Нагрузки, действующие на фундаменты

б₁ = h₀/с₁ = 465/500 = 0,93

б₂ = h₀/с₂ = 465/50 = 9,3

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при классе бетона по прочности на сжатие

В15, R_bt = 0,75 МПа = 750 кПа;

N = 2Ч750Ч0,465Ч[0,93Ч(1,5 + 0,05) + 9,3Ч(0,6 + 0,5)] = 8140,9 кН;

2432,805 кН < 8140,9 кН

продавливания нет.

6.7.2 Расчет прочности ростверка на продавливание его угловой сваей.

Расчет на продавливание угловой сваей плитной части ростверка производится исходя из условия:

N_max ? N_p

N_p = R_bt h₂ [в₁ (b₀₂ + с₀₂/2) + в₂ (b₀₁ + с₀₁/2)]

где N_max - расчетная нагрузка на наиболее нагруженную угловую сваю, подсчитанная от нагрузок, действующих в плоскости низа ростверка;

h₂ - высота ступени ростверка от верха сваи; h₂=0,3;

b₀₁, b₀₂ - расстояния от внутренней грани угловой сваи до ближайших наружных граней ростверка; b₀₁= 0,4; b₀₁= 0,4;

с₀₁, с₀₂ - расстояния от внутренней грани свай до ближайших граней ступени ростверка или подколонника; с₀₁= 0,2; с₀₂= 0,2;

в, в₂ - безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от отношения h₂/c по таблице на стр. 184 [3]; в₁= 0,8; в₂= 0,8.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при классе бетона по прочности на сжатие В15, R_bt = 0,75 МПа = 750 кПа;

N_p = 750?0,3?[0,8?(0,4 + 0,2/2) + 0,8?(0,4 + 0,2/2)] = 180 кН.

,

где N_d - расчетная сжимающая сила, кН (тc);

G_р,гр = 2,4Ч2,4Ч1,9Ч22 = 240,768 кН.

N_d = 3844,5 + 240,768 = 4085,268 кН

M_x, M_y - расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n - число свай в фундаменте;

x_i, y_i - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

х, у - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

N_max = 4085,268/9 + (232,6Ч0,95)/(0,95+0,95+0,95)² = 481,12 кН,

481,12 кН > 180 кН, условие не выполняется, тогда выполняем следующее:

- увеличиваем ступень ростверка по высоте через 15 см, или

- армируем сечение наклонными стержнями;

6.7.3 Проверка прочности бетона ростверка на местное смятие под торцом колонны

Расчет ростверков на местное сжатие (смятие) под торцом сборной колонны выполняется в соответствии с [4] по условию:

N ? 2R_btA_c,

где N - расчетная нагрузка, действующая в сечении колонны на уровне верха ростверка; N = 3844,5 кН;

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при классе бетона по прочности на сжатие В15, R_bt = 0,75 МПа = 750 кПа;

A_c - площадь сечения колонны (для двухветвевой колонны, у которой отсутствует распорка понизу, площадь ветвей колонны); A_c = 0,3Ч0,5Ч2 = 0,3 м²;

3844,5 кН > 2Ч750Ч0,3 = 450 кН, условие не выполняется,

тогда увеличиваем класс бетона, применяем местное армирование.

6.7.4 Расчет прочности ростверка на действие изгибающих моментов в опасных сечениях

h₀₁ = 1,75 - 0,035 = 1,715 м.

Подбираем арматуру подошвы в виде сетки.

;

Арматура AIII с R_s = 370 МПа

Сечение 1-1

М_1-1 = N₁Чe₁ + N₄Чe₁ + N₇Чe₁

N₁ = N₄ = N₇ = (3844,5+240,768)/9+(232,6Ч0,95)/(0,95+0,95+0,95)² = 481,12 кН

М_1-1 = 3Ч481,12Ч0,25 = 360,8625 кН?м

A_1-1 = 360,8625/(0,9Ч1,715Ч370000) = 0,0006319 м² = 6,319 см²

n = l_р / 0,2 = 2,4 / 0,2 = 12 (стержней)

A_1ст = 6,319 / 12 = 0,5266 см²

d = 0,819 см = 9 мм

Сечение 2-2

М_2-2 = N₁Чe₂ + N₂Чe₂ + N₃Чe₂

N₁ = (3844,5+240,768)/9+(232,6Ч0,95)/(0,95+0,95+0,95)² = 481,12 кН

N₂ = (3844,5+240,768)/9 = 453,92 кН

N₃ = (3844,5+240,768)/9 - (232,6Ч0,95)/(0,95+0,95+0,95)² = 426,72 кН

М_2-2 = 481,12Ч0,35 + 453,92Ч0,35 + 426,72Ч0,35 = 476,616 кН?м

A_1-1 = 476,616/(0,9Ч0,565Ч370000) = 0,00253324 м² = 25,33 см²

n = l_р / 0,2 = 2,4 / 0,2 = 12 (стержней)

A_1ст = 25,33 / 12 = 2,111 см²

d = 1,6399 см = 17 мм

Сечение 3-3

М_3-3 = N₁Чe₃ + N₂Чe₃ + N₃Чe₃

N₁ = (3844,5+240,768)/9+(232,6Ч0,95)/(0,95+0,95+0,95)² = 481,12 кН

N₂ = (3844,5+240,768)/9 = 453,92 кН

N₃ = (3844,5+240,768)/9 - (232,6Ч0,95)/(0,95+0,95+0,95)² = 426,72 кН

М_3-3 = 481,12Ч0,7 + 453,92Ч0,7 + 426,72Ч0,7 = 953,232 кН?м

A_1-1 = 953,232/(0,9Ч1,715Ч370000) = 0,0016492 м² = 16,492 см²

n = l_р / 0,2 = 2,4 / 0,2 = 12 (стержней)

A_1ст = 16,492 / 12 = 1,3743 см²

d = 1,323 см = 14 мм

6.7.5 Расчет на действие перерезывающих сил в опасных сечениях

Сечение 1-1

Q_1-1 = N₁ + N₄ + N₇ = 481,12 Ч 3 = 1443,36 кН

Q_р1-1 = mЧbЧh₀₁ЧR_bt

b = (b_o+b_p)/2 = (2,4+1,2)/2 = 1,8 м

h₀₁/c₀₁ = 1,715/0,2 = 8,575, тогда m = 2,5

Q_р1-1 = mЧbЧh₀₁ЧR_bt = 2,5Ч1,8Ч1,715Ч750 = 5788,125 кН

Q_1-1 < Q_р1-1

Сечение 2-2

Q_2-2 = N₁ + N₂ + N₃ = 481,12 + 453,92 + 426,72 = 1361,76 кН

Q_р2-2 = mЧbЧh₀₂ЧR_bt

b = (b_o+b_p)/2 = (2,4+2,1)/2 = 2,25 м

h₀₂/c₀₂ = 0,565/0,2 = 2,825, тогда m = 2,5

Q_р2-2 = mЧbЧh₀₂ЧR_bt = 2,5Ч2,25Ч0,565Ч750 = 2383,59 кН

Q_2-2 < Q_р2-2

Сечение 3-3

Q_3-3 = N₁ + N₂ + N₃ = 481,12 + 453,92 + 426,72 = 1361,76 кН

Q_р3-3 = mЧbЧh₀₃ЧR_bt

b = (b_o+b_p)/2 = (2,4+2,1)/2 = 2,25 м

h₀₃/c₀₂ = 1,715/0,2 = 8,575, тогда m = 2,5

Q_р3-3 = mЧbЧh₀₃ЧR_bt = 2,5Ч2,25Ч1,715Ч750 = 7235,16 кН

Q_3-3 < Q_р3-3

6.7.6 Проверка прочности стенок стакана на изгиб при возможном наклоне колонны

Принимаем арматуру стенок стакана конструктивно.

Достаточность принятого армирования должна быть проверена расчетом.

6.8 Подбор сваебойного оборудования

Мощность молота должна быть достаточна для забивки на нужную глубину, при забивке сваи не должно быть разрушения головы сваи от удара.

Минимальная энергия, необходимая для забивки:

Э = 1,75ЧaЧF_V,

где

а - коэффициент принимаемый равным 25 Дж/кН;

F_V = F_d = 524,11 кН;

Э = 1,75Ч25Ч524,11 = 22929,8 Дж = 22,93 кДж.

По таблице 8.31 стр. 208 [3] - трубчатый дизельный молот С - 996 с расчетной энергией удара E_d = 27 кДж.

Проверка сваи на разбивание её молотом:

,

где

G_h - полный вес молота, G_h = 3,65 кН;

G_b - вес сваи с оголовком, G_b = 0,3Ч0,3Ч8,0Ч25 = 18 кН;

K_m - коэффициент, принимаемый по таблице 8.33 [3], К_m = 6,0;

Э_р^I - расчетная энергия удара, Э_р^I = 0,9Ч G_h^IЧh_m;

G_h^I - вес ударной части молота, G_h^I = 1800 кг = 18 кН;

h_m - высота подскока, h_m = 2,8 м;

Э_р^I = 0,9Ч18Ч2,8 = 45,36 кДж;

Условие выполняется, данный трубчатый дизель-молот с водяным охлаждением подходит для забивки свай.

Характеристики:

Масса ударной части - 1800 кг;

Высота подскока ударной части:

наибольшая - 2800 мм;

наименьшая - 2000 ± 200 мм;

Энергия удара (при высоте подскока 2500 мм) - 27 кДж;

Число ударов в 1 минуту - не менее 44;

Масса молота с кошкой - 3650 кг;

Габариты:

длина - 765 мм;

ширина - 600 мм;

высота - 4335 мм.

6.9 Определение расчетного отказа сваи

Q?H = F_d?e + Q?h + б?Q?H

q - вес сваи с наголовником, q = G_b?1,05 = 18?1,05 = 18,9 м;

k - коэффициент, для неоднородного грунта k = 0,7;

m - коэффициент условий работы, m = 1;

F - площадь сечения сваи; F = d² = 0,3² = 0,09 м²;

H - наибольшая высота подскока ударной части, H = 2,8 м;

n - коэффициент, зависящий от материала сваи и способа забивки, n = 150 т?с/м²;

Q - вес ударной части молота, Q = G_h^I = 1800 кг = 1,8 т;

;

0,28 см < 1,2 см;

7. Технико-экономическое сравнение вариантов

№ п/п	Вид работ, материалов, конструкций	Ед. Измерения	Количество	Стоимость единицы, руб	Стоимость общая, руб	Ссылка на приложение
1	2	3	4	5	6	7
Фундаменты мелкого заложения
1	Разработка грунта под фундаменты при глубине выемки более 1,5 м (к=1,1)	м3		4,30		п.А1
2	Устройство монолитных фундаментов отдельно стоящи, бетон класса В15, объемом до 10 м.куб.	м3		26,3		п.Г1
3	Устройство монолитных фундаментов отдельно стоящи, бетон класса В15, объемом более 10 м.куб.	м3		26,0		п.Г2
4	Фундаментные балки	м3		59,2		п.Е3
5	Обмазка битумом в 2 слоя	м2		0,51		п.И3
	Итого:	-
Свайные фундаменты
1	Разработка грунта под фундаменты при глубине выемки более 1,5 м	м3		4,3		п.А1
2	Устройство монолитных ростверков	м3		26,3		п.Г1
3	Ж/б сваи сплошного сечения	м3		52,5		п.Е1
4	Ж/б фундаментные балки	м3		59,2		п.Е3
5	Забивка ж/б свай длиной до 9 м	м3		32,3		п.Ж2
6	Обмазка битумом в 2 слоя	м3		0,51		п.И3
	Всего:

Вывод: по результатам сравнения можно сделать вывод, что вариант с использованием фундаментов мелкого заложения экономически более выгоден и, следовательно, целесообразно его применение в строительстве.

Литература

1. “Расчёт оснований и фундаментов промышленного здания” методическое указание для студентов специальности ПГС и ГСХ, Новосибирск: 1995.

2. СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

3. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения /Горбунов-Посадов; под общ ред А.С. Сорочана. М: Стройиздат, 1985.

4. СниП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений. М: 2003.

5. Швецов Г.И. Основания и фундаменты. Справочник. М.: Высш. шк., 1991.

6. Берлинов М.В. Расчет оснований и фундаментов: Учеб. Пособие для ср. спец. Учеб. Заведений. М: 2000.

7. Методические указания к контрольной работе №3 по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты» для студентов заочной формы обучения.

8. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01 - 83) / НИИОСП им. Герсеванова. М.: Стройиздат, 1986. 415 с.

Размещено на Allbest.ru

...