Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет фундамента на естественном основании: Детский сад - ясли на 140 мест в г. Москва

Содержание

фундамент грунт свайный деформация

1. Состав проекта

2. Исходные данные

3. Обработка данных физико-механических характеристик грунтов

4. Расчет фундамента на естественном основании

4.1 Определение глубины заложения фундамента

4.2 Определение размеров фундамента

4.2.1 Предварительные размеры

4.2.2 Проверка прочности грунтов основания

4.3 Расчет осадки фундамента

4.4 Проверка прочности подстилающих слоев

4.5 Расчет фундамента на прочность

4.5.1 Расчетные нагрузки и характеристики материалов

4.5.2 Определение высоты плитной части фундамента и размеров ступеней расчетом на продавливание

4.5.3 Расчет по прочности на раскалывание стакана

4.5.4 Расчет плитной части фундамента на поперечную силу

4.5.5 Расчет плитной части фундамента на обратный момент

4.5.6 Определение площади арматуры плитной части фундамента

4.5.7 Расчёт продольной арматуры подколонника

4.5.8 Расчёт поперечной арматуры подколонника

4.5.9 Расчёт подколонника на местное смятие под торцом колонны

5. Расчёт свайного фундамента

5.1 Определение оптимальной длины сваи

5.2 Определение несущей способности сваи

5.3 Определение нагрузки, передаваемой на сваю

5.3.1 Определение количества свай

5.3.2 Определение размеров ростверка

5.4 Расчёт свайного фундамента и его основания по деформациям

5.4.1 Расчёт осадки условного фундамента

5.5 Расчёт ростверка по прочности

5.5.1 Расчёт арматуры плиты ростверка

6. Список литературы

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Состав проекта

Но-мер тома	Обозначение	Наименование	Примечание
1	11-015-14-КЖО-ПЗ.Р	Пояснительная записка. Расчеты
2	11-015-14-КЖО	Рабочие чертежи (вариант фундаментов на
		естественном основании)
3	11-015-14-КЖО.1	Рабочие чертежи (вариант свайных фундаментов)

2. Исходные данные

Наименование объекта: Детский сад - ясли на 140 мест.

Место строительства: г. Москва.

Сечение для расчета: 3.

Усилия на обрезах фундамента:
- постоянные:	NoII= 850 кН FoII= 24 кН M oII= 41кН·м	- временные:	NoII= 530 кН FoII= 40 кН M oII= 11кН·м

Физико-механические характеристики грунтов

Таблица 2.1

№ скв.	Коорд. устья скв., м	Наименование грунта	Толщина слоя, м	s, т/м3	щp	щL	щ	, т/м3	cII, кПа	II, град.	kф, м/с	q	Е, МПа	Приме-чание
1	151,0	Мелкий песок	6,5	2,67	-	-	0,20	2,0	3,8	31	2,4х 10-4	-	34,0	УГВ= 0,4м
		Торф	3,2	1,90	-	-	3,00*	1,20	-	28	2х 10-9	0,95	1,0
		Суглинок озерно-аллювиальный	5,4	2,65	0,17	0,25	0,31	1,9	20	16	1,8х 10-9	0,08	8,0
3	151,3	Мелкий песок	6,8	2,66	-	-	0,19	1,99	4,0	31	2,7х 10-4	-	33,0	УГВ= 0,5м
		Торф	2,8	1,90	-	-	3,00*	1,25	-	28	2,1х 10-9	0,95	1,5
		Суглинок озерно-аллювиальный	5,1	2,00	0,15	0,24	0,30	1,89	20	19	1,8х 10-9	0,08	7,8

3. Обработка данных физико-механических характеристик грунтов

Характеристики, определяемые лабораторными исследованиями грунтов:

- с-плотность грунта;

- с_s- плотность минеральных частиц грунта;

- - природная (естественная) влажность грунта;

- _р- влажность грунта на границе раскатывания;

- _L- влажность грунта на границе текучести;

- К_ф- коэффициент фильтрации;

- - угол естественного откоса;

- - угол внутреннего трения;

- с- удельное сцепление грунта;

- Е_ок- компрессионный модуль деформации грунта;

- Е_о- модуль общей деформации;

- _sl- относительная просадочность.

Производные характеристики физико-механических свойств грунтов:

,

где - удельный вес грунта; _s - удельный вес частиц грунта; I_p - число пластичности; I_L - показатель текучести; е - коэффициент пористости; n - пористость; _sb - удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии; S_r - степень влажности грунта; _sat - полная влагоемкость грунта (полное водонасыщение); g - ускорение силы тяжести; с_w - плотность воды.

Показатели для грунтов из таблицы исходных данных приняты средние между значениями для 1-й и 3-й скважин.

ИГЭ-1

(ИГЭ - инженерно-геологический элемент)

.

Вывод: песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой.

ИГЭ-2

торф

ИГЭ-3

Вывод: суглинок текучий.

Рис. 1 Инженерно- геологический разрез

4. Расчет фундамента на естественном основании

4.1 Определение глубины заложения фундамента

, (3 [2])

где, d_f- глубина промерзания; K_h- коэффициент влияния теплового режима сооружения (табл.1 2); d_fn - нормативная глубина промерзания 11.

Здание детского сада без подвалом. Примем, что планировочная (красная) отметка земли ровна существующей (черной) отметки и составит 151,15м. Глубина расположения уровня подземных вод.

;

по табл. 2 2 глубина заложения фундаментов d должна быть не менее d_f

d0,924м.

Конструктивная глубина заложения и отметки фундамента

Стойки каркасного здания детского сада сборные железобетонные сечением 3030см.

151,15 красная отметка -0,3 0,000151,15+0,3=151,45

151,15 черная отметка -0,3 Планировочная (красная) отметка
= -0,3принята по разрезу 1-1 в задании.

Итого, конструктивная глубина заложения фундаментов:

- от красной отметки d=1,2м (15,15-149,95)

- от черной отметки dn=1,2м (15,15-149,95)

Рис. 2 Конструктивное заложение фундаментов

4.2 Определение размеров фундамента

4.2.1 Предварительные размеры

(ИГЭ-1); .

Принимаем .

4.2.2 Проверка прочности грунтов основания

Условие прочности:

, (п. 2.41 [2])

где р - среднее давление под подошвой фундамента от расчетных нагрузок; R -расчетное сопротивление грунта основания.

; (7 [2])

(табл. 3 [2]); =1,1 т.к. с и определены испытаниями; М=1,24, М_q=5,95, М_с=8,29 (табл. 4 2 для =31⁰); К_z=1,0; b=2,5м; _II =19,95 кН/м³; =19,95кН/м³ - удельный вес грунта, соответственно ниже и выше подошвы фундамента (слой №1); C_II=C^н =3,9 кПа - удельное сцепление грунта под подошвой фундамента; d₁ - глубина заложения фундамента: для бесподвальных сооружений - от уровня планировки;

Определение расчетных нагрузок в уровне подошвы фундамента

_fn- коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки, _fn =1,13.

_fb- коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки, _fb=1,30.

Усилия в уровне обреза фундамента:

N=850·1,13+530·1,3=1675,5 кН;

М=41·1,13+11·1,3=60,63 кН·м;

F=24·1,13+40·1,3=79,12 кН.

Усилия в уровне подошвы фундамента:

N=2,5·2,8·0,9·22,5·1,13+1675,5=1835,7 кН,

где 2,5·2,8·0,9 - размеры фундамента, м; 22,5 - средняя плотность материала фундамента и грунта на обрезах, кН/м³; 1,13 - коэффициент надежности по нагрузке.

М=60,63+79,12·0,9=131,8 кН·м; F=79,12 кН;

,

где е - эксцентриситет.

;

P_max=305,63 кПа; P_min=223,92 кПа;

1,2·R=1,2·261,31=313,57 кПаP_max=305,63 кПа.

4.3 Расчет осадки фундамента

Условие:

SS_u, (5 2)

где S - совместная деформация (осадка) основания и сооружения, определяемая расчетом; S_u - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, установленное в соответствии с указаниями п.п 2.51-2.55 2 и прил. 4 2.

S_u=8 см;

, 1 прил. 2 [2])

где - безразмерный коэффициент, =0,8; _zpi=·_o; _о=-_zq0.

P - среднее давление под подошвой фундамента от нормативных нагрузок.

_zq0=·d_n=19,95·1,2=23,94 кПа. O 151,45.

Рис. 3 Схема распределения вертикальных напряжений

Нормативные усилия в уровне подошвы фундамента:

N=850+530+2,5·2,8·0,9·22,5=1506,56 кН;

М=41+100+64·0,9=198,6 кН·м;

F=24+40=64 кН;

;

P_o=Р-_zqo (см. рис. 3);

P_o=215,22-19,95=191,28 кПа.

Толщина слоя h_i=Z вычисляется из условия удобства входа в табл. 1 приложения 2 [2] при определении коэффициента .

;

;

Таблица 4.1

Z*=dn+ +Z, м	Z от подош- вы ф-та, м	Pbz= =zq= =Z, кПа	0,2Pbz, кПа	(табл. 1 прил. 2)	zpi =o, кПа	zp, кПа	Rz, кПа	, кНм3	E, МПа
1,2	0,0	23,94	4,79	1	191,3	187,7 169,8 137,4 104,6 78,8 60,2 46,8 37,0 29,9 27,7 11,3 9,9 8,8 7,8	200	10,21	33,5
1,7	0,5	33,92	6,78	0,963	184,2
2,2	1,0	43,89	8,78	0,812	155,3
2,7	1,5	53,87	10,77	0,625	119,6
3,2	2,0	63,84	12,77	0,469	89,7
3,7	2,5	73,82	14,76	0,355	67,9
4,2	3,0	83,79	16,76	0,274	52,4
4,7	3,5	93,77	18,75	0,215	41,1
5,2	4,0	103,74	20,75	0,172	32,9
5,7	4,5	113,72	22,74	0,141	27,0
6,2	5,0	123,69	24,74	0,117	22,4
6,65	5,45	132,67		0,068	13,0				1,25
6,7	5,5	133,67	26,733	0,063	12,1
7,2	6,0	143,64	28,728	0,055	10,5
7,6	6,5	151,62	30,324	0,049	9,4
8,2	7,0	163,59	32,718	0,043	8,2
8,6	7,5	171,57	34,314	0,039	7,5
8,85	7,75	176,56		0,034	6,5		210	8,28	7,9

Рис. 4 Эпюры бытового и дополнительного давлений

4.4 Проверка прочности подстилающих слоев

Условие прочности:

_zp+_zqR_z.

Z-глубина от черной отметки до начала проверяемого слоя.

ИГЭ-3

Z=8,85 м; R_o3=210 кПа;

_zp+_zg=176,56+6,5=183,05 кПа (см. рис. 4).

Подстилающий слой ИГЭ-3, суглинок озерно-аллювиальный, удовлетворяет условиям прочности.

4.5 Расчет фундамента на прочность

4.5.1 Расчетные нагрузки и характеристики материалов

Нагрузки в уровне обреза фундамента:

- при _f=1,0 (нормативные):

NII=850+530=1380 кН; MII=41+11=52 кН·м; FII=24+40=64 кН;

- при _f1,0 (расчетные):

N1=850·1,13+530·1,3=1675,5 кН; М1=41·1,13+11·1,3=60,63 кН·м; F1=24·1,13+40·1,3=79,12 кН;

Характеристики материалов:

Бетон тяжелый класса В12,5 для замоноличивания (табл. 12, 13, 15, 18 [5]): R_b=7,5 МПа (76,5 кгс/см²); R_bt=0,66 МПа (6,75 кгс/см²); R_bt,ser=1,0 МПа (10,2 кгс/см²); Е_б=21·10³ МПа (214·10³ кгс/см²); _b2=0,9 (твердение бетона в естественных условиях при влажности воздуха менее 75%); _b9=0,9 (для бетонных конструкций).

Бетон тяжелый класса В15 для фундамента: R_b=8,5 МПа (86,7 кгс/см²); R_bt=0,75 МПа (7,65 кгс/см²); R_bt,ser=1,15 МПа (11,7 кгс/см²); Е_б=23·10³ МПа (235·10³ кгс/см²).

Арматура класса А-I (табл. 22 [2]): R_s=225 МПа (2300 кгс/см²); R_sw=175 МПа (1800 кгс/см²); R_sс=225 МПа (2300 кгс/см²).

Арматура класса А-II: R_s=280 МПа (2850 кгс/м²); R_sw=225 МПа (2300 кгс/см²); R_sс=280 МПа (2850 кгс/см²).

Арматура класса А-III 6 - 8 мм: R_s=355 МПа (3600 кгс/м²); R_sw=285 МПа (2900 кгс/см²); R_sс=355 МПа (3600 кгс/см²).

4.5.2 Определение высоты плитной части фундамента и размеров ступеней расчетом на продавливание

Определение схемы расчета:

Первая схема:

1. Монолитное сопряжение и h_cf ?0,5(l_cf-l_c).

2. Стаканное сопряжение сборной колонны и h_cf - d_f ? 0,5(l_cf-l_c).

Вторая схема:

1. Стаканное сопряжение сборной колонны и h_cf - d_f < 0,5(l_cf-l_c).

По первой схеме расчет на продавливание производится от низа монолитной колонны или подколонника на действие N и M.

По второй схеме расчет на продавливание производится от дна стакана и на раскалывание от действия силы N_c.

Рис. 5 Определение схемы расчета фундамента

d_c=1,5·l_c=1,5·300=450 мм; d_p=d_c+50=500 мм; h_cf=600 мм;

l_cf=900 мм; h=900 мм ;

h_cf -d_p=100 мм; 0,5·( l_cf-l_c)=300 мм;

h_cf- d_p<0,5·(l_cf-l_c)схема 2;

t=(900-300-2·75)·0,5=225 мм.

Оптимальные размеры t=175225 мм.

Расчет на продавливание по схеме 2:

Рис. 6 Схема образования пирамиды продавливания

N_c=·N, (26 7)

где N_c - расчетная продольная сила, действующая в уровне торца колонны; -коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы N на дно стакана через стенки стакана.

N=850·1,13+530·1,3=1675,5кН;

но не менее 0,85.

R_bt=0,66 МПа - для бетона замоноличевания.

Ас=2·(b_c+l_c)·d_c - площадь боковой поверхности части колонны, заделанной в фундамент.

А_с=2·(300+300)·450=5,4·10⁵;

;

.

Условие прочности на продавливание от дна стакана:

,

где А_о- площадь многоугольника abcdeg (рис. 8);

; ;

А_о=0,5·2500·(2800-400-2·350)-0,25·(2500-400-2·350)²=1635000мм²;

b_m=400+350=750 мм;

.

При отсутствии армирования в подошве фундамента несущая способность пирамиды продавливания N определяется:

;

;

4.5.3 Расчет по прочности на раскалывание стакана

Условия прочности:

- при b_c/l_cA_b/A_l N_c(1+b_c/l_c)··_q·A_l·R_bt;

- при b_c/l_cA_b/A_l N_c(1+l_c/b_c)··_q·A_b·R_bt,

где - коэффициент, трения бетона по бетону, = 0,75; _q - коэффициент, учитывающий совместную работу фундамента с грунтом, _q = 1,3; при отсутствии засыпки фундамента грунтом (например, в подвалах), _q = 1,0; А_b, A_l - площади вертикальных сечений фундаментов в плоскостях по осям колонн параллельно соответственно сторонам b и l, за вычетом площади стакана фундамента.

А_b = = 1257500 мм²;

A_l = = 1347500 мм²;

;

=

=1886,3 кН > N_c = 1541,46 кН.

4.5.4 Расчет плитной части фундамента на поперечную силу

Проверка на действие поперечной силы производится при b/l ?0,5.

Условия прочности:

- при с_i < 2,4 h_o,i Q_i? ;

- при с_i >2,4 h_o,i Q_i? ,

где Q_i - расчетная сила в поперечном сечении; R_bt - принимается по табл. 13 [5] с учетом коэффициентов условий работы _b2 и _b3 по табл. 15 [5]; b_i - ширина в рассматриваемом сечении; h_o,i - рабочая высота сечения.

Q определяется по эпюре давлений под подошвой фундамента, вычисляемых без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах.

расчет на Q не производим.

4.5.5 Расчет плитной части фундамента на обратный момент

Рис. 7 Расчетная схема при проверке прочности на обратный момент

Условие прочности восприятия обратного момента бетонным сечением без армирования растянутой зоны:

,

где M_oi - изгибающий обратный момент в сечении; W_pl,i - момент сопротивления i-ого сечения, для прямоугольного сечения:

;

;

,

где _сq - средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах:

_сq = 22,5 кН/м³·1,13 = 25,425 кН/м³,

где 1,13 - коэффициент надёжности по нагрузке; d - глубина заложения фундамента от уровня планировки (для фундаментов подвальной части здания d - высота фундамента, d=900 мм); q - нагрузка, включающая собственный вес конструкции пола и полезную нагрузку в подвальной части здания:

- вес конструкции пола: 0,15 м·25 кН/м³·1,1=4,125 кПа;

- полезная нагрузка (табл. 3 поз. 2 и п. 3.7 [4]): 2,0·1,2=2,4 кПа.

q=4,125+2,4=6,525 кПа,

C_i - см. рис. 9; M_pi - изгибающий момент от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента с учётом нагрузок от собственного веса фундамента, грунта на его уступах, веса конструкции пола, полезной нагрузки на пол:

,

Где

Принимая во внимание, что в заданную нагрузку N входят все нагрузки до уровня обреза фундамента, включая вес конструкций пола и полезную нагрузку на пол, а вес фундамента и грунта на его обрезах учитывался нами при вычислении P_min и P_max в п. 5.2, то:

;

;

;

4.5.6 Определение площади арматуры плитной части фундамента

Арматура (A_sl и A_sb - соответственно вдоль сторон l и b) определяется из расчета на изгиб консольного вылета плитной части фундамента на действие отпора грунта под подошвой в сечениях по граням колонны, подколонника и ступеней.

Расчет производится для каждого направления раздельно.

Последовательность:

;

в зависимости от _m по табл. 20 [13] определяем величину ;

,

где R_s - расчетное сопротивление арматуры; M_i - расчетный момент в сечении; b_i(l_i) - ширина сжатой зоны (в верхней части) рассматриваемого сечения; h_o,i - рабочая высота сечения.

Расчет продольной арматуры (в направлении l)

Рис. 8 Схема расчёта продольной арматуры плитной части

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Арматура класса A-III.

;

;

Принимаем 14 14А-III.

Расчёт поперечной арматуры (в направлении b)

Рис. 9 Схема расчёта поперечной арматуры плитной части

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Принимаем 15 10А-III.

4.5.7 Расчёт продольной арматуры подколонника

Рис. 10 Схема расчёта продольной арматуры подколонника

Проверка прочности железобетонного подколонника производится по двум сечениям по высоте:

1. Прямоугольного сечения 1-1 по грани нижней ступени размерами b₂l₂ = 15001500 мм с вертикальной рабочей арматурой, расположенной в границах сечения b_cfl_cf с учётом защитного слоя , на действие усилий N и M в уровне сечения.

2. Коробчатого сечения 2-2 в уровне заделки торца колонны.

Подбор арматуры для прямоугольного сечения подколонника

,

где 0,9·0,9·0,3 и 1,5·1,5·0,3 - размеры ступеней фундамента; 25 - плотность материала фундамента, кН/м³; 1,1 - коэффициент надёжности по нагрузке.

.

Расчёт производится на внецентренное сжатие. Примем армирование подколонника вертикальными стержнями 12 A-III по 4 штуки с каждой стороны.

Проверка прочности сечения производится по формулам 36 - 39 [5] без учёта сжатой арматуры .

;

; (п.3.12 [5])

; (25 [5])

; =0,85; R_b =8,50,9=7,65 МПа;

;

_sp=0 и _sp=0, так как без преднатяжения;

_SR=R_s - _sp = R_s = 355 МПа; _sc,u= 500 МПа;

,

так как , следовательно, проверку прочности сечения производим по формуле 36 [5] без учёта сжатой арматуры:

.

При расчёте по прочности в соответствии с п. 1.21 [5] должен учитываться случайный эксцентриситет e_a, принимаемый 1/600 длины элемента (в нашем случае это h_cf =600 мм) или 1/30 высоты сечения (l₂ =1500 мм).

е_а =1500/30=50 мм;

;

;

; .

Подбор арматуры для коробчатого сечения подколонника

Для коробчатых сечений стаканной части подколонника продольную арматуру допускается определять на действие условных изгибающих моментов и без учёта нормальной силы.

Моменты и определяют от действующих сил относительно точек К и (см. рис.12):

- при е > l_c/2 =0,8(M-0,5Nl_c);

- при l_c/2 > e > l_c/6 =0,3M.

Усилия в уровне торца колонны:

;

;

;

;

;

,

то есть принятой арматуры A_S=A'_S=4,52 см² достаточно.

4.5.8 Расчёт поперечной арматуры подколонника

Рис.11 Схема расчёта поперечной арматуры подколонника

Поперечная арматура подколонника определяется расчётом на условные изгибающие моменты и из уравнений:

,

где A_Si - площадь сечения всех стержней в одном направлении на i-ом уровне; z_i - привязка сеток к торцу колонны.

При одинаковых диаметрах стержней арматурных сеток и одинаковой марке стали площадь сечения арматуры одной сетки равна:

- при е > l_c/2 ;

- при l_c/2 > е > l_c/6 .

В нашем случае при арматуре класса A-III:

.

Принимаем 4 6 A-III.

4.5.9 Расчёт подколонника на местное смятие под торцом колонны

Расчёт выполняется в соответствии с п.п. 3,39; 3,41 [5].

Без поперечного армирования под торцом колонны должно выполнятся условие прочности бетона:

;

,

(см. выше «Расчёт на продавливание по схеме 2»).

где _loc - коэффициент распределения нагрузки по площади смятия, _loc=0,75 (при неравномерном распределении нагрузки для тяжёлого бетона);

R_b,loc=_locR_b;

=1,0 - для бетона класса ниже В25;

, но не более 2,5;

A_loc,1 - площадь смятия, A_loc,1=0,4х0,4=0,16м²; A_loc,2 - расчётная площадь смятия, в которую включается участок, симметричный по отношению к площади смятия.

В нашем случае A_loc,2 - площадь подколонника:

A_loc,2=0,90,9=0,81м²;

;

;

.

Армирование под торцом колонны не требуется.

5. Расчёт свайного фундамента

5.1 Определение оптимальной длины сваи

Рис. 12 Схема расположения свайного фундамента на геологическом разрезе

Примем планировочную отметку земли: 151,15м, что соответствует относительной отметке (см. задание) - 0,00; О 151,45.

Строим конструктивное расположение предполагаемого ростверка на геологическом разрезе. Конструктивно отметка низа ростверка составит - 1,2 (149,95).

Минимальное заглубление сваи в прочные грунты - 1,0 м.

Анализ инженерно-геологического разреза показывает, что таким грунтом не может являться суглинок текучий (ИГЭ-3). Поэтому заглубляем сваи до коренных пород.

Вычисление минимальной длины сваи при заглублении её до коренных пород, до отметки 136,25:

,

где 0,05м - величина заделки сваи в ростверк.

Принимаем сваю l=14м, сечением 0,3х0,3м.

Отметка нижнего конца сваи: 150,0-14=136,0м.

5.2 Определение несущей способности сваи

(8 [3])

где _с - коэффициент условий работы сваи, _с=1,0; _CR и _cf - коэффициенты условий работы грунта под нижним концом сваи и по боковой поверхности, принимаются по табл. 3 [3] в зависимости от способа погружения свай, _CR=1,0 и _cf=1,0; R - расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяется по табл. 1 [3]. Глубина погружения принимается от уровня природного рельефа: 151,15-136,0=15,15м R= 1650 кПа,(выбрали для пылеватых песков, так как суглинок перенасыщен водой).

А=0,30,3=0,09 м²;

u - периметр поперечного сечения сваи, u=1,2м; f_i - расчётное сопротивление i-го слоя по боковой поверхности, по табл. 2 [3]; h_i - толщина i-ого слоя грунта, толщина слоя однородного грунта должна быть не более 2 м.

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю:

; (2 [3])

_к=1,4, (п.3.10 [3])

где P_св - собственный вес сваи:

Р_св=161,1=17,6 кН;

; .

5.3 Определение нагрузки, передаваемой на сваю

5.3.1 Определение количества свай

где N - нагрузка на ростверк:

, (см. задание),

принимаем 4 штуки.

5.3.2 Определение размеров ростверка

Минимальное расстояние между осями свай 3d=900 мм.

Минимальное расстояние от края сваи до края ростверка =50 мм.

Минимальные размеры ростверка: 900+2150+250=1300 мм.

Принимаем ростверк 1300х1300 мм, высотой 900 мм.

Расчётные нагрузки в уровне верха ростверка:

;

;

.

Расчётные нагрузки в уровне низа ростверка:

;

;

.

Расчётная нагрузка на сваю:

,

где х - расстояние от центра ростверка до оси сваи, х=0,45м.

;

;

;

;

.

5.4 Расчёт свайного фундамента и его основания по деформациям

Расчёт фундамента из висячих свай и его основания по деформациям производят как для условного фундамента на естественном в соответствии с требованиями [2].

Рис. 13 Определение границ условного фундамента

,

где h - длина сваи, h=14,0 м.

;

h₁=5,45м _{11, 1}=31,0⁰;

h₂=3,0м _{11, 2}=28,0⁰;

h₃=5,5м _{11, 3}=17,5⁰;

;

Размеры условного фундамента b x l= (1,4+1,2+1,4)(1,4+1,2+1,4)=4,0·4,0 м.

Основным условием расчёта оснований по деформациям является:

S<S_u,

где S - осадка основания условного фундамента от нормативных нагрузок; S_u - предельная осадка основания, определяемая по табл. Приложения 4 [2], S_u = 8 см.

При расчёте деформаций (осадок) оснований среднее давление под подошвой фундамента (от расчётных нагрузок) не должно превышать расчётного сопротивления грунта основания R.

.

Основание условного фундамента находится в слое ИГЭ-4 со следующими характеристиками: е=0,6; I_L=1,7; =20,1 кН/м³; С_II = 20 кПа; Е=7,9 МПа; =17,5⁰; _С1=1,1; _С2=1,0, (табл.3 [2]); _sb=8,28 кН/м³; к=1,0, т.к. с и определены испытаниями; М=0,41_, М_q=2,65_, М_с =5,25 - коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [2]; k_z =1,0 (b < 10м); _II =8,28кН/м³; b = 4м;

;

- глубина заложения фундамента;

- высота пола первого этажа от уровня планировки;

;

+

,

где 4,04,01,5 - размеры условного фундамента выше отметки низа ростверка; 22,5кН/м³ - средняя плотность грунта и ростверка; 1,15 - коэффициент надёжности по нагрузке; 4,04,013,95 - размеры условного фундамента ниже отметки низа ростверка; 1,2 - коэффициент надёжности по нагрузке для грунта; 40,30,314,0 - объём 4-х свай.

.

5.4.1 Расчёт осадки условного фундамента

;

=0,8; _Zpi=р₀; р₀= р-_zqo;

_zq0='_IId_n; '_II=19,5 кН/м³- см. выше;

- расстояние от черной отметки земли до низа условного фундамента.

_zq0=19,515,15=295,43кПа.

Р - среднее давление под подошвой фундамента от нормативных нагрузок.

; А=4,04,0=16,0 м²;

;

;

Р₀=399,9-295,43=107,47105кПа;

h_i=z;

; .

Таблица 5.1

Z*=dn+ +Z, м	Z от подош- вы ф-та, м	Pbz= =zq= =Z, кПа	0,2Pbz, кПа	(табл. 1 прил. 2)	zpi =o, кПа	, кПа	Rz, кПа	, кНм3	E, МПа
15,15	0,0	295,43	59,09	1	191,3	172,2 123,4 71,4 39,9 25,6 17, 7 12,9 9,9	1019,27	8,28	7,9
15,95	0,8	311,03	62,21	0,8	153,0
16,75	1,6	326,63	65,33	0,49	93,7
17,55	2,4	342,23	68,45	0,257	49,2
18,35	3,2	357,83	71,57	0,16	30,6
19,15	4,0	373,43	74,69	0,108	20,7
19,95	4,8	389,03	77,81	0,077	14,7
20,75	5,6	404,63	80,93	0,058	11,1
21,55	6,4	420,23	84,05	0,045	8,6		Н.Г.С.Т.

Рис. 14 Эпюры бытового и дополнительного давлений

5.5 Расчёт ростверка по прочности

Характеристики материалов:

Бетон для ростверка В15: R_b = 8,5 МПа; R_bt = 0,75 МПа; R_bt,ser = 1,15 МПа; Е=2310³ МПа.

Бетон для замоноличивания колонны в стакане ростверка В12,5: R_b = 7,5 МПа; R_bt = 0,66 МПа; R_bt,ser= 1,00 МПа; Е=2110³ МПа.

Арматура:

A-I: R_S=R_SC=225 МПа; R_SW=175 МПа;

A-II: R_S=R_SC=280 МПа; R_SW=225 МПа;

A-III: R_S=R_SC=355 МПа; R_SW=285 МПа.

5.5.1 Расчёт арматуры плиты ростверка

С₁= 0,45-0,15=0,3м;

;

;

,

Принимаем шаг 150 мм 9 12 A-III.

Расчёт поперечных сечений подколонника ростверка (подбор продольной арматуры подколонника для прямоугольного и коробчатого сечений подколонника), расчёт поперечной арматуры подколонника, а также расчёт подколонника ростверка на местное смятие под торцом колонны идентичны аналогичным расчётам подколонника фундамента на естественном основании (см. выше), ввиду идентичности нагрузок на подколонники, размеров и характеристик бетона подколонников.

Список литературы

1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1997. 37 с.

2. ГОСТ 21.302-96. Условные графические обозначения в документации по инженерно - геологическим изысканиям. / Минстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1996. 38 с.

3. ГОСТ 21.101-97. Основные требования к проектной и рабочей документации.

4. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно строительных рабочих чертежей.

5. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. М.: ГУП ЦПП, 2011. 166 с.

6. СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. / - М.: ГУП ЦПП, 2011. 48 с.

7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. / Госстрой СССР. М.: ЦИТП, 1986. 36 с.

8. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. 76 с.

9. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

10. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.

11. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов.

12. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). М.: Стройиздат, 1986. 412 с.

13. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83 и СНиП 2.03.01-84). М.: Стройиздат, 1989. 89 с.

14. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения.

15. Руководство по выбору рациональных конструкций фундаментов. М.: Стройиздат, 1981. 125 с.

16. Руководство по проектированию свайных фундаментов. М.: Стройиздат, 1980. 154 с.

17. Пономарев А. Б. Учебно-методическое пособие к выполнению курсового проекта по дисциплине «Основания и фундаменты». Перм. гос. тех. ун-т Пермь, 2002. 75 с.

Размещено на Allbest.ru

...