III. слой -глина

Грунтовые воды отсутствуют.



Рисунок - План здания

Номер варианта	Длина пролета, м	Высотные отметки здания, м	Нагрузка в пролете, кПа
	L1	L2	L3	L4	H1	H2	H3	H4	I	II	III	IV
16	30.0	30.0	30.0	18.0	12.6	14.4	16.2	21.6	12	15	12	N=45

Примечания. 1. Стены выполнены из панелей толщиной мм. 2. Температура внутри производственного корпуса , в бытовых помещениях . 3. Нагрузка на колонны открытой эстакады (пролет L₄) дана в виде сосредоточенной силы N, в тоннах.

Анализ проектируемого здания

Ш Объект - одноэтажное промышленное здание;

Ш Размеры в плане 108 Ч180 м.

Ш Шаг колонн: 6 м.

Ш Конструктивная схема здания - здание каркасное с железобетонным каркасом.

Ш Способы передачи нагрузок на основание: от колонн на железобетонные отдельные фундаменты, а от них на грунтовые основания.

Ш Фундаменты внецентренно нагружены, т.к. на них от колонн передается, кроме вертикальных нагрузок, моментные и горизонтальные.

Ш Стены здания выполнены из панелей толщиной мм.

Ш Температура внутри помещения принята .

Сбор нагрузок, действующих на фундаменты.

Вертикальная сосредоточенная нагрузка N^H, передающаяся от колонны на фундамент, подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на грузовую площадь покрытия (или перекрытия), приходящуюся на рассматриваемую колонну.

Вертикальная сосредоточенная нагрузка от колонны считается приложенной в центре поперечного сечения колонны. Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются элементы покрытия или перекрытий, на фундаменты передаются моменты M^H и горизонтальные силы Q^H, действующие в плоскости поперечника здания.

Горизонтальные силы (Q^H) считаются приложенными в уровне обреза фундаментов. Направление действия моментов и горизонтальных сил в плоскости поперечника здания может быть принято для внутренних колонн любым, для наружных колонн вовнутрь помещения.

Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение веса одного квадратного метра вертикальной поверхности стены на грузовую площадь, приходящуюся на фундамент.

Вес стеновых панелей принимается равным 3 кПа (кН/м²) их вертикальной поверхности. В подсчете нагрузок от стен должны быть учтены коэффициенты уменьшения их веса за счет оконных и дверных проемов. Они принимаются для наружных стен цехов промышленных зданий К = 0.5; для бытовых помещений К = 0.6.

Таким образом, учитывая вышесказанное, можем подсчитать нормативные и расчетные нагрузки.

Нормативные нагрузки приведены в таблице

Таблица 1.1- Нагрузки от колонн

№ Фундамента (оси)	Номер колонны	Грузовая площадь, м2	Единичная нагрузка кН/м2	Продольная сила сжатия NН, кН	Момент МН, кН*м	Горизонтальная сила QН, кН
1	2	3	4	5	6	7
1	8	27	-	450	36	4,5
3	Е-7	90	12	1080	54	6,48
3	Ж-7	54	-	450	36	4,5

Таблица 1.2 - Нагрузки от стен

№ фундамента (оси)	Номер колонны	Грузовая площадь, м2	Единичная нагрузка, кН/м2	Коэффициент ослабления нагрузки	Нагрузка от стен, , кН
1	2	3	4	5	6
3	Е-7	97,2	3	0,5	145,8
	Ж-7	97,2	3	0,5	145,8

Для определения физико-механических свойств грунтов на строительной площадке было выполнено 5 скважин с глубиной выработки - Скв.1 - 7,5м, Скв.2 - 8,6м, Скв.3 - 9м, Скв.4- 8,8м, Скв.5 - 6,8м. Расстояния между скважинами: Скв.1 - Скв.2 - 45,0м; Скв.2 - Скв.3 - 45,0м; Скв.4 - Скв.2 - 45,0м; Скв.2 - Скв.5 - 45,0м

По результатам анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки выбираем I несущий слой - глина.

По коэффициент водонасыщения грунта , д.е., определяется как степень заполнения пор водой по формуле

 = 0,3*доли ед.;

0,29*доли ед.;

0,26*доли ед.;

Таблица 1.3 - Физико-механические характеристики грунтов

Номер грунта	Наименование грунта	Удельный вес частиц грунта, гS ,кН/м3	Удельный вес грунта г, кН/м3	Влажность, щ, %	Коэффициент пористости, e, доли единицы	Влажность на границе раскатывания,щP, %	Влажность на границе текучести, щL, %	Коэффициент фильтрации, kф , см/с	Угол внутреннего трения , ц0	Сцепление, С, кПА	Модуль деформации Е ,мПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
І	глина	27,6	19,5	30,0	0,84	26	45,0	3,1*10-8	16	14,0	13,0
ІІ	глина	27,8	17,8	29,0	0,98	29	53,0	2,2*10-8	15	52,0	22,0
ІІІ	глина	27,6	18,3	26,0	0,80	25	47,0	2,4*10-8	20	45,0	17

где - удельный вес воды, принимаемый т/м³.

По числу пластичности , %, определяют по формуле

45-26=19; 53-29=24;

47-25=22>17% глина песчаная или пылеватая.

По показателю текучести характеризует консистенцию грунта в его природном залегании и определяется по формуле

;



(0 J0,25)-глина полутвердая

; для 1 слоя =;

для 2слоя ==14,73;

для 3слоя =

; для1слоя = ;

для 2 слоя =; для 3 слоя =

Вывод: I слой, ІІ слой, ІІІ слой

Глина, число пластичности J_P = 19>17 глина легкая песчанистая или пылеватая, по показателю текучести J_L = 0,21 0,25- глина полутвердая; так как S_r = 0,98 >0,8 грунт насыщенный водой, по относительности просадочности грунт - просадочный , также при J_P = 19 J_SS = 6,28 <19 ; J_SS>0,3, относят к набухающим грунтам.

В качестве основания принимаем I слой грунта - глина. В курсовом проекте рассчитывается 2 вида фундамента.

Первый вид фундамента мелкого заложения отдельно стоящий стаканного типа под сборную железобетонную колонну монолитный железобетонный. Второй вид - свайный куб состоящий из низкого монолитного железобетонного ростверка и куста сборных железобетонных свай призматического сечения висячих забивных.

Определение глубины заложения фундамента

Определим нормативную глубину промерзания грунта, м:

,

где - нормативная глубина сезонного промерзания, м;

- величина, принимаемая равной для глины, 0,23м;

- коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.

.

.

Определим расчетную глубину заложения фундамента, м:

,

Для колонны по оси З-1

где - 0,6 коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения,не учитываем

м

Выбираем ГЗФ исходя из конструктивных соображений. В проекте конструктивными соображениями будем считать величину заглубления колонны стакан и минимальный размер под колонны части фундамента из расчета ее на продавливание колонны.

м

С учетом инженерно-геологических, гидрогеологических условий возможности морозного пучения и конструктивных требований назначаем глубину заложения фундамента 1,95 м

Перед отрытием котлована делаем водопонижение.

Определение расчетного сопротивления грунта основания и площади подошвы фундаментов

Определение в первом приближении расчетное сопротивление грунта R, приняв меньший размер площади подошвы фундамента b равным 1.0 м или ширине обреза фундамента.

Величина расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента определяется по формуле, кПа:

где = 1,3, =1,0 - коэффициенты условий работы, кН/м³;

k = 1 - если прочностные характеристики грунта (ц и с) определены непосредственными испытаниями;

- коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м , k _z =1;

b = 1,0 - ширина подошвы фундамента, м;

- удельный вес грунта, залегающего под подошвой фундамента, кН/м³;

- удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м³;

С_II = 14,0 расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b =0 глубина подвала, м;

= 1,95 м.

Тогда:

кПа

Р=кН/м

Условие удовлетворяется: Р=263,6кПа < R=301,5 кПа, недонапряжение составило : %

В данном проекте примем двухветвевую колонну размером 1000 x 400.

Рисунок - Конструкция подколонника

УN_II = 450 кН;

Определим:

;

м³

кН

;

;

.

.

Для фундамента Ж-Е-7:

;

,

где h₁ = 4,7 - толщина первого слоя, м;

h₂ = 2,8 - толщина второго слоя, м;

h₃ = 0,5 - толщина третьего слоя, м;

,

М_г = 0,41, М_q = 2,65, М_с =5,23 - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения ц_II;

Принимаем глубину заложения 1,95м.

кПа;

Сумма вертикальных нагрузок в уровне обреза фундамента, кН:

,

кН

Площадь подошвы фундамента, м²:

. ,

где = (20 23) - средний удельный вес грунта и материала фундамента, кН/м³;

= (1,1 1,2) - поправка на действие момента и поперечных сил.

м.

Для фундаментов с прямоугольной подошвойзначение k =1,2…1,4.

Ширина подошвы b= ,

b=мм

Исходя из конструктивных соображений и требований стандартизации и унификации принимаем: = 2,7 м, = 3,9м.

Рисунок 4.4- Конструкция колонны 7

Уточняем расчетное сопротивление грунта основания в соответствии с принятыми размерами подошвы фундамента, кПа:

кПа.

Р=кН/м

Условие удовлетворяется: Р=151,5 кПа < R=212,6 кПа,

Определяем максимальное Р_max, среднее Р_ср и минимальное P_min давления под подошвой фундамента от фактических нагрузок с учетом веса фундамента и грунта на его уступах и сравнить эти давления с расчетным сопротивлением грунта.

Полученные результаты должны удовлетворять следующим ограничительным условиям:

для фундаментов, находящихся под действием моментов относительно двух осей инерции давления ограничиваются условиями:

P_max<1,2 · R; P_min >0;

для колонны Е-7

УN_{0I I} = N_II + N_IIст;

УN_II = 1080+145,8=1225,8 кН;

Определим:

;

м^{3 ;} м^3;

кН;

;

;

.

.

Для колонны Ж-7

УN_{0I I} = N_II + N_IIст;

УN_II = 450+145,8=595,8 кН;



Определим:

;

м³

кН

;

;

.

.

Расчет осадки фундамента

При наличии слабого подстилающего слоя необходимо обеспечить проверку условия:

,

где - дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента, кПа;

- напряжение на глубине z от собственного веса грунта, кПа;

R_z - расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, кПа. Определим напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого слоя ,

 кН/м

Рисунок Расчетная схема проверки слабого подстилающего слоя грунта

Определим дополнительные вертикальные напряжения на кровле каждого слоя

где б =0,182 - коэффициент рассеивания напряжений в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон и относительной глубины.

кПа,

где напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы проектируемого фундамента

кН/м

Определим расчетное сопротивление на кровле слабого слоя грунта по формуле

где - М_г = 0,46, М_q = 2,87, М_с =5,46 коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения слабого грунта.

Ширину подошвы условного фундамента b_z определим по формуле:

где l и b - соответственно длина и ширина подошвы проектируемого фундамента.

Условие проверки 98 кН/м² + 39,8 кН/м² < 460,9 кН/м² соблюдается.

Размеры подошвы фундамента определены правильно.

Осадка фундамента определяется по формуле:

,

где в - безразмерный коэффициент равный 0,8;

у_zpi - среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-м слое грунта, равное среднему арифметическому между напряжениями на кровле и подошве элементарного слоя грунта, кПа;

h_i - толщина i-го слоя грунта, м;

Е_oi - модуль общей деформации i-го слоя грунта, кПа;

n - число элементарных слоев грунта.

Определим напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента кН/м².

Определим напряжения от собственного веса грунта на границах слоев толщиной h_i

,

h_i =0,4*b=0,4*1,8=0,72

Определяем дополнительные вертикальные напряжения. Подсчет напряжений на границах элементарных слоев сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Параметры для определения величины осадки фундамента З-8.

hi	z	ж=2Чz/b	з=l/b	б	уzp	уzg	0,2Чуzg	уzpi	E0i
0	0	0	1,5	1	218,5	47,15	9,4	11,1	13
0,9	0,9	1,5	1,5	0,850	185,7	64,12	12,8	11,1	13
0,9	1,8	3,0	1,5	0,495	108,1	81,09	16,2	14,5	13
0,9	2,7	4,5	1,5	0,280	61,2	98,0	19,6	17,8	13
0,9	3,6	6,0	1,5	0,185	40,4	114,9	23,0	21,3	22
0,9	4,5	7,5	1,5	0,118	25,8	131,8	26,4	24,7	22
0,9	5,4	9,0	1,5	0,083	18,14	148,7	29,7	28,05	22
0,2	5,6	10,5	1,5	0,070	15,3	152,5	30,5	30,1	22
0,5	6,1	12,0	1,5	0,065	14,2	161,9	32,4	31,5	17

Граница сжимаемой толщины CD определяется исходя из условия:

если Е ? 5 МПа.

если Е < 5 МПа.

Проверка условия:

Для Е = 22 МПа нижнюю границу сжимаемой толщи примем по условию это условие соблюдается на глубине z = 4,5 м.

где 8 см - предельно допустимое значение осадки, установленное нормами проектирования.

Рисунок 4.4- Расчетная схема определения осадок методом послойного суммирования к колонне 8

Расчет осадки фундамента Ж-Е-7

При наличии слабого подстилающего слоя необходимо обеспечить проверку условия:

,

где - дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы фундамента, кПа;

- напряжение на глубине z от собственного веса грунта, кПа;

R_z - расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, кПа.

Определим напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого слоя ,

кН/м

Определим дополнительные вертикальные напряжения на кровле каждого слоя

где б =0,412 - коэффициент рассеивания напряжений в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон и относительной глубины.

кПа,

где напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы проектируемого фундамента

кН/м

Определим расчетное сопротивление на кровле слабого слоя грунта по формуле

где - М_г = 0,46, М_q = 2,87, М_с =5,46 коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения слабого грунта.

Ширину подошвы условного фундамента b_z определим по формуле:

где l и b - соответственно длина и ширина подошвы проектируемого фундамента.

кПа.

Условие проверки 82,3 кН/м² + 27,85 кН/м² <411,35 кН/м² соблюдается.

Размеры подошвы фундамента определены правильно.

Осадка фундамента определяется по формуле:

,

где в - безразмерный коэффициент равный 0,8;

у_zpi - среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-м слое грунта, равное среднему арифметическому между напряжениями на кровле и подошве элементарного слоя грунта, кПа;

h_i - толщина i-го слоя грунта, м;

Е_oi - модуль общей деформации i-го слоя грунта, кПа;

n - число элементарных слоев грунта.

Определим напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента кН/м².

Определим напряжения от собственного веса грунта на границах слоев толщины

,

h_i =0.4*b=0.4*3,9=1,56

Определяем дополнительные вертикальные напряжения. Подсчет напряжений на границах элементарных слоев сводим в таблицу 4.1.

Определим дополнительные вертикальные напряжения на кровле каждого слоя

где б - коэффициент рассеивания напряжений в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон и относительной глубины.



Таблица - Параметры для определения величины осадки фундамента Е-Ж-7.

hi	z	ж=2Чz/b	з=l/b	б	уzp	уzg	0,2Чуzg	уzpi	E0i
0	0	0	1,4	1	67,6	34,1	6,82	66,5	13
0,8	0,8	0,41	1,4	0,970	65,5	48,1	9,62	66,5	13
0,8	1,6	0,82	1,4	0,870	58,8	62,1	12,42	62,15	13
0,8	2,4	1,23	1,4	0,680	45,9	76,1	15,22	52,35	13
0,35	3,2	1,64	1,4	0,530	35,8	82,2	16,44	40,85	13
0,8	3,55	1,82	1,4	0,470	31,7	96,2	19,24	33,8	22
0,8	4,35	2,2	1,4	0,355	23,9	110,2	22,04	28,4	22
0,8	5,15	2,64	1,4	0,290	19,6	124,2	24,84	22,3	22
0,4	5,55	2,84	1,4	0,255	17,3	131,2	26,24	18,45	22
0,5	6,05	3,1	1,4	0,220	14,9	139,9	27,98	16,1	17

если Е ? 5 МПа. если Е < 5 МПа.

Для Е = 22 МПа нижнюю границу сжимаемой толщи примем по условию это условие соблюдается на глубине: z = 4,35 м.

Определим осадку S по формуле:

где 8 см - предельно допустимое значение осадки, установленное нормами проектирования.



Рисунок 4.5 - Расчетная схема определения осадок методом послойного суммирования к колонне 7

Расчет свайных фундаментов

В данном курсовом проекте под каждую колонну устраиваем кустовой свайный фундамент с монолитным низким ростверком с жесткими сопряжениями свай с ростверком. Устраиваем водопонижение. Затем для каждого куста свай, для устройства ростверка отрывается котлован на конструктивную глубину. Котлованы устраиваются с откосами, их величина в пределах от 1:1,25 до 1:0,5. Сваи забивают до достижения рабочего отказа. После погружения свай разбивают головы свай, чтобы обеспечить выпуск их арматуры на длину, необходимую для замоноличивания в него ростверка.

После чего устраиваем опалубку, и производим бетонирование бетоном В-15, и армируем раствор. Далее производим монтаж фундаментных балок, после чего устраиваем гидроизоляцию. После этих операций производим обратную засыпку и уплотняем грунт.

Выбор глубины заложения ростверка

Глубину заложения подошвы свайного ростверка следует назначать в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения (наличие подвала, технического подполья) и проекта планировки территории (срезкой или подсыпкой), а также от высоты ростверка, определяемой расчетом. Исходя из конструктивных соображений глубина заложения ростверка должна быть на 30 см больше глубины стакана.

Принимаем глубину заложения :

Для фундамента 8 - 2,5 м; для фундамента 7 - 1,95 м.

Выбор глубины погружения свай, их длины и сечения

Длину сваи назначаем самостоятельно. Нижний конец свай, как правило, следует заглубить в прочные грунты, прорезая более слабые напластования. Свободное опирание ростверка на сваи должно выполнятся путем заделки головы сваи в ростверк на глубину 30 см.

где - расчетная длина сваи, м; a - глубина заложения сваи в ростверк, м; - общая мощность слабых слоев грунта, прорезаемых сваей, м.

Поперечное сечение сваи 0,3 Ч 0,3 м.

Несущую способность F_d висячей сваи и сваи-оболочки, погружаемых без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, определяют по формуле

,

где г_с - коэффициент условий работы сваи в грунте;

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетной сопротивление грунта;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А - площадь опирания на фунт сваи, м;

u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i -- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, м;

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Допускаемая расчетная нагрузка на сваю F определяется по формуле:

;

где F_d - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;

г_k - коэффициент надежности, принимаемый равным 1.4.

Для фундамента З - 8:

Принимаем длину сваи - 4м.

Глубина погружения сваи 2,5+4,0-0,3 = 6,2 м

R = 934

г_с =1; г_сr =1; г_сf =1

А_с = 0,3 х 0,3 = 0,09 м²

U = 0,3·4 = 1,2 м.

h ₁ =2,7м z ₁ = 3,85м f ₁ = 52,6

h ₂ =3,7 м z ₂ = 5,7 м f ₂ = 57,4

F_d=1·1·934·0,09+1·1,2·(2,7·52,6+3,7·57,4) =509,3

.

Для колонны 7:

Принимаем длину сваи 5м.

Глубина погружения сваи 1,95+5,0-0,3 = 6,65 м

R = 954

Определяем несущую способность F_d забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающих на выдергивающую нагрузку:

h ₁ =2,75м z ₁ = 3,325м f ₁ = 50,1

h ₂ =1,95 м z ₂ = 6,65 м f ₂ = 59,3

F_d=1·1·954·0,09+1·1,2·(2,75·50,1+1,95·59,3) =390

.

Определение количество свай и размещение их в плане

Необходимое количество свай и в свайном фундаменте в первом приближении можно определить по формуле

;

Размеры подошвы ростверка в плане (длину и ширину ) определяем из условий размещения свай. Расстояние от края плиты ростверка до наружной грани крайней сваи (свес ростверка) принимают равным 10 см.

Таким образом, длину и ширину подошвы ростверка можно определить по формуле:

,

где a - расстояние между осями свай в ряду вдоль искомой стороны; n - число рядов свай поперек искомой стороны; d - размер поперечного сечения свай; c - свес ростверка. Вес ростверка и грунта на его уступах определяем приблизительно по формуле

,

где = 20 средний вес грунта вдоль боковой поверхности ростверка и материала ростверка, кН/м³; А - площадь подошвы ростверка, м²; - глубина заложения ростверка от уровня планировки.

Для фундамента З-8:

где N_I = 450 кН - расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента;

Конструктивно принимаем 2 сваи.

Определяем размеры ростверка в плане для фундамента З-8:

Вр = 0,6*(1-1)+0,3+2*0,15 = 0,6

Lр = 1,2*(2-1)+0,3+2*0,15 = 1,8

G рост + G гр = 20 * 0,6 *1,8*2,5= 54

Рисунок 5.1- Размещение свай в плане фундамента 8

Для фундамента Ж-Е-7

где N_I = 1530 кН - расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента;

Конструктивно принимаем 8 сваи.

Рисунок 5.2 - Размещение свай в плане фундамента 7

Определяем размеры ростверка в плане для фундамента Ж-Е-7:

Вр = 1,1*(3-1)+0,3+2*0,1 = 2,8

Lр = 0,85*(5-1)+0,3+2*0,1 = 3,9

G рост + G гр = 20 * 2,8* 3,9 *1,95 = 425,9

Проверка расчетной нагрузки, передаваемой на сваю и уточнение количества свай

Для внецентренно нагруженного свайного фундамента проверку фактической расчетной нагрузки на сваю осуществляем исходя из условия

N?1.2F,

где N - фактическая нагрузка на максимально нагруженную сваю, кН.

При эксцентриситете относительно одной из осей инерции (х и у) площади сечений плана свай расчётную нагрузку на максимально нагруженную сваю определяют по формуле:

,

Для внецентренно нагруженного фундамента З-8

- условие выполняется.

Для внецентренно нагруженного фундамента Ж-Е-7

- условие выполняется.

Определение осадки свайного куста из висячих свай

Расчет свайного куста из висячих свай по деформациям производим как для условного фундамента на естественном основании методом послойного суммирования.

Границы условного фундамента определяются следующим образом: снизу плоскостью AD, проходящей через нижние концы свай; с боков - вертикальными плоскостями AB и CD, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии



где h - глубина погружения сваи в грунт;

- расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной .

Размеры подошвы условного фундамента определяют по формулам

L_усл = L + 2S;

B_усл = В + 2S.

Площадь подошвы условного фундамента определяется по формуле:

При использовании схем, основанных на положении теории линейно-деформируемой среды, при определении деформации основания необходимо выполнение следующего условия

где - среднее фактическое давление на грунт в плоскости нижних концов свай, кН/м²;

- расчетное сопротивление грунта в плоскости нижних концов свай, кН/м². Расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле:

где г_с1, г_с2 - коэффициенты условий работы;

М_г, М_q , М_с - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения ц под подошвой условного фундамента;

г_II - удельный вес грунта под подошвой условного фундамента, кН/м²;

В_усл - ширина подошвы условного фундамента, м;

d_I = h_ycл - глубина заложения подошвы условного фундамента, м;

C_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента кПа;

- осредненное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента:

Фактическое давление, действующее по подошве условного фундамента, определяется по формуле:

,

Вес условного фундамента определяется по формуле:

G_II = G_p + G_cв + G_гр,

где G_p- вес ростверка,

G_p = V_pocт · г_бет,

V_рост - объем ростверка, м³;

г_бет - удельный вес железобетона, кН/м³;

г_бет = 25 кН/м³;

G_св - вес свай,

G_св = n · V_св · г_бет;

V_св - объем сваи, м³;

G_гp - вес грунта, кН;

G_гp = (V_усл._ф-та - V_рост -V_св);

- вес грунта в межсвайном пространстве.

V_усл._ф-та = А_усл · h_усл - объем условного фундамента, m³.

Для фундамента З-8:

L_усл = 1,2+ 2 · 0,184= 1,6м;

B_усл = 0,6+ 2 · 0,184 = 0,97м;

G_p =(;

G_св = 2· 0,3·0,3·3,7·25= 16,65;

G_гp = (9,6- 4,32-0,333)·19,22=95,08;

V_усл._{ф-та =1,552·6,2=9,6мі;}

V_{св=0,3·0,3·3,7=0,333мі}

G_II = 108+16,65+95,08=219,7,

Условие для фундамента З-8 выполняется, значит количество свай и расстояние между ними мы подобрали правильно.

Для фундамента Ж-Е-7:

L_усл = 3,7+ 2 · 0,319= 4,3м;

B_усл = 2,6+ 2 · 0,319 = 3,2 м;

G_p =(м;

G_св = 8· 0,3·0,3·5·25= 90 м;

G_гp = (91,7- 90-0,45)·11,4=14,25;

V_усл._{ф-та =13,8·6,65=91,7мі;}

V_{св=0,3·0,3·5=0,45мі}

G_II = 1365+90+14,25=1469,25,

Условие для фундамента Ж-Е-7 выполняется, значит количество свай и расстояние между ними мы подобрали правильно.



Рисунок 5.5 - Схема к определению расчетной нагрузки при эксцентритете относительно двух осей инерции

Последовательность расчета осадки

1) Грунт под подошвой условного фундамента разбивают на слои толщиной

2) На кровле каждого слоя вычисляют значения природного () и дополнительного () давлений. Природное давление в уровне подошвы условного фундамента вычисляют по формуле:

Природное давление на кровле каждого элементарного слоя вычисляют по формуле:

Где n - число слоев, на которые разбивается грунтовая толща под подошвой условного фундамента; - удельный вес i-го слоя грунта, кН/м³; - толщина i-го слоя грунта, м.

Эпюра - прямолинейная ломаная линия, переломы совпадают с границами слоев. Начало эпюры соответствует уровню природного рельефа.

Дополнительное напряжение на подошве условного фундамента определяется по формуле:

где - среднее давление по подошве условного фундамента, кН/м²; - природное давление под подошвой условного фундамента, кН/м².

Дополнительные давления на кровле каждого элементарного слоя вычисляют по формуле: где - коэффициент, принимаемый по приложению 6 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон фундамента и относительной глубины .

Для фундамента З-8:

19·6,2=117,8

Р_ср=431,5

h_i = 0,2·1,552=0,31

Таблица 5.1. Параметры для определения величины осадки З-8

Z	ж=2ЧZ/b	з=l/b	б	уzp	уzg	0,2Чуzg	уzpi	E0i
0	0	1,6	1,000	313,7	117,8	23,6	24,7	22
0,6	1,2	1,6	0,7	219,6	129,2	25,8	24,7	22
1,2	2,4	1,6	0,35	109,8	140,6	28,12	26,96	22
1,8	3,7	1,6	0,183	57,4	152	30,4	29,26	22
1,9	3,9	1,6	0,168	52,7	153,9	30,78	30,6	22
2,4	4,9	1,6	0,114	35,8	163,4	32,7	31,7	17

Проверка условия

24,7? 25,8 - условие выполняется на глубины 0,6 м.

Осадка фундамента определяется по формуле:

;

что меньше предельно допустимого значения, установленного нормами проектирования: .

Рисунок 5.6 - расчетная схема к определению осадки свайного куста методом послойного суммирования по фундаменту 8

Для фундамента Ж-Е-7:

19·6,65=126,35

Р_ср=217,3

h_i ? 0,2·3,2=0,64

Таблица 5.1. Параметры для определения величины осадки Ж-Е-7

Z	ж=2ЧZ/b	з=l/b	б	уzp	уzg	0,2Чуzg	уzpi	E0i
0	0	1,34	1,000	90,95	126,35	25,27	26,88	17
0,85	0,5	1,34	0,943	85,8	142,5	28,5	26,88	17
1,35	0,8	1,34	0,625	56,8	152	30,4	29,5	17

Проверка условия

26,88?28,5 - условие выполняется на глубине 0,85м.

Осадка фундамента определяется по формуле:

;

? 8см,

что меньше предельно допустимого значения, установленного нормами проектирования.

Рисунок - расчетная схема к определению осадки свайного куста методом послойного суммирования по фундаменту 7

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта мы приобрели навыки практического расчета двух видов фундаментов: мелкого заложения и свайного. Ознакомились с методами расчета этих видов фундамента и научились применять действующие нормы.

Учитывая геологические условия, принимая во внимание тот факт, что все 3 слоя грунта могут являться естественными основаниями наименее матереалоемким и трудоемким можно считать фундамент мелкого заложения.

Список использованных источников

1. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1985.

2. СНиП 2.02.03-85*. Свайные фундаменты. - М.: Стройиздат, 1985.

3. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика / под ред. Е. А. Сорочана, Ю. Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985.

4. Берлинов, М. В. Примеры расчета оснований и фундаментов/ М. В. Берлинов, Б. А. Ягугюв. - М: Стройиздат, 1986.

5. Далматов, Б. И. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений: Учеб. пособие для вузов / Б.И. Далматов, Н. Н. Мора-рескул, В. Г. Науменко. - М.: Высш. шк., 1986.

6. Борзова О.Н. Анализ инженерно-геологических условии строительной площадки: методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Основания и фундаменты»/ О.Н. Борзова. - Комсомольск - на - Амуре: ГОУ ВПО «КнАГТУ», 2004.-27с.

Размещено на Allbest.ru