Проект двухэтажного коттеджа с кирпичными колоннами

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Материалы инженерно-строительных изысканий

Рис 5.1. Геологический разрез.

строительный фундамент нагрузка основание

Основным направлением экономического и социального развития города предполагается значительное увеличение объемов капитального строительства, так как возведение жилых зданий сопровождается сооружением общественных зданий, школ, предприятий общественного питания и бытового обслуживания. Уменьшение затрат на устройство оснований и фундаментов от общей стоимости зданий и сооружений, может дать значительную экономию материальных средств. Необходимая надежность оснований и фундаментов, уменьшения стоимости строительных работ в условиях современного градостроительства зависит от правильной оценки физико-механических свойств грунтов, слагающих основания, учета его совместной работы с фундаментами и другими надземными строительными конструкциями.

2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Оценивая инженерно-геологический разрез можно сказать, что верхние слои не могут являться естественным основанием, т.к. они не являются прочными. Возникает необходимость использования подсыпного грунта, который по своим прочностным характеристикам превосходит их.

На основе данных исследований, проведенных в районе поселка Красный Абакан:

1 слой: растительный слой. Мощность залегания слоя 0.24 м. Естественная плотность грунта =1.8 т/м³.

2 слой: песок пылеватый. Мощность залегания слоя 1.22 м.

3 слой: песчано-гравийная смесь. Естественная плотность грунта =2.0 т/м³.

Нормативная глубина промерзания грунтов d_fn=3 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта с учетом коэффициента теплового влияния k_n=0.5 (табл.1 /3/).

d_f=3*0.5=1.5 м.

Уровень подземных вод находится на глубине 2 м.

Общая оценка строительной площадки согласно геологическому профилю: площадка имеет спокойный рельеф с абсолютной отметкой 245.23. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Наличие на глубине 0.24 м пылеватых песков ухудшает условия устройства фундаментов. Если в основании будут сохранены пылеватые пески в естественном состоянии, могут возникнуть неравномерные осадки фундаментов с различными размерами и формами подошв и однотипных фундаментов с различными давлениями на грунт. Подземные воды залегают на абсолютной отметке 243.23 и не будут влиять на устройство оснований, возведение неглубоких фундаментов и эксплуатацию здания.

3. Обоснование возможных вариантов фундамента и их анализ, выбор наиболее рационального решения

На основе оценки инженерно-геологических условий, анализа нагрузок на основание и работы надземных конструкций разрабатываем эскизы возможных вариантов оснований и конструкций фундаментов. Основой для разработки вариантов фундаментов является изучение аналогов, доступных к применению в данных грунтовых условиях, проектная документация построенных объектов. Для конкретных инженерно-геологических условий целесообразно посадить объект на возможные различные варианты оснований (естественное и искусственное) и фундаментов. При более детальном изучении выбирают наиболее приемлемый из них, учитывая: геологические условия, способ производства работ и возможности строительных организаций, конструкции и материалы, которые может приобрести заказчик.

В данном дипломном проекте мы можем принять следующие варианты:

· столбчатый монолитный фундамент;

· свайный фундамент - из железобетонных свай с обвязкой их монолитным железобетонным ростверком;

· ленточный монолитный фундамент;

· буронабивной фундамент и другие.

Ленточный фундамент - наименее трудоемкий, при этом, наиболее простой и экономичный вид фундамента. Однако данный тип фундамента не приемлем для слабых грунтов.

Свайный фундамент - применяется при возведении зданий на слабых грунтах. Довольно трудоемкий и дорогой тип фундаментов.

Согласно инженерно-геологическим изысканиям основанием под фундаменты служат плотные грунты. Следовательно, выполнение свайного фундамента технически не возможно. Из двух оставшихся видов фундаментов вариант монолитной плиты является более трудоемким и требует необоснованного превышения затрат на строительство. Таким образом, окончательно к расчету принимаем варианты ленточного и столбчатого фундаментов, как самые экономичные и наименее трудоемкие.

Основной принцип конструирования ленточных фундаментов зданий заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания.

При столбчатых фундаментах рама формируется из фундаментных балок, которые жестко соединяются между собой на опорах для обеспечения совместной работы.

4. Расчет фундаментов

4.1 Расчет ленточного фундамента

Определение нагрузок, действующих на основание

Определим нагрузку на фундаменты двухэтажного коттеджа с кирпичными колоннами, несущими всю нагрузку от собственного веса, веса полезной нагрузки, и передающими эту нагрузку на фундаменты и основания.

Стены выполнены из кирпичной кладки, удельным весом , толщина наружных стен - 580 мм. В конструкции наружной стены применен эффективный утеплитель - минераловатная полужесткая плита из базальта с г = 100 кг/мі. Перегородки выполнены из кирпича, толщиной 120мм. Междуэтажные перекрытия - из железобетонных плит, вес 1 м² перекрытия - 1.44 кН/м². Полы в здании устраиваются бетонные по грунту и покрыты линолеумом. Конструкция крыши - стропильная. Кровля скатная, из асбестоцементных листов.

Грузовую площадь принимаем на погонный метр стены. Ширина грузовой площади по наиболее нагруженной оси 3 - 4 м.

Нормативные и расчетные нагрузки на фундаменты под внутреннюю стену сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1. Нормативная и расчетная нагрузки на фундамент под наружной стеной.

Вид нагрузки	Нормативные нагрузки	Коэффициент надежности по нагрузке, f , /7/	Расчетные нагрузки, кН
	на единицу площади, кН/м2	от грузовой площади, кН
Постоянные нагрузки
Стропильная кровля
асбестоцемент	0.119	0.476	1.2	0.571
обрешетка	0.034	0.136	1.1	0.150
стропильные ноги	0.889	3.556	1.1	3.912
прогоны	0.113	0.452	1.1	0.497
мауэрлаты	0.113	0.452	1.1	0.497
стойки	0.156	0.624	1.1	0.686
Чердачное перекрытие
Минераловатная полужесткая плита из базальта (=140 мм, =100 кг/м3)	0.140	0.560	1.1	0.616
Пароизоляция (2 слоя рубероида на битумной мастике, =4 мм, о=600 кг/м3)	0.024	0.096	1.3	0.125
монолитная железобетонная плита (=60 мм, =2500 кг/м3)	1.500	6.000	1.1	6.600
1 м2 стены
кирпичная кладка толщиной 580 мм	10.440	10.440	1.1	11.484
утеплитель - минераловатная полужесткая плита из базальта толщиной 130 мм	0.130	0.130	1.1	0.143
от штукатурки (=20 мм, =1800 кг/м3)	0.360	0.360	1.1	0.396
Итого	-	23.282	-	26.192
Временные нагрузки
На 1 м2 проекции кровли от снега (для 3го снегового района (прил.5/7/) s0=1кН/м2, табл.4 /7/, m=1,25•0,857=1,07 (прил.5 /7/))	1.070	4.280	1.6	6.848
в т. ч. длительнодействующая (с понижающим коэффициентом 0,3)	0.321	1.284	1.6	2.054
Кратковременная на 1 м2 чердачного перекрытия (табл.3 /7/)	0.7	2.800	1.3	3.640
Итого	-	8.364	-	12.542
Полная нагрузка		31.646		38.734

Нормативные нагрузки на 1 м стены:

постоянная:

N = 23.282 кН;

временная длительно действующая:

N = 1.284 кН;

временная кратковременная:

N = 4.28+2.8 = 7.08 кН;

Суммарная с учетом коэффициентов надежности по назначению здания _n = 0,95 (II класс ответственности здания) и коэффициент сочетаний для длительнодействующих нагрузок ₁ = 0,95, кратковременных ₂ = 0,9 составит:

N = 0.95*(23.282+0.95*1.284+0.9*7.08) = 29.33 кН.

Расчетные нагрузки на 1м стены:

постоянная:

N = 26.192 кН;

временная длительно действующая:

N = 2.054 кН;

временная кратковременная:

N = 6.848+3.64= 10.488 кН;

Суммарная с учетом коэффициентов надежности по назначению здания _n = 0,95 (II класс ответственности здания) и коэффициент сочетаний для длительнодействующих нагрузок ₁ = 0,95, кратковременных ₂ = 0,9 составит:

N = 0.95*(26.192+0.95*2.054+0.9*10.488) = 35.703 кН.

Нагрузки по указаниям норм проектирования каменных конструкций считаем приложенными в центре тяжести подошвы фундамента.

Определение ширины подошвы фундамента

Определим основные размеры ленточного монолитного фундамента наружной стены двухэтажного коттеджа, возводимого в Абакане (район Красный Абакан). Здание без подвала. Пол бетонный с цементной стяжкой,

h_cf =0.1 м, _cf =22 кН/м³. Планировочная отметка совпадает с природным рельефом.

Выбираем глубину заложения фундамента. Согласно СНиП 2.02.01-83* глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться по табл. 2 /3/.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта (ф. 3 /3/):

где

d_fn =3 м - нормативная глубина промерзания;

k_h =0.5 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по табл.1 /3/;

d_f =0.5*3=1.5 м.

Глубину заложения фундамента принимаем равной d=1.5 м.

Рабочим слоем будет песчано-гравийная смесь средней крупности, средней плотности.

Определим ширину подошвы фундамента.

Вертикальные нагрузки на 1м стены составляют N = 0,036 МН. В соответствии с нормами проектирования каменных конструкций в здании данного типа все нагрузки считаются приложенными в центре подошвы фундамента.

В рассматриваемом случае основным методом расчета будет являться расчет по деформациям, то есть по второй группе предельных состояний.

Условное расчетное сопротивление песчано-гравийной смеси: R_о = 0,4 МПа (прил. IV. табл. IV. 1 /6/).

Найдем ориентировочную ширину подошвы ленточного фундамента (ф. 2.6. /6/):

м.

Для ленточного фундамента расчет ведется на 1 м длины, следовательно:

b==0.097 м.

Находим расчетное сопротивление грунта основания под фундаментом (ф. 2.3. /6/):

 где

R - расчетное сопротивление грунта основания;

_с1 и _с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3 /3/;

_с1=1.4;

==1.858, следовательно _с2=1.4;

k - коэффициент, принимаемый равным: k₁=1,1, если прочностные характеристики грунта ( и с) приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 /3/;

М, М_q, M_c - безразмерные коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения:

по таблице 1 приложения 1 /3/ для песков гравелистых и крупных при e=0.6: с =0.0015 мПа, =36^о, E=35 мПа.

затем по таблице 4 /3/ мПа для =36^о находим:

М =1.81, М_q=8.24, M_c=9.97.

k_z - коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м - k_z=1;

b=0.58 м - ширина подошвы фундамента;

_II=20 кН/м³ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

^/_II =18 кН/м³ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (растительный слой);

с_II=0.0015 мПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁=1.5 м - глубина заложения фундаментов от уровня планировки;

d_b = 0 - глубина подвала;

R=_*[1.81*1*0.58*20+8.24*1.5*18+9.97*1.5]=460.48 кПа;

Вес 1 м стены фундамента, имеющего размеры: ширину 0.58 м, высоту 1.5 м, массой 2090 кг:

.

Среднее фактическое давление под фундаментом от действия вертикальных нагрузок, включая вес фундамента:

.

Р_ср= 0.087 МПа < R = 0.46 МПа, но недонагружение составляет 81% поэтому в целях максимального использования следовало бы уменьшить ширину фундамента, но это невозможно из конструктивных соображений.

Расчет конструкции фундамента под наружную стену по первой и второй группе предельных состояний

В качестве материала фундамента берем бетон класса В15.

Расчетная нагрузка от веса фундамента:

г_f = 1.1 - коэффициент надежности по нагрузке;

G_ф^р =1.1*(0.58*1.5*1*24) = 0.021 МН.

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок (ф. 2.24. /6/):

= МПа.

Поперечную силу в сечении фундамента у грани стены (ф. 2.25. /6/):

Q_I = МН.

Проверим выполнение условия 2.26. /6/:

Q_I ?ц_b3 *R_bt *b *h_o;

По табл. VI /1/ прил. V для бетона класса В15 R_bt=0.75 МПа

0.001 МПа < 0.6 *0.75 *1*1.5=0.675 МПа.

Следовательно, установка поперечной арматуры не требуется и расчет на действие поперечной силы не производим.

Проверяем выполнения условия обеспечивающего прочность по наклонному сечению из условия восприятия поперечной силы Q бетоном (ф. 2.27. /6/):

Q= р_ср^р * [0.5(l-l_ст)-c] *b ? , где

c = 0.5 * (l-l_ст-2 *h_o)=0.5 * (0.6-0.58-2 *1.5)= -1.49

Так как проекции наклонного сечения <0, следовательно, наклонные трещины не образуются.

Определим расчетную продавливающую силу (ф. 2.30. /6/):

F= р_ср^р *А, где

А=0.5 *b * (l-l_ст-2 *h_o) = 0.5 *1 * (0.6-0.58-2 *1.5) = -1.49 ,

то есть F<0 - это означает, что размер основания пирамиды продавливания больше размеров подошвы фундамента, в результате чего продавливание в данном случае не происходит, то есть прочность фундамента на продавливание обеспечена.

4.2 Расчет столбчатого фундамента

Определение нагрузок, действующих на основание

Определим нагрузку на фундаменты двухэтажного коттеджа с кирпичными колоннами, несущими всю нагрузку от собственного веса, веса полезной нагрузки, и передающими эту нагрузку на фундаменты и основания.

Стены выполнены из кирпичной кладки, удельным весом , толщина наружных стен - 580 мм. В конструкции наружной стены применен эффективный утеплитель - минераловатная полужесткая плита из базальта с г = 100 кг/мі. Перегородки выполнены из кирпича, толщиной 120мм. Междуэтажные перекрытия - из железобетонных плит, вес 1 м² перекрытия - 1.44 кН/м². Полы в здании устраиваются бетонные по грунту и покрыты линолеумом. Конструкция крыши - стропильная. Кровля скатная, из асбестоцементных листов.

Грузовая площадь: А=4Ч3.25=13 м² (рис. 5.1).

Нормативные и расчетные нагрузки на фундаменты под внутреннюю стену сводим в таблицу 5.2.



Рис 5.1. Грузовая площадь колонны.

Таблица 5.2. Нормативная и расчетная нагрузки на фундамент под наружной стеной.

Вид нагрузки	Нормативные нагрузки	Коэффициент надежности по нагрузке, f , /7/	Расчетные нагрузки, кН
	на единицу площади, кН/м2	от грузовой площади, кН
Постоянные нагрузки
Стропильная кровля
асбестоцемент	0.119	1.547	1.2	1.856
обрешетка	0.034	0.442	1.1	0.486
стропильные ноги	0.889	11.557	1.1	12.713
прогоны	0.113	1.469	1.1	1.616
мауэрлаты	0.113	1.469	1.1	1.616
стойки	0.156	2.028	1.1	2.231
Чердачное перекрытие
Минераловатная полужесткая плита из базальта (=140 мм, =100 кг/м3)	0.140	1.820	1.1	2.002
Пароизоляция (2 слоя рубероида на битумной мастике, =4 мм, о=600 кг/м3)	0.024	0.312	1.3	0.406
монолитная железобетонная плита (=60 мм, =2500 кг/м3)	1.500	19.500	1.1	21.450
1 м2 стены
кирпичная кладка толщиной 580 мм	10.440	10.440	1.1	11.484
утеплитель - минераловатная полужесткая плита из базальта толщиной 130 мм	0.130	0.130	1.1	0.143
от штукатурки (=20 мм, =1800 кг/м3)	0.360	0.360	1.1	0.396
Итого	-	51.074	-	57.458
Временные нагрузки
На 1 м2 проекции кровли от снега (для 3го снегового района (прил.5/7/) s0=1кН/м2, табл.4 /7/, m=1,25•0,857=1,07 (прил.5 /7/))	1.070	13.910	1.6	22.256
в т. ч. длительнодействующая (с понижающим коэффициентом 0,3)	0.321	4.173	1.6	6.677
Кратковременная на 1 м2 чердачного перекрытия (табл.3 /7/)	0.7	9.100	1.3	11.830
Итого	-	27.183	-	40.775
Полная нагрузка		78.257		98.233

Нормативные нагрузки на 1 м стены:

постоянная:

N = 51.074 кН;

временная длительно действующая:

N = 4.173 кН;

временная кратковременная:

N = 13.91+9.1= 23.01 кН;

Суммарная с учетом коэффициентов надежности по назначению здания _n = 0,95 (II класс ответственности здания) и коэффициент сочетаний для длительнодействующих нагрузок ₁ = 0,95, кратковременных ₂ = 0,9 составит:

N = 0.95*(51.074+0.95*4.173+0.9*23.01) = 71.96 кН.

Расчетные нагрузки на 1м стены:

постоянная:

N = 57.458 кН;

временная длительно действующая:

N = 6.677 кН;

временная кратковременная:

N = 22.256+11.83=34.086 кН;

Суммарная с учетом коэффициентов надежности по назначению здания _n = 0,95 (II класс ответственности здания) и коэффициент сочетаний для длительнодействующих нагрузок ₁ = 0,95, кратковременных ₂ = 0,9 составит:

N = 0.95*(57.458+0.95*6.677+0.9*34.086) = 89.755 кН.

Нагрузки по указаниям норм проектирования каменных конструкций считаем приложенными в центре тяжести подошвы фундамента.

Определение размеров подошвы фундамента

Определим основные размеры столбчатого фундамента двухэтажного коттеджа, возводимого в Абакане (район Красный Абакан). Здание без подвала. Пол бетонный с цементной стяжкой, h_cf =0.1 м, _cf =22 кН/м³. Планировочная отметка совпадает с природным рельефом.

Рис. 5.2. К расчету столбчатого фундамента.

Выбираем глубину заложения фундамента. Согласно СНиП 2.02.01-83* глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться по табл. 2 /3/.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта (ф. 3 /3/):

где

d_fn =3 м - нормативная глубина промерзания;

k_h =0.5 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по табл.1 /3/;

d_f =0.5*3=1.5 м.

Глубину заложения фундамента принимаем равной d=1.5 м.

Рабочим слоем будет песчано-гравийная смесь средней крупности, средней плотности.

Определим ширину подошвы фундамента.

Вертикальные нагрузки составляют N = 0.09 МН. В соответствии с нормами проектирования каменных конструкций в здании данного типа все нагрузки считаются приложенными в центре подошвы фундамента.

В рассматриваемом случае основным методом расчета будет являться расчет по деформациям, то есть по второй группе предельных состояний.

Условное расчетное сопротивление песчано-гравийной смеси: R_о = 0,4 МПа (прил. IV. табл. IV. 1 /6/).

Найдем ориентировочную ширину подошвы ленточного фундамента (ф. 2.6. /6/):

м.

Для столбчатого фундамента расчет ведется на 1 м длины, следовательно:

b===0.493 м.

Находим расчетное сопротивление грунта основания под фундаментом (ф. 2.3. /6/):

где

R - расчетное сопротивление грунта основания;

_с1 и _с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3 /3/; _с1=1.4;

==1.858, следовательно _с2=1.4;

k - коэффициент, принимаемый равным: k₁=1,1, если прочностные характеристики грунта ( и с) приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 /3/;

М, М_q, M_c - безразмерные коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения:

по таблице 1 приложения 1 /3/ для песков гравелистых и крупных при e=0.6: с =0.0015 мПа, =36^о, E=35 мПа.

затем по таблице 4 /3/ мПа для =36^о находим:

М =1.81, М_q=8.24, M_c=9.97.

k_z - коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м - k_z=1;

b=0.6 м - сторона подошвы фундамента;

_II=20 кН/м³ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

^/_II =18 кН/м³ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (растительный слой);

с_II=0.0015 мПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁=1.5 м - глубина заложения фундаментов от уровня планировки;

d_b = 0 - глубина подвала;

R=_*[1.81*1*0.6*20+8.24*1.5*18+9.97*1.5]=461.77 кПа;

Вес фундамента: 2400*(0.6*0.6*1.1+1.2*1.2*0.4)=2340 кг.

Рис. 5.3. К расчету конструкции фундамента.

G_c=10*2340=0.0234 МН.

Среднее фактическое давление под фундаментом от действия вертикальных нагрузок, включая вес фундамента:

.

Р_ср= 0.066 МПа < R = 0.46 МПа, но недонагружение составляет 86% поэтому в целях максимального использования следовало бы уменьшить ширину фундамента, но это невозможно из конструктивных соображений.

Расчет конструкции фундамента под наружную стену по первой и второй группе предельных состояний.

В качестве материала фундамента берем бетон класса В15.

Под подошвой фундамента предусмотрена бетонная подготовка, поэтому принимаем высоту защитного слоя бетона равной а = 0,04 м.

Определим расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на его обрезах (рис. 5.2):

Расчетная нагрузка от веса фундамента:

г_f = 1.1 - коэффициент надежности по нагрузке;

G_ф^р =1.1*0.0234= 0.0257 МН;

Расчетная нагрузка от веса грунта:

г_f = 1.2;

G_гр^р =1.2*2*0.0185*0.3*1.1=0.013 МН;

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок (ф. 2.24. /6/):

= МПа.

Поперечную силу в сечении фундамента у грани стены (ф. 2.25. /6/):

Q_I = МН.

Проверим выполнение условия 2.26. /6/:

Q_I ?ц_b3 *R_bt *b *h_o;

По табл. VI /1/ прил. V для бетона класса В15 R_bt=0.75 МПа

0.035 МПа < 0.6 *0.75 *1.2*0.36=0.194 МПа.

Cледовательно установка поперечной арматуры не требуется и расчет на действие поперечной силы не производим.

Проверяем выполнения условия обеспечивающего прочность по наклонному сечению из условия восприятия поперечной силы Q бетоном (ф. 2.27. /6/):

Q= р_ср^р * [0.5(l-l_ст)-c] *b ? , где

c = 0.5 * (l-l_ст-2 *h_o)=0.5*(1.2-0.58-2 *0.36)= -0.05

Так как проекции наклонного сечения <0, следовательно наклонные трещины не образуются.

Определим расчетную продавливающую силу (ф. 2.30. /6/):

F= р_ср^р *А, где

А=0.5 *b * (l-l_ст-2 *h_o) = 0.5*1.2*(1.2-0.58-2 *0.36) = -0.06,

то есть F<0 - это означает, что размер основания пирамиды продавливания больше размеров подошвы фундамента, в результате чего продавливание в данном случае не происходит, то есть прочность фундамента на продавливание обеспечена.

Рассчитаем прочность нормального сечения фундамента, определив предварительно изгибающий момент, возникающий в сечении плиты у грани стены (ф. 2.31. /6/):

М = 0.125*P_ср^р* (l-l_ст)²*b=0.125*0.095* (1.2-0.58)²*1.2=0,00548

В качестве рабочих стержней примем арматуру класса АIII с расчетным сопротивлением: R_s =355 МПа;

Определим требуемую площадь сечения арматуры плиты (ф. 2.32. /6/):

А_s = см².

По таблице VI /17/ принимаем 8?6 из стали класса АIII с А_s =2.26 см².

Шаг стержней: s=20 см.

Давление под подошвой фундамента от действия нормативных нагрузок (ф. 2.24. /6/):

= МПа.

Определим изгибающий момент у грани стены от нормативных нагрузок:

М =0.125*0.081(1.2-0.58)² *1.2=0,00467

По табл. 29^* /18/ и 18 /18/ найдем значения модулей упругости арматуры и бетона: Е_s =200000 МПа, E_b =20500 МПа и определим соотношение з=200000/20500=9,76

Коэффициент армирования сечения:

Упругопластический момент сопротивления (ф. 2.37 /6/):

W_pl=[0.292+0.75* (г₁+2*м₁*з)] *b*h² , где

г₁=0 - так как сечение прямоугольное;

м₁ - коэффициент армирования;

з - соотношение между модулями упругости арматуры и бетона;

W_pl=[0.292+0.75* (2*0.052*9.76)] *1.2*0.36²=0.164 м².

По табл. 12 /18/ находим расчетное сопротивление бетона растяжению для второй группы предельных состояний: R_btn=1,15 МПа.

Момент трещинообразования (ф. 2.38 /6/):

M_crc=R_btser* W_pl=1.15*0.164=0.189 кН*м.

Проверяем выполнение условия 2.39 /6/: М? M_crc , 0.00467<0.189, следовательно трещины в теле фундамента не возникают.

5. Технико-экономическое сравнение вариантов

При проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений приходится учитывать много факторов, влияющих на выбор проектного решения и разрабатывать несколько вариантов. Основным критерием выбора оптимального варианта фундамента является его стоимость, которая может быть определена по укрупненным показателям. Значительное влияние на выбор варианта могут оказать трудоемкость возведения фундамента и его материалоемкость. Укрупненные показатели затрат на работы, связанные с устройством оснований и фундаментов, принимаются по единым расценкам.

Ведомость подсчета объемов работ по устройству ленточного фундамента

Таблица 5.3.

Наименование работ	Единица измерения	Эскиз и формула подсчета	Количество
Срезка растительного слоя	1000 м3	Vр.с.=0.24*15.64*13.64=51.166 м3	0.051
Разработка грунта	1000 м3		0.2
Устройство монолитного фундамента	1000 м3	Vф.=0.6*1.5*54=48.6 м3	0.049
Обратная засыпка	1000 м3	Vо.з.= Vр.с.+ Vгр.- Vф.= =51.166+200.345-48.6=202.911 м3	0.203

Ведомость подсчета объемов работ по устройству столбчатого фундамента

Таблица 5.4.

Наименование работ	Единица измерения	Эскиз и формула подсчета	Количество
Срезка растительного слоя	1000 м3	Vр.с.=0.24*16.24*14.24=55.502 м3	0.056
Разработка грунта	1000 м3		0.22
Устройство монолитного фундамента	1000 м3	Vф.=15* *(0.6*0.6*1.1+0.4*1.2*1.2)=14.58 м3	0.015
Обратная засыпка	1000 м3	Vо.з.= Vр.с.+ Vгр.- Vф.= =55.502+219.789-14.58=260.711 м3	0.261

Расчет экономических показателей по двум вариантам

Таблица 5.4.

Наименования работ и затрат	Ед. Изм.	Кол-во	Прямые затраты, руб.	Трудозатраты, чел.- ч.
			На ед.	Всего	На ед.	Всего
I вариант: Ленточный фундамент
Срезка растительного слоя бульдозером с перемещением до 10 м, мощностью 59 кВт	м3	51.17	40.8	2087.57	-	-
Разработка грунта экскаватором с ковшом вместимостью, 0.5 м3	м3	200.35	132	26446.2	13.2	2644.62
Устройство монолитного фундамента	м3	48.6	38.4	1866.24	4.5	218.7
Обратная засыпка траншей с перемещением грунта до 10 м бульдозером до 59 кВт (80л.с.)	м3	202.91	18.9	3835	-	-
Итого:	34235.01		2863.32
II вариант: Столбчатый фундамент
Срезка растительного слоя бульдозером с перемещением до 10 м, мощностью 59 кВт, (таблица 01-01-030-1 /22/)	м3	55.502	40.8	2264.48	-	-
Разработка грунта экскаватором с ковшом вместимостью 0.5 м3	м3	219.789	132	29012.15	13.2	2901.22
Устройство монолитного фундамента	м3	14.58	38.4	559.87	4.5	65.61
Обратная засыпка траншей с перемещением грунта до 10 м бульдозером до 59 кВт (80 л.с.)	м3	260.711	18.9	4927.44	-	-
Итого:	36764.26		2966.32

Вывод: Сравнение вариантов конструкций фундаментов по избранным критериям показывает, что применение I варианта (ленточный фундамент) обеспечит экономию по прямым затратам в ценах 1984 года и экономию по трудозатратам. То есть этот выбор предпочтительней и рекомендуется к реализации.

Ленточный фундамент:

? стоимости = 34235.01 руб.

? трудоемкости = 2863.32 чел.- ч.

Столбчатый фундамент:

? стоимости = 36764.26 руб.

? трудоемкости = 2966.32 чел.- ч.

Следовательно для данного здания ленточный фундамент наиболее выгодный, т. к. затраты на него наименьшие.

6. Указания к производству работ, связанных со спецификой инженерно-геологических условий

1. На отведенной под строительство площадке в первую очередь необходимо выполнить комплекс работ по инженерной подготовке в следующем составе:

· снятие растительного или пахотного слоя в местах установки фундаментов, в увязке с общей планировкой застраиваемого участка;

· выполнение предусмотренных проектом работ по отводу поверхностных вод.

2. Во избежание водонакопления и осыпи стенок котлованов отрывку их следует производить после завоза строительных материалов, необходимых для устройства фундаментов.

3. После окончания работ по устройству фундаментов следует незамедлительно закончить вокруг здания планировку с обеспечением стока атмосферных вод от здания и устройством отмосток.

4. Т.к. фундаменты проектируются для района строительства с сейсмичностью 7 баллов, предусматривается ряд антисейсмических мероприятий согласно СНиП II-7-81* “Строительство в сейсмических районах” /9/, а также Рекомендаций про проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах.

Размещено на Allbest.ru

...