Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Сибирский государственный индустриальный университет”

Кафедра инженерных конструкций

Курсовой проект

по курсу

«Механика грунтов, основания и фундаменты»

Выполнил: ст.гр. ЗСП-11у

Шумская Д.М.

Проверил: Платонова С.В.

Новокузнецк 2014г.

Содержание курсового проекта

1. общая часть

1.1 исходные данные

1.2 Определение прочностных и деформативных характеристик грунтов

1.3 Составление сочетаний нагрузок и выбор их для расчета

2. Расчет фундамента на естественном основании

2.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента

2.2 Определение размеров подошвы фундамента при одновременном действии момента, нормальных и поперечных сил

2.3 Расчет осадок фундаментов методом послойного элементарного суммирования

2.4 Расчет затухания осадки фундамента во времени

2.5 Конструирование фундамента

2.6 Расчёт фундамента по прочности

2.6.1 Расчёт фундамента на продавливание

2.6.2 Проверка первой ступени по поперечной силе

2.6.3 Расчёт фундамента на изгиб

2.6.4 Расчёт подколонника и его стаканной части

3. ПрОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

3.1 Определение глубины заложения подошвы плиты ростверка

3.2 Выбор типа сваи, её длины, сечения

3.3 Определение несущей способности сваи

3.4 Определение количества свай в ростверке

3.5 Проверка несущей способности сваи

3.6 Расчет ростверка по прочности

3.6.1 Расчёт ростверка на продавливание колонной

3.6.2 Расчёт ростверка на продавливание угловой сваей

3.6.3 Расчет прочности наклонных сечений плиты ростверка по поперечной силе

3.6.4 Расчет ростверка на изгиб

3.7 Расчет по деформациям

3.7.1 Определение сопротивления грунта в плоскости нижних концов свай

3.7.2 Расчет абсолютной осадки свайного фундамента

3.7.3 Расчет на действие горизонтальной нагрузки

2 общая часть

1.1 исходные данные

Исходные данные приведены в табл.1.1.1.

Таблица 1.1.1

№ гр.	пл-ть с, г/см3	пл-ть частиц грунта сs,г/см3	удел.вес, кН/м3	удел.вес частиц, кН/м3	влаж-ность W, %	влажность на границе раскатывания WР, %	влажность на границе текучести WL, %	коэф-т сжимаемости mo, см2/Н	коэф-т фильтрации k, см/сек
1	1,98	2,66	19,8	26,6	20,1	0	0	0,002	2,8ч10-3
2	2,1	2,68	21	26,8	19	20	32	0,009	3,3ч10-6
3	1,82	2,78	18,8	27,8	22	0	0	0,0007	3ч10-3
№ гр.	Гранулометрический состав грунта
	>5	5,0-2,0	2,0-1,0	1,0-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001
1	0	0	1	3	20	46	20	7	2	1	0
2	0	0	0	1	2	2	20	22	20	19	14
3	0	0	2	4	10	40	23	8	10	1,5	16

Нормативные нагрузки на отметке - 0,150 м на крайнюю колонну:

Постоянные:

.

Кратковременные:

Снеговая:

;

От мостового крана:

;

Ветровая:

;

Температурная:

.

Один пролёт 30 м, шаг колонн 12 м.

Сечение колонны показано на рис.1.1.1.

800*500 мм

Рис 1.1.1. Сечение колонны.

Место строительства г. Омск.

1.2 Определение прочностных и деформативных характеристик грунтов

Грунт № 1. Песок крупный

;

;

;

.

Грунт № 2. Супеси.

;

;

;

;

.

Грунт № 3. Суглинки.

;

;

;

.

Таблица 1.2.1

Наименование показателей	Слой грунтов
	I	II	III
грунт	Песок пылеватый	Суглинок мягко-пластичный	Песок пылеватый
удельный вес, кН/м3	19,8	19,3	22
коэффициент пористости е	0,612	0,8031	0,1696
показатель текучести JL	Ї	0,7
удельное сцепление сn, кПа	5	18	2
угол внутреннего трения цn,?	30	17	26
расчётное сопротивление Rо, кПа	100	-	-
модуль деформации Е, МПа	23	10	11
мощность слоя, м	7	5	Ї

1.3 Составление сочетаний нагрузок и выбор их для расчета

Основные сочетания для расчёта фундаментов по II гр. пр. сост. приведены в табл.1.3.1.

Таблица 1.3.1

Основные сочетания для расчёта фундаментов по II гр. пр. сост., (кН, кН·м)

Усилия	Сочетания нагрузок
	пост. + снег	пост. + + крановая	пост. + ветер	пост. + снег + + 0,9·(крановая + + ветер)
N	3344	4069	3344	3344	4069	4069
M	-28	107	-216	28	-262,7	74,7
Q	23,6	-87,8	-87,8	65,3	-91,06	76,06

Расчетные нагрузки для основных сочетаний для расчета фундаментов по I гр. пр. сост. приведены в табл.1.3.2.

Таблица 1.3.2

Расчетные нагрузки для основных сочетаний для расчета ф-ов по I гр. пр. сост., (кН, кН·м)

Усилия	пост. нагрузка	Кратковременные нагрузки
		снег	крановая	ветер	температур. воздействия
N	3480,4	252	870	-	-	-	-
M	-118,8	112	162	263,2	- 263,2	131,25	-131,25
Q	10,56	19,6	-133,7	31,08	-31,08	15,75	-15,75
Коэф. надежн. по нагрузке	1,1	1,4	1,2	1,4	1,4	1,05	1,05

Основные сочетания для расчёта фундаментов по I гр. пр. сост. приведены в табл.1.3.3.

Таблица 1.3.3

Основные сочетания для расчёта фундаментов по I гр. пр. сост., (кН, кН·м)

Усилия	Сочетания нагрузок
	пост. + +снег	пост. + + крановая	пост. + ветер	пост. + t o	пост. + + 0,9·(снег +кран.+ +ветер + t o)
N	3732,4	4350,4	3732,4	3732,4	3732,4	3732,4	4489,8	4489,8
M	-6,8	43,2	144,	-382	12,45	-250,1	-482,8	-227,2
Q	30,16	-123,14	41,64	-20,5	26,31	-5,19	-49,9	-134,27

3 Расчет фундамента на естественном основании

2.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента

Так как пески пылеватые относятся к пученистым грунтам, то глубину заложения подошвы фундамента определяем, исходя из расчетной глубины сезонного промерзания грунта.

Определяем нормативную глубину сезонного промерзания грунта, которую находим по максимальной глубине промерзания в течение 10 лет на площадке свободной от снега.

,

где d_o - принимается по [1, п.2.26],=0,28

М_t - сумма среднемесячных отрицательных температур зимних месяцев для данного района (г. Куйбышев), определяем по [2 (СниП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика)]

.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

,

где k_h = 1 - коэффициент теплового режима здания, определяемый по [1, табл.1]. Для пучинистых грунтов

Определим глубину заложения подошвы с учетом конструктивных требований.

Конструктивная высота фундамента должна быть не менее

,

где h_З - глубина заделки колонны в фундамент,

м; 0,05 м - толщина подливки бетона в стакане;

0,2 м - минимальная толщина дна стакана, допускаемая по конструктивным требованиям.

Глубину заделки одноветвевых колонн определяем из условия

,

где - расстояние между наружными гранями ветвей колонны.

Высоту h_ф округляем в большую сторону до величины, кратной 300 мм, .

Глубина заложения подошвы с учетом конструктивных требований:

,

где 0,15 м - расстояние от отметки верха фундамента до отметки чистого пола, требуемое для условий выполнения работ нулевого цикла.

Глубина заложения подошвы фундамента с учетом конструктивных требований оказалась больше расчетной глубины промерзания грунта . Для дальнейших расчетов принимаем большее значение .

2.2 Определение размеров подошвы фундамента при одновременном действии момента, нормальных и поперечных сил

Расчет производим по II гр. пр. сост.:

.

Ориентировочно площадь подошвы фундамента

.

Среднее давление P не должно превышать величины расчетного сопротивления грунта основания R:

,

где g - сплошная равномерно распределенная вертикальная пригрузка на пол, принимается по заданию технологов или 20 кН/м²; R - расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с [1, п.п. 2.41 - 2.49].

.

,

где г_с1, г_с2 - коэффициенты условия работы, , ;

;

;

.(до УГВ)

.

Максимальное краевое давление Р_max при любых сочетаниях нагрузок может быть повышено до при выполнении условий [1, п. 2.47], а минимальное Р_min должно быть больше нуля:

.

Последнее требование объясняется тем, что треугольная эпюра давлений для зданий с мостовыми кранами не рекомендуется, так как продольные и поперечные тормозные силы могут вызвать поворот фундаментов вокруг точки с ординатой Р_max [4].

Краевые давления под подошвой фундамента Р_max, Р_min находят в предположении линейного распределения давления по грунту в направлении действия момента по формуле:

,

где h_ф - высота фундамента;

W_y - момент сопротивления подошвы фундамента относительно оси y.

;

Проверяем, чтобы средняя величина давления по подошве была меньше расчетного сопротивления, и удовлетворялось условие для краевых ординат давлений:

а) ,

б) ;

в) .

Для окончательного принятия размеров фундамента определяем абсолютную осадку методом послойного элементарного суммирования.

2.3 Расчет осадок фундаментов методом послойного элементарного суммирования

Схема для расчета абсолютной осадки фундамента приведена на рис.2.3.1.

Рис. 2.3.1. Схема для расчета абсолютной осадки фундамента

.

Таблица 2.3.1

Напряжения в горизонтальных сечениях в грунте ниже подошвы фундамента

Наименование грунта	, кН/м3	, м	КПа			, КПа	, КПа	, МПа	, мм
Песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой	19	1,75	33,25	6,65	1	178,25	171,03 147,325 111,5 82,355 58,38 36,455 25,135	11	14,9 11,3 9,7 4,8 8 5 2,7
	19	1,2	56,05	11,21	0,919	163,81		11
	19	1,05	76	15,2	0,734	130,84		11
	9	1,2	86,8	17,36	0,517	92,16		11
	9	0,8	94	18,8	0,407	72,55		11
Глина мягкопластичная	9,3	1,8	110,74	22,15	0,248	44,21		10,5
	9,3	1,8	127,48	25,5	0,161	28,7		10,5
	9,3	1,4	140,5	28,1	0,121	21,57		10,5

Значение конечной осадки фундамента не превышает допустимого значения.

2.4 Расчет затухания осадки фундамента во времени

Найдём высоту эквивалентной эпюры уплотняющих давлений:

,

где - коэффициент эквивалентного слоя, принимаемый равным 1,262 при м=0,3.

Вычерчиваем эпюру уплотняющих давлений (рис. 2.4.1) и выписываем из задания значения коэффициентов пористости, сжимаемости и фильтрации для глинистого слоя.

Рис.2.4.1. Схема к определению затухания осадки фундамента на основании со слоями песчаного (I слой) и глинистого (II слой) грунтов

Определяем коэффициент относительной сжимаемости глинистого слоя:

,

где m_о- коэффициент сжимаемости слоя.

Найдём коэффициент консолидации глинистого слоя:

.

Вычислим затухание осадки во времени в табличной форме (табл. 2.4.1).

Таблица 2.4.1

Затухание осадки во времени

U (2)	N
0,05 0,20 0,40 0,70 0,98	0,002 0,02 0,13 0,69 3,49	0,57 г 5,7 г 37,19 г 197,38 г 998,33 г	0,282 1,128 2,256 3,948 5,527

Строим график затухания осадки во времени (рис. 2.4.2) с помощью таблицы, составленной выше.

рис. 2.4.2. график затухания осадки во времени

2.5 Конструирование фундамента

Общая высота фундамента .

Размеры подколонника в плоскости действия изгибающего момента:

,

где h_н - расстояние между наружными гранями двухветвевой колонны, м;

0,075 - минимальный зазор между стенкой стакана и колонной, м;

d_с - минимальная толщина стенки стакана в плоскости изгибающего момента; .

Размеры подколонника из плоскости изгибающего момента:

,

где b_к - меньший размер сечения колонны, м;

0,15 - минимальная толщина стенки стакана из плоскости изгибающего момента, м.

Вынос плитной части фундамента относительно граней подколонника:

а) в плоскости изгибающего момента

;

б) из плоскости изгибающего момента

.

Вынос с₁ первой ступени в плоскости изгибающего момента

,

,

.

Для бетона класса В15 , принимаем .

Рис. 2.5.1. Размеры ступеней двухступенчатого фундамента

2.6 Расчёт фундамента по прочности

2.6.1 Расчёт фундамента на продавливание

Расчётные усилия:

Устанавливаем схему образования пирамиды продавливания с помощью соотношений:

и ,

где ;

;

;

;

;

.

Рис. 2.6.1. Схема определения продавливающей силы

;

.

Так как данные условия выполняются, то пирамида продавливания образуется от дна стакана.

Схема определения продавливающей силы показана на рис. 2.6.1.

;

,

,

;

Расчёт на продавливание при образовании пирамиды от дна стакана производим:

- в плоскости действия изгибающего момента из условия:

,

где N - расчетная продавливающая сила;

P - максимальное давление под подошвой фундамента;

А_о - площадь прямоугольника ABCDEG;

- коэффициент, принимаемый равным для тяжелых и ячеистых бетонов 1;

b_ср - размер меньшей стороны дна стакана;

R_bt - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при , ;

- рабочая высота дна стакана, принимаемая от дна стакана до плоскости расположения растянутой арматуры, .

;

тогда , условие не выполняется, увеличиваем высоту фундамента до 1,8 м, тогда .

;

.

;

, ;

тогда , условие не выполняется, увеличиваем высоту фундамента до 2,1 м, тогда .

;

.

;

, ;

тогда , условие выполняется.

- из плоскости действия изгибающего момента из условия:

,

;

тогда , условие выполняется.

2.6.2 Проверка первой ступени по поперечной силе

а) в плоскости действия момента:

,

;

,

,

где - коэффициент, принимаемый равным 0,6 для тяжелого бетона.

.

- условие не выполняется, увеличиваем высоту фундамента до 2,4 м, тогда ,

;

.

- условие выполняется;

б) из плоскости изгибающего момента:

.

,

- условие выполняется.

2.6.3 Расчёт фундамента на изгиб

Вычерчиваем размеры фундамента с соответствующими эпюрами реактивного давления грунта в плоскости и из плоскости изгибающего момента. Величины Р_max , P_min и P принимаем из расчета по I гр. п.с.

Выбираем расчетные сечения и определяем, рассматривая подобие треугольников, величины давлений грунта в этих сечениях (рис. 2.6.2).

;

;

(см. рис.2.6.3).

,

;

;

Рис. 2.6.2. Схема к определению расчетных сечений фундамента

.

Рис. 2.6.3. Схемы для расчета арматуры в сечениях I-I, II - II и III - III

Определим значения изгибающих моментов и площади сечения арматуры в расчетных сечениях:

а) в плоскости действия изгибающего момента:

где - условная ширина подошвы фундамента.

Определим площадь арматуры (арматура класса А-III).

;

;

;

Принимаем 5Ш 14 А-III с (шаг 200).

б) из плоскости действия изгибающего момента:

;

;

.

Принимаем 4Ш 14 А-III с (шаг 250).

2.6.4 Расчёт подколонника и его стаканной части

Расчёт продольной арматуры

Расчёт продольной арматуры железобетонного подколонника производим на вне-центренное сжатие коробчатого сечения стаканной части в плоскости заделанного торца ко-лонны (см. рис. 2.6.4, сеч. I - I) и на внецентренное сжатие прямоугольного сечения подколон-ника в сечении II - II.

Расчёт производим на сочетания по I гр. пр. состояний:

а) ; ; .

б) ; ; .

Рис. 2.6.4. Схема приведения коробчатого сечения к эквивалентному двутавровому

Найдём расчётные усилия в сечении I-I:

а) ;

б) ;

.

Проверим условия:

а) ,

. Условие выполняется.

б) ,

.

Условие выполняется, армируем исходя из минимального процента армирования.

Рис. 2.10. Схема расположения поперечной арматуры в подколоннике

Принимаем 5Ш 18 А-III с .

Расчёт поперечной арматуры

Расчётная схема стаканной части подколонника (рис. 2.6.6).

Рис. 2.6.6. Расчётная схема стаканной части подколонника

Эксцентриситеты выбранных усилий:

а) ;

б) .

Момент от действующих сил относительно оси, проходящей через т. К₁ поворота колонны равен:

.

При , , .

Принимаем 4Ш 10 А-III с .

4 ПрОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

3.1 Определение глубины заложения подошвы плиты ростверка

Высота ростверка .

Глубина заложения подошвы ростверка .

3.2 Выбор типа сваи, её длины, сечения

Рассмотрим три варианта длины сваи:

; ; ; при поперечном сечении сваи принимаем С4-30, С8-30, С11-30 (см. рис. 3.2.1).

Рис. 3.2.1. К определению длинны сваи

3.3 Определение несущей способности сваи

Несущую способность висячей сваи определим по формуле:

,

где г_с - коэффициент условий работы сваи в грунте, ;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.

Так как во втором слое залегает мягкопластичная глина с , а СНиП 2.02.03-85 предусматривает расчетные сопротивления только для грунтов с , то целесообразно будет прорезать второй слой и рассматривать вариант с длиной сваи равной 11 м.

Для сваи длиной 11 м ; для , ;

А - площадь опирания на грунт сваи, ;

U - наружный периметр поперечного сечения сваи, ;

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

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

- расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи.

; ; ; ; ; ; (см. рис. 3.3.1).

Рис. 3.3.1. К определению несущей способности сваи

;

;

;

;

;

;

.

3.4 Определение количества свай в ростверке

Определим расчётную нагрузку допускаемую на сваю по формуле:

Тогда требуемое количество свай определяется:

.

Схема расположения свай в ростверке показана на рис. 3.4.1.

Рис. 3.4.1. Схема расположения свай в ростверке

3.5 Проверка несущей способности сваи

,

,

где N_св - максимальная нагрузка на сваю в свайном ростверке;

N_p, M_y - соответственно расчётная сжимающая сила и момент в плоскости подошвы свайного ростверка.

;

;

;

;

n - количество свай, ;

;

, то есть свая Б не работает на выдергивание.

Расчетная нагрузка на сваи крайнего ряда (с учетом возможности их перегрузки на 20%) .

Количество свай выбрано верно, так как.

3.6 Расчет ростверка по прочности

Внецентренно нагруженный свайный фундамент под сборную железобетонную колонну показан на рис. 3.6.1.

Рис. 3.6.1. Свайный фундамент

3.6.1 Расчёт ростверка на продавливание колонной

Для внецентренно нагруженного фундамента расчёт ростверка состоящего из 6 свай производим по формуле:

Схема образования пирамиды продавливания показана на рис. 3.5.1.

определим величины реакций свай от нагрузок колонны на ростверк (нагрузки считаем приложенными к верхнему обрезу ростверка):

а) в первом ряду свай от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части

 ;

б) во втором ряду от края ростверка

.

определим величину продавливающей силы:

.

Площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны:

.

Коэффициент учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана:

где - расчетное сопротивление бетона класса В15 осевому растяжению с учетом коэффициента условий работы бетона.

Предельная величина продавливающей силы которую может воспринять ростверк с рабочей толщиной дна стакана :

-

условие не выполняется, прочность ростверка на продавливание колонной не обеспечена, увеличиваем высоту ростверка до 1,8 м, тогда

условие выполняется, прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена. грунт фундамент проектирование свайный

3.6.2 Расчёт ростверка на продавливание угловой сваей

Проверим достаточность высоты ступени ростверка (высотой ступени ростверка ).

Фактическая продавливающая сила:

.

Высота плиты ростверка от верха головки свай ;

;

;

.

.

;

;

;

; ;

n - количество свай, ;

,

прочность плиты ростверка на продавливание угловой сваей не обеспечена, увеличим марку бетона до В20, и высоту ступени ростверка до . Окончательные размеры свайного фундамента с учетом произведенных корректировок в расчетах показаны на рисунке 3.6.2.

Рис. 3.6.2. Свайный фундамент

;

.

.

Прочность плиты ростверка на продавливание угловой сваей обеспечена

3.6.3 Расчет прочности наклонных сечений плиты ростверка по поперечной силе

Расчёт производим по формуле: .

Определим расчетную величину поперечной силы со стороны наиболее нагруженной части ростверка как сумму реакций всех свай крайнего ряда от расчетных нагрузок на сваи:

.

Расчетная высота плиты ростверка при составит:

;

,

.

Прочность наклонных сечений плиты ростверка обеспечена.

3.6.4 Расчет ростверка на изгиб

Определяем величины изгибающих моментов:

- в сечениях 1-1 и 3-3 по граням колонны (см. рис 3.6.2.):

,

;

- в сечениях 2-2 и 4-4 по граням подколонника:

,

.

Принимаем арматуру в плите ростверка:

в продольном направлении - 14 Ш16 А-III с ,

в поперечном направлении - 10 Ш16 А-III с .

3.7 Расчет по деформациям

3.7.1 Определение сопротивления грунта в плоскости нижних концов свай

Средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

,

Размеры опорной площади условного массива:

,

.

Объем условного массива: .

Объем свай: .

.

Средневзвешенное значение объемного веса:

.

Вес условного массива грунта: .

Вес свай: .

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

Природное давление под подошвой условного фундамента (см. рис. 3.3.1.):

3.7.2 Расчет абсолютной осадки свайного фундамента

Таблица 3.7.1.

Определение осадки свайного фундамента

0	-	117,59	23,518		1	337,95		23,4
0,5	0,5	121,89	24,378	0,271	0,982	331,87	334,91	23,4	0,0057
1	0,5	126,19	25,238	0,541	0,931	314,63	323,25	23,4	0,0055
1,5	0,5	130,49	26,098	0,812	0,848	286,58	300,605	23,4	0,0051
2	0,5	134,79	26,958	1,082	0,739	249,75	268,165	23,4	0,0046
2,5	0,5	139,09	27,818	1,353	0,635	214,60	232,175	23,4	0,0040
3	0,5	143,39	28,678	1,623	0,537	181,48	198,04	23,4	0,0034
3,5	0,5	147,69	29,538	1,894	0,457	154,44	167,96	23,4	0,0029
4	0,5	151,99	30,398	2,165	0,389	131,46	142,95	23,4	0,0024
4,5	0,5	156,29	31,258	2,435	0,331	111,86	121,66	23,4	0,0021
5	0,5	160,59	32,118	2,706	0,287	96,99	104,425	23,4	0,0018
5,5	0,5	164,89	32,978	2,976	0,249	84,15	90,57	23,4	0,0015
6	0,5	169,19	33,838	3,247	0,216	73,00	78,575	23,4	0,0013
6,5	0,5	173,49	34,698	3,517	0,190	64,21	68,605	23,4	0,0012
7	0,5	177,79	35,558	3,788	0,168	56,78	60,495	23,4	0,0010
7,5	0,5	182,09	36,418	4,058	0,150	50,58	53,68	23,4	0,0009
8	0,5	186,39	37,278	4,329	0,134	45,29	47,935	23,4	0,0008
8,5	0,5	190,69	38,138	4,600	0,121	40,72	43,005	23,4	0,0007
9	0,5	194,99	38,998	4,870	0,109	36,84	38,78	23,4	0,0007

Схема к расчету осадок фундамента приведена на рис. 3.7.1.

Рис. 3.7.1. Схема к расчету осадок фундамента

3.7.3 Расчет на действие горизонтальной нагрузки

Сваи в свайном фундаменте должны быть проверены на горизонтальную нагрузку, если ее величина не превышает 20 кН при сваях 30х30 см.

В нашем случае . Сила, приходящаяся на одну сваю: > 20 кН, следовательно, требуется расчет на действие горизонтальной нагрузки.

Начальное значение модуля упругости бетона: .

Момент инерции: .

Жесткость при изгибе: .

Условная ширина сваи: ,

, так как в пределах расположен 1 слой грунта - песок средней крупности, то .

Находим коэффициент деформации :

.

Приведенная глубина погружения сваи: .

Перемещение сваи в уровне подошвы плиты ростверка от единичных усилий в том же уровне:

;

;

,

где коэффициенты принимаем для приведенной глубины .

Расчетный момент заделки:

.

Знак “-“ означает, что на голову сваи передается момент, направленный против часовой стрелки. Расчетная схема сваи приведена на рис. 3.5.2.

Рис. 3.5.2. Расчетная схема сваи

Расчетные усилия: .

Горизонтальные перемещения и угол поворота сечения сваи в уровне подошвы плиты ростверка:

Определение внутренних усилий для проверки прочности ствола сваи.

Горизонтальная сила, приходящаяся на одну сваю: .

Рис. 3.5.3. Расчетная схема сваи

Расчетные усилия:

Горизонтальные перемещения и угол поворота сечения сваи в уровне подошвы плиты ростверка:

Величины изгибающих моментов в поперечных сечениях сваи, расположенных на разных глубинах z от подошвы ростверка (табл. 3.5.2):

Приведенная глубина расположения сечения сваи .

Вычислениями при пренебрегаем

Таблица 3.5.2.

Изгибающие моменты в сечениях сваи, расположенных на разных глубинах z от подошвы ростверка

0	0	0	1	0	0	-25,03	0	-25,03
0,5	0,6	-0,021	0,999	0,5	-0,395	-25,004	13,49	-15,018
1	1,21	-0,167	0,975	0,994	-3,141	-24,4	26,81	-30,286
1,5	1,81	-0,559	0,811	1,437	-10,515	-20,29	38,77	45,30
2	2,41	-0,295	0,207	1,646	-24,359	-5,181	44,4	60,322
2,5	3,02	-2,381	-1,413	1,1345	-44,787	35,36	30,608	75,59
3	3,62	-3,541	-4,688	-0,891	-66,606	117,34	-24,04	90,6
4	4,83	-1,614	-17,919	-15,076	-30,359	448,51	-406,75	120,89

Эпюра изгибающих моментов для сваи приведена на рис. 3.5.4.

Рис. 3.5.4. Эпюра изгибающих моментов для сваи

Осевые усилия в сваях для выбранного сочетания:

Прочность сваи в стадии эксплуатации обеспечена.

Размещено на Allbest.ru

...