Проектування силосного корпусу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Підприємством «Рівнебудрозвідування» в листопаді 2003р. були виконані інженерно-геологічні роботи для будівництва силосного корпусу борошняної сировини комбікормового заводу в м. Рівне.

Склад і об'єм інженерно-геологічних робіт визначені виходячи з умов технічного завдання, ступеня вивчення даної території, категорії складності природних умов.



1.

Згідно даного дипломного проекту необхідно провести розрахунок об'ємного блоку, воронки та колони силосного корпусу борошняної сировини.

1.1 Вихідні дані для проектування

Розміри в плані-3х3м.

Висота силосного корпусу-37м.

Товщина стінки-100мм.

Клас бетону-В 35.

Клас робочої арматури-А-ІІІ

Густина сипучого-0,8т/м^3.

Кут внутрішнього тертя-ц=25⁰

Коефіцієнт тертя-µ=0,4

Для бетону:

=25,5 МПа; =1,95 МПа; =19,5МПа; =1,3 МПа; =34,5·10^-3 МПа;

1.2 Розрахунок стінки силоса

Під дією сипучого матеріалу стінки силосу працюють на позацентровий розтяг. Горизонтальний і вертикальний тиски на стіни силосу визначаємо за формулами Янсена - Кенена.

Розраховуємо на рівні кожного ярусу, як замкнуту раму, на яку діє внутрішній горизонтальний тиск. Розбиваємо По висоті на ділянки через1,2 м.

1) Визначаємо площу силоса і периметр:



А=а· b =3·3=9 м²

U=2(a+b)=2(3+3)=12 м.

2) Розбиваємо силос на ділянки і визначаємо горизонтальний нормативний тиск сипучого на стінки силоса на кожній ділянці:

P_hi=K_dyn=(1-)

де K_dyn-=2 - коефіцієнт динаміки;

µ - коефіцієнт тертя сил;

у - відстань від поверхні сипучого до перерізу;

г - питома вага сипучого;

ц - кут внутрішнього тертя сипучого;

К=tg²(45-ц/2)= tg²(45-25/2)=0,405

P_hi=2·(1-)·10=12,96 кН/м²

3) Визначаємо розрахункове значення горизонтального тиску:

P_hi=; P_hi==16,84 кН/м²

де =1,3 - коефіцієнт надійності за навантаженням;

=1,0 - коефіцієнт умов експлуатації;

4) Визначаємо горизантальне навантаження в рамі:

N_i= P_hi·a/2;

N_i=16,84· 3/2=25,27 кН;

де а - довжина сторони силосу.

5) Визначаємо відповідні згинаючі моменти в кутах та прольтах рами:

М_і= P_hi·a²/12;

М_і=16,84·3²/12=12,63 кН·м;

М_і= P_hi·a²/24;

М_і=16,84·3²/24=6,31 кН·м;

Результати розрахунку введемо в табличній формі (таб. 3.1).

6) Визначаємо площу горизонтальної арматури.

Призначаємо а=30 мм.

Робоча висота перерізу:

h₀=h-a=10-3=7 см.

Ексцентриситет дії сили:

l₀===0,499 см;

Віддаль від сили до ближчої арматури:

l=l₀++a=49,9++3=41,9 см;

Віддаль від сили до більш віддаленої арматури:

l^ґ=l₀+-a=49,9+-3=51,9 см;



Оскільки l₀ =49,9 см>0,5h-a=0,5·10-3=2 cм,лінія дії сили знаходиться за межами арматури А_s. У даному випадку частина перерізу розтянута, а решта стиснута.

Обчислюємо граничну відносну висоту стиснутої зони бетону за формулою:

ж_R===0,630

де щ= 0,85 - 0,008·R_b=0,85·19,5=0,848

а_R=ж_R(1-0,5·ж_R)=0,630·(1-0,5·0,630)=0,428

Визначаємо необхідну площу перерізу стиснутої арматури.

==<0

Стиснута арматура за розрахунком не потрібна, приймаємо її за

А_{s min}=µ_min·b·h₀=0,0005·1,2·7=4,2cм² і діаметром не менше 12мм,оскільки арматура стиснута.

Призначаємо =2Ш10 AIII (A_s=1,57 см²).

Обчислюємо фактичне значення коефіцієнтів б та ж.

Площу розтягнутої арматури визначаємо за формулою:

4,06см²

Приймаємо розтягнуту арматуру з 6Ш5 ВрІ ( =1,18см²)

Арматуру на опорі та в решті перерізів по висоті визначаємо аналогічно. Результати зводимо в таб.3.1.

Вертикальну арматуру приймаємо Ш10мм з кроком 200мм.

Таб.3.1 Результати розрахунку стінки силосу

у м	Рґhi кН/м	Рhi кН/м	Ni кН	Mi кН·м	Miґ кН·м	As,пр. см2	Арматура см2	As,оп см2	Арматура см2
1,2	12,96	16,84	25,27	12,63	6,31	4,06	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	0,79	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
2,4	14,36,	17,34	28,33	13,1	8,25	4,065	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	0,8	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
3,6	15,01	19,81	31,9	14,6	8,6	4,07	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	0,84	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
4,2	16,44	20,05	34,16	16,3	8,96	4,073	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	0,86	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
6,0	17,77	22,84	36,81	18,94	9,24	4,079	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	0,91	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
7,2	18,14	24,01	38,18	19,93	9,83	4,084	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	0,98	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
8,4	19,68	26,52	39,9	20,84	10,11	4,096	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,01	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
9,6	20,1	28,01	43,03	22,11	11,34	4,101	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,111	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
10,8	22,33	28,03	44,4	25,01	12,64	4,18	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,118	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
12,0	23,79	30,88	49,16	26,41	12,93	4,193	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,126	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
13,2	25,23	32,5	54,1	28,54	13,12	4,2	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,134	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
14,4	26,11	35,11	56,18	29,18	14,06	4,2	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,139	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
15,6	26,93	37,02	62,2	30,22	15,33	4,24	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,146	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
16,8	27,13	37,81	67,8	32,12	16,03	2,46	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,149	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
18,0	28,15	39,93	71,6	34,9	17,26	4,29	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,153	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
19,2	29,93	40,48	73,3	36,18	18,01	4,3	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,157	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
20,4	31,42	42,84	74,1	38,71	18,34	4,35	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,16	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
21,6	32,11	44,12	75,49	40,01	19,1	4,352	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,163	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
22,8	35,33	45,94	77,13	42,09	19,8	4,356	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,168	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
24,0	37,01	47,36	80,19	43,96	20,9	4,36	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,17	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)
25,2	37,16	49,9	83,4	44,3	21,3	4,36	6Ш10АІІІ (Аs=4,71)	1,17	6Ш5 Вр-І (Аs=1,18)

На опорах встановлюємо конструктивно зварні каркаси з арматури Ш10АІІІ та Ш5ВрІ.

Зварні сітки з арматури Ш10АІІІ та Ш5ВрІ перед установленням в опалубку зварюють в один каркас.

1.3 Визначення попередньо-напруженої арматури

Для забезпечення потрібної тріщиностійкості попередньо напружену арматуру підбираємо з умови забезпечення залишкового стискуючого напруження в бетоні. Попереднє напруження арматури з врахуванням допустимих відхилень Ду_sp при механічному натягу приймаємо згідно умови:

у_sp+ Ду_sp?R_s,ser,

звідси при Ду_sp=0,05 у_sp маємо

у_sp= мПа.

Натяг арматури з врахуванням всіх витрат і коефіцієнт а точності натягу арматури

Підбір арматури виконуємо за формулою:

де Т₀- максимальне зусилля на ділянці;

д- товщина стінки, 100мм;

b- розрахункова висота перерізу, 1200см;

- мінімальне значення стиснутих напружень;

Так як підбір арматури виконуємо при , то міцність стінки на розтяг буде забезпечена.

Виконуємо розрахунок арматури для першої ділянки :

глибина у=1,2м;

зусиля на глибині у=1,2м Т₀=N=25,27 кН

Потрібна площа арматури:

Приймаємо 12 по 3 Ш5 ВрІ (А_s=7,08см²)

Для решти ділянок розрахунок виконуємо аналогічно і зводимо в таблицю 3.2.



Таб 3.2 Розрахунок попередньо-напруженої арматури

У м	Asp см2	Арматура см2
1,2	6,33	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
2,4	6,37	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
3,6	6,4	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
4,8	6,43	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
6,0	6,45	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
7,2	6,49	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
8,4	6,51	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
9,6	6,59	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
10,8	6,64	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
12,0	6,7	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
13,2	6,71	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
14,4	6,74	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
15,6	6,79	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
16,8	6,82	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
18,0	6,88	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
19,2	6,94	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
20,4	6,99	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
21,6	7,01	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
22,8	7,01	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
24,0	7,06	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)
25,2	7,07	12 по 3Ш5 Вр-І (Аs=7,08 см2)

На опорах встановлюємо конструктивно каркаси з арматури А-ІІІ Ш10, та Вр-І Ш5.

1.4 Розрахунок на тріщиностійкість

Для конструкцій, до тріщиностійкості яких пред'являються вимого 3 - ї категорії, гранично ширина розкриття тріщин короткочасна [a_crc.1]=0,3 мм, довготривала [a_crc.2]=0,2 мм.

Розрахунок ведеться за навантаженням із коефіцієнтом надійності за навантаженням г_f=1,0.

Ширина розкриття тріщин визначається за формулою:



a_crc=ц₁·з·л·у_s/E_s·d

Коефіцієнт ц приймаємо рівним:

- для короткочасних навантажень і нетривалої дії постійних тривалих навантажень ц₁=1,0.

- для тривалої дії постійних і довготривалих навантажень для конструкцій із важкого бетону природної вологості:

ц₁= 1,6-15µ=1,6-15·0,0046=1,53

Коефіцієнт армування приймаємо без врахування стиснутої зони бетону:

µ=

Коефіцієнт з=1,0 - для стержневої арматури періодичного профілю. Напруження в повздовжній робочій арматурі визначається за формулою:

у_s=

Приймаємо плече внутрішньої пари сил:

Z=h₀-0,5·x=10-0.5·3,52=8,24

у_s==63,18 МПа

Коефіцієнт д визначається за формулою:

= ,

де б= E_s/E_b=20·10⁴/34,5·10³=5,79.

Обчислюємо:д=

Коефіцієнт л визначається за формулою:

де коефіцієнт w визначається за формулою:

Обчислюємо коефіцієнт л:

Визначаємо ширину розкриття тріщин

Умова виконується .

Перевіряємо тріщиностійкість від обтиску попередньо напруженої арматури.

Для підібраної арматури перевіряємо міцність і тріщиностійкість стінки. Розрахунок ведемо для нижньої зони з максимальним зусиллям Т₀=83,4 кН.

Витрати від попереднього напруження усадки і повзучості визначаємо згідно таблиці 5 СНиП 2.03.01-84 «Бетоные и железобетонные конструкции».

Витрати від релаксації напружень:



Витрати від усадки бетону

Напруження в бетоні від обтиску арматурою:

де

Так як

то витрати від повзучості:

Загальні витрати:

Напруження в арматурі з врахуванням всіх витрат:

Визначаємо напруження в бетоні від різних поєднань навантажень.

Напруження в бетоні від тиску сипучого і попереднього обтиску арматури з врахуванням коефіцієнта точності натягу

Стінка стиснута з достатнім напруженням, тріщиностійкість нижньої зони стінки забезпечена.

Напруження в стиснутій арматурі:

Площа перерізу бетону з врахуванням арматури:

А=120·(10+2,5)=1500 см²

Несуча здатність перерізу:

1.5 Розрахунок воронки силосу

силосний борошняний гідрогеологічний ґрунт

Для залізобетонної воронки необхідно визначити товщину стінок та її армування.

Об'ємна вага сипучого - г=0,8 т/м³,

Кут внутрішнього тертя -

Коефіцієнт тертя - µ=0,4 ,

Коефіцієнт бічного тиску - 0,406,

Поправочний коефіцієнт -

б₀=

знаходимо A=0,95 , B=0,145

Горизонтальна розтягуючи сила на одиницю довжини вертикального перерізу:

де P_в- вага воронки та сипучого в ній

- розмір грані воронки в місці перерізу

- вага воронки та сипучого в ній.

де h - товщина стінки воронки

г_з - об'ємна вага залізо бетону

г- об'ємна вага сипучого

h_b - висота воронки

Для висоти у=24,6 м ввід поверхні сипучого:

nP_b=1,1·1,2·2,5 + 1,3·0,8=357,9 кН;

Для висоти у=24,2 м від від поверхні сипучого:

nP_b=1,1·1,2·2,5 + 1,3·0,8=323,6 кН;

Для висоти у=23,8м від від поверхні сипучого:

nP_b=1,1·1,2·2,5 + 1,3·0,8=304,36 кН;

Визначаємо горизонтальну розтягуючи силу.

Для висоти 24,6 м від поверхні сипучого:

N_Г2=·=·=327,7 кН;

Для висоти 24,2 м від поверхні сипучого:

N_Г2=·=·=311,3 кН;

Для висоти 23,8 м від поверхні сипучого:

N_Г2=·=·=301,2 кН;

Товщину стінки воронки визначаємо за формулою:

д=;

де N^н - розтягуючи зусилля при б₀=1.

г_в - коефіцієнт умов роботи бетону, г_в=0,9

A_s - площа арматури на 1 м висоти стінки в см²;

R_bt - розрахунковий опір бетону на розтяг.

Визначаємо N^ндля трьох перерізів по висоті:

кН;

кН;

кН;

A_s=21,4 см²;

Визначаємо товщину стінки по висоті:

- для висоти 24,6 м від поверхні сипучого:

д₁==24,3 см приймаємо товщину рівну 25 см,

- для висоти 24,2 м від поверхні сипучого:

д₁==18,4 см приймаємо товщину рівну 20 см,

- для висоти 23,8 м від поверхні сипучого:

д₁==16,3 см приймаємо товщину рівну 17 см.

Товщина стінки воронки прийнята змінною.

Армується воронка зварними каркасами та сітками арматура Ш10А-ІІІ, Ш6 А-І та Ш4 А-І.

1.6 Розрахунок колони

Переріз колони призначаємо квадратним з розмірами а_с=h_c=0,5 м.

Колону розраховуємо як центрально стиснуту.

1.6.1 Навантаження що діють на колону

Для розрахунку вибираємо найбільш завантажену колону.

Навантаження які діють на колону (постійні):

- вага силосних балок - 0,1·6·24,6·25=369 кН;

- вага сипучого - (3·3·24,6-0,1·6·24,6 )·0,8=165,31;

- вага воронки - 38,18кН;

- вага колони над силосної галереї - 37,5 кН;

- вага покриття - 9·3=27 кН;

Всього постійних:

N₁=369+165,31+38,18+37,5+27=636,99 кН;

Навантаження яке діє на колону(тимчасове):

- вага стінового покрову - 9·0,5 =4,5 кН;

N₂=4,5кН

Повна стискаюча повздовжня сила в колоні рівна:

N= N₁+ N_2-=636,99+4,5=641,5 кН.

1.6.2 Характеристики матеріалів колони

Для бетону класу В-30:

Розрахункові опори стиску та розтягу становлять:

R_b=17 МПа;

R_bt=1,2 МПа;

з урахуванням умов роботи г_t2=0,9:

R_b=17·0,9=15,3 МПа;

R_bt=1,2·0,9=1,08 МПа;

Початковий модуль пружності бетону E_b=2,9·10⁴ МПа.

Розрахунковий опір розтягу та початковий модуль пружності повздовжньої арматури А-ІІІ становить:

R_s=365 МПа;

E_s=2·10⁵ МПа;

Приймаємо товщину захисного шару бетону а=50 мм.

Робоча висота перерізу:

h₀=b_c-a=50+5=45.

Розрахункова довжина колони l=6,3 м.

1.6.3 Розрахунок міцності перерізу колони

Розрахункова довжина колони l=6,3м

Відношення

Отже розрахунок проводимо за формулою:

де коефіцієнт, який знаходиться за формулою:

де ц_b, ц_sb - табличні значення.

Призначаємо попередньо коефіцієнт ц=0,9 , тоді необхідна площа перерізу арматури становить:

А=b_c·h_c=50·50=2500 см² - площа перерізу колони.

Приймаємо робочу арматуру в колоні 4Ш22А-ІІІ (A_s=15,2 см²)

Перевіряємо несучу здатність колони.

Для цього обчислюємо коефіцієнт б:

За таблицями та за значеннями

та визначаємо

В розрахунку приймаємо .

Несуча здатність колони :

N₄=0,892·(1,53·2,5+36,5·14,9)=688,52>N=641,5 кН, несуча здатність колони забезпечена.

Поперечну арматуру приймаємо із сталі А-ІШ16 з кроком 400мм.

У верхній частині колони утворюємо капітель. Арматуру встановлюємо конструктивно що являє собою каркас з арматури Вр-І Ш5мм та зварну сітку з арматури А-ІІІ Ш10мм. Розширення капітелі 900х900 мм.

Армування фундаментної плити виконуємо конструктивно зварними сітками з арматури А-ІІІ Ш12,14,18,20.

Проміжки між колонами заповнюємо бетоном класу В5 товщиною 60 см.



2. Інженерно-геологічні і гідрогеологічні умови ділянки будівництва, що проектується

Рельєф ділянки забудови рівнинний. Абсолютні відмітки поверхні землі змінюються від 197,5 м до 200,5 м.

На ділянці будівництва, що проектується немає ніяких споруд.

В геологічній будові на розвідану глибину приймають участь четвертинні …. відклади, представлені піском середньої крупності (ІГЕ-2), який залягає на 2,3-3,7 м нижче рослинного шару (ІГЕ-1).

Нижче піску середньої крупності (ІГЕ-2) залягає супісок пластичний (ІГЕ-3) що змінюється від 4,1м-6,4м нижче ІГЕ-2.

Під супіском пластичним (ІГЕ-3) залягає суглинок твердий - (ІГЕ-4) на глибину від 2,4м до 6м нижче супіска.

Останнім інженерно-геологічним елементом розвідки являється глина текучо-пластична не просідаюча (ІГЕ-5) на глибину від 4м до 10,8м нижче суглинка твердого.

Весь інженерно-геологічний розріз показаний на рис.1. Гідрогеологічний режим ділянки характеризується наявністю горизонту ґрунтових вод, що залягає на глибині - 3,5м від поверхні землі(абсолютна відмінка-194,4 м).

Під час багатоводних періодів року можливий підйом рівня ґрунтових вод на 1м вище зафіксованого 0 (за результатами аналізу матеріалів розвідувань минулих років на прилеглих територіях, заміру води в колодязях).

2.1 Визначення фізико-механічних властивостей ґрунту

Визначаємо фізико-механічні властивості ґрунтів для ІГЕ-2-незвязаний ґрунт, товщиною 2,3-3,7 м.



?10	10/2	2/1	1/0,5	0,5/0,25	0,25/0,1	0,1/0,05	0,05/0,01	0,01/0,005	<0,005
-	5,2	3,0	25	27	21	8,8	6,0	4,0

Це незв'язний ґрунт, в складі якого є 60,2% крупніших 0,25 мм

(5,2+3+25+27=60,2%>50%). Згідно з таблицею Б10 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо, що ґрунт пісок середньої крупності.

Визначаємо коефіцієнт пористості е:

.

Згідно з таблицею Б18 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що пісок буде середньої щільності (0,55?е=0,659?0,7).

Вираховуємо коефіцієнт водо насичення S₂:

;

Згідно з таблицею Б18 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що пісок є насиченим водою (0,8<S₂=1.009)

Остаточна назва ґрунту: пісок середньої крупності, середньої щільності насичений водою.

Визначаємо фізико-механічні властивості ґрунту для ІГЕ-3-зв'язаний ґрунт, товщиною 4,1-6,4 м.



Таб.2. Результати визначень фізико-механічних властивостей

сs г/см3	с г/см3	w %	wL %	wр %	E кПа	ц град	С кПа	Відносне просідання Esl при тиску с, кПа
								100	200	300
2,71	2,1	20	21	15,6	24000	29	18	-	-	-

Визначаємо число пластичності:

Згідно з таблицею Б18 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що грунт пісок (1?I_P=5,4?7).

Враховуємо показник текучості:

Згідно з таблицею Б18 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що супісок називається пластичним (І_L=0,8. 0? І_L=0,8?1,0)

Визначаємо коефіцієнт пористості е:

Визначаємо коефіцієнт водонасичення S₂:

Остаточна назва ґрунту - суглинок пластичний.

Визначаємо фізико-хімічні властивості ґрунту для ІГЕ-4-зв'язаний ґрунт, товщиною 2,4-7,6 м.



Таб.3. Результати визначень фізико-хімічних властивостей

сs г/см3	с г/см3	w %	wL %	wр %	E кПа	ц град	С кПа	Відносне просідання Esl при тиску с, кПа
								100	200	300
2,67	1,57	6,9	32	17	24000	23	20	-	-	-

Визначаємо число пластичності:

Згідно з таблицею Б11 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що грунт-суглинок (7?I_P=15?17).

Визначаємо показник текучості:

Згідно з таблицею Б14 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що суглинок називається твердим (І_L=-0,6<0)

Вираховуємо коефіцієнт пористості є:

.

Вираховуємо коефіцієнт водонасичення S₂:

Остаточна назва ґрунту - суглинок твердий.

Визначаємо фізико-хімічні властивості ґрунту для ІГЕ-5-зв'язаний ґрунт, товщиною 10,8-8,7 м.



Таб.4. Результати досліджень фізико-хімічних властивостей

сs г/см3	с г/см3	w %	wL %	wр %	E кПа	ц град	С кПа	Відносне просідання Esl при тиску с, кПа
								100	200	300
2,69	1,82	38	40	22	6000	7	29	-	-	-

Визначаємо число пластичності:

Деформаційні характеристики	Е, кПа	-	18000	24000	-	6000
		0,3 мПа	-	-	-	-	-
		0,2 мПа	-	-	-	-	-
		0,1 мПа	-	-	-	0,03	-
Міцнісні характеристики	Сn кПа	-	4,2	18	20	29
	цn град	-	30	29	23	7
Похідні фізичі характеристики	S2	-	1,009	0,989	0,23	0,98
	e	-	0,659	0,548	0,817	1,039
	IL	-	-	0,8	-0,6	0,8
	Ip	-	-	5,4	15	18
Фізичні характеристики	wр %	-	-	15,6	17	22
	wL %	-	-	2,1	32	40
	w %	-	24,9	20	6,9	38
	с г/см3	1,71	2,01	2,1	1,57	1,82
	сs г/см3	-	2,67	2,71	2,67	2,69
Товщина шару, м	0,3	2,3-3,7	4,1-6,4	2,4-7,6	10,8-8,7
Різновиди грунтів	Рослинний шар	Пісок середньої крупності, щільності, насичений водою	Супісок пластичний	Суглинок твердий	Глина текучопластична непросідаюча
№ п\п	1	2	3	4	5



Згідно з таблицею Б11 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що ґрунт - глина (І_L=18>17)

Вираховуємо показник текучості:

Згідно з таблицею Б14 ДСТУ Б.В.2.1-2-96 визначаємо що глина - текучо-пластична (0,75?I_L=0,8?1).

Вираховуємо коефіцієнт пористості е:

.

Визначаємо коефіцієнт водонасичення S₂:

Остаточна назва ґрунту - глина текучо-пластична не просідаюча.

Категорія складності інженерно - геологічних умов згідно БНіП 1.02.07. - 82 - ІІ.

2.2 Фізичні властивості ґрунтів

УГЕ та підтвердження їх виділення.

Склад і стан, властивості ґрунтів вивчались польовим і лабораторним методами.

Аналіз зміни показників фізичних властивостей ґрунтів виконане згідно ДСТУ БВ 2.1 - 2 - 96.

Нормативні і розрахункові значення показників властивостей інженерно - геологічних елементів наведені в таблиці 5.

2.3 Визначення глибини закладання фундаменту ґрунту

Місто Рівне відносять до регіону, де нормативна глибина промерзання ґрунту, у нашому випадку пісків кварцових становить d_fu=0,8 м.

Розрахункову глибину промерзання знайдемо за виразом:

d_f= d_fu•R_fu•, де

R_fu - коефіцієнт який враховує вплив теплового режиму будівлі. R_fu=0 - будівля в даному в даному дипломному проекті не опалюється;

d₀ - бурозмінний коефіцієнт, який для піску середньої крупності становить d₀=23.

Отже:

d_f=0,8•= 1,043

Глибину закладання фундаментів приймаємо з урахуванням величини d_f = 1,008 м і конструктивних рішень особливостей будівлі.

Приймаємо глибину закладання фундаменту 1,1 м.

2.4 Визначення тиску на ґрунт

2.4.1 Визначення ваги конструкції

Фундаментна плита має розміри в плані - 25,6х37,6 м.

Товщину плити приймаємо h?1/6а (а - крок колон).

h= •3=0,5 м.

Приймаємо товщину плити 0,8 м з конструктивних міркувань. Визначаємо вагу конструкцій. Постійні навантаження:

- вага фундаментної плити:

g₁=(25,6•37,6•0,8)•25=19251,2 кН.

- вага колон підсилосного поверху:

g₂=(0,5•0,5•6,5)•25•117=47 кН.

- вага стінового огородження підсилосного поверху: g₃=2•(36•6,3•0,12•25)+(24•6,3•0,12)•25=1814,4 кН.

- вага воронок:

g₄=24,1•96=2313,6 кН.

- вага об'ємних блоків:

g₅=4•(1,17•3•0,1•25)•1008=35380,8 кН.

- вага лінійних елементів:

g₆=(1,17•3•0,1)•25•336= 2923,3 кН.

- вага кутових елементів:

g₇=2•(1,17•3•0,1)•25•42=737,1 кН.

- вага колон надсилосного поверху:

g₈=(0,5•0,5•6,5)•25•28=1137,5 кН.

- вага стінового огородження надсилосного поверху: g₉=2•(36•6,3•0,12•25)+24•6,3•0,12)•25=1814,4 кН.

- вага балок з паралельними поясами:

g₁₀=(9•0,5•0,3)•25•14=472,5 кН.

- вага двоскатних балок:

g₁₁=(6•0,65•0,3•25)•7=19251,2 кН.

- вага покриття:

g₁₂=3154,25 кН.

- вага сипучого:

g₁₃=(3•3•24,6•0,8)•96=17003,52 кН.

Тимчасові навантаження:

- вага рухомого складу: g₁₄=100 кН.

- вага на покриття: g₁₅=25•37•0,5=462,5 кН.

Всього постійних:

G₁= g₁+ g₂+ g₃+… +g₁₅ = 19251,2 + 4753,12 + 1814,4 + 2313,6 + +35380,8 + 2923,2+737,1+1137,5+1814,4+472,5+204,75+3154,25+17003,52 = =90960,34 кН.

Всього тимчасових: G₂=g₁₄=g₁₅=100+462,5=562,5 кН.

2.5 Визначення осідання фундаменту методом лінійного деформованого шару

Метод визначення осідання фундаменту застосовують у випадку коли:

а) ширина (діаметр) фундаменту в?10 м та модуль деформації ґрунтів основи Е₀?10 МПа.

б) в межах товщі що стикується Н=z^'(рис. 2), що визначена методом пошарового сумування, залягає шар ґрунту з модулем деформації Е_м?100 МПа та товщиною h_м, що задовільняє умову:

h_м?Н( ),

де Е_п-модуль деформації ґрунту, що підстилає шар малостисливого ґрунту.

В нашому випадку ширина фундаменту становить 25,6 м.

Визначаємо осадку.

Глибина закладення - 1,1 м, в основі піщаний ґрунт товщиною 2,3 - 3,7 м, та має модуль деформації Е₀₁=18000 кПа; другий шар товщиною 4,1 - 6,4 м - Е₀₂=24000 кПа. Тиск по підошві фундаменту:

Р=G₁+G₂/bxl= = 95 кПа.

Осідання будемо рахувати за формулою:

S= ,

де Р - тиск під підошвою фундаменту;

k_c - коефіцієнт, що залежить від відносної сумової товщини шарів що деформуються;

k_m - коефіцієнт, що враховує меншу деформативність грунту при великих значеннях модуля загальної деформації ґрунту;

k_i, k_i1 - коефіцієнти що залежать від сторін підошви фундаменту, приймаються згідно СниП 2.02.01 - 83.

Знайдемо товщину ґрунту що стискається:

Н=(Н₀+цв)•k_p.

Н₀ - для піщаних грунтів Н₀=6 м, ц=0,1.

k_p -коефіцієнт що дорівнює 0,8 при тиску під підошвою фундаменту до 100 кПа.

в - ширина фундаменту, в=25,6 м.

Н=(6+0,1•25,6)•0,8=6,84 м.

Оскільки 2Н/в=2•6,84/25,6=0,53, k_c=1,4, k_m=1,5

За СНиП 2.02.01. - 83 знаходимо коефіцієнти k_i і k_i1.

При m=2H/в=0,53, k_i=0,11, k_i1=0.

Знаходимо осідання:

S=• = 0,013 м =5,3 см.



Висновки та рекомендації

За результатами виконаного комплексу інженерно - геологічних робіт ґрунтовий масив складений п'ятьма інженерно - геологічними елементами.

Згідно умов завдання дипломного проекту основою фундаменту (збірно-монолітної залізобетонної плити) має служити УГЕ - 2 - пісок середньої крупності.

Нормативні і розрахункові значення показників властивостей ґрунтів, якими користувались при розрахунках фундаменту наведені в таблиці 1.

При розрахунках фундаменту необхідно враховувати врівноважуючу дію води в УГЕ - 3.

Ґрунтові води, на період розвідувань, по відношенню до бетону нормальної проникності слабоагресивні по водневому показнику (РН) і неагресивні по всіх інших оцінюючих показниках.

При проектуванні і будівництві необхідно передбачати мікропідприємства по охороні навколишнього середовища, включаючи забруднення ґрунту і ґрунтових вод. Основою для фундаменту прийняти УГЕ - 2 - пісок середньої крупності.

Размещено на Allbest.ru

...