Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

_mt­ – среднее значение удельного веса грунта и бетона.

А – площадь подошвы фундамента

для ленточного А= b1м

для столбчатого А=b² м

В данном курсовом проекте для определения размеров подошвы фундамента использован графоаналитический метод решения.

2.2.1 Стена по оси «А» без подвала

Нагрузки:

N₀=1400 кН

Т₀=130 кН

М₀=200 кНм

d=1.8м; Р =1400/b² + 201.8=1400/b² + 36 = f₁(b)

Расчетное сопротивление:

M =0,78

M_g =4,11

M_c =6,67

Принимаем фундамент ФВ8-1 2700х2400 мм.

b_тр = 2,4 м, принимаем b=3м.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

; ;

R(2,7)= =313,8 кПа

P_ср=230кПа

P_cp

P_max1.2R; 350,4<376,5

P_min>0 ; 109,3>0

Недогруз 26 %, ни чего не меняем т. к. при других размерах подошвы фундамента не выполняется неравенство Р_max≤1.2R.

2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала

Нагрузки:

N₀=2700 кН

Т₀=110 кН

М₀=190 кНм

d=1,8 м; d_b =0 м

Р =2700/b² + 201,8=2700/b² + 36 = f₁(b)

Расчетное сопротивление:

M =0,78

M_g =4,11

M_c =6,67

]

b_тр = 3,1м, принимаем b=3,6м, фундамент ФВ11-1 3600х3000мм.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

; ;

P_ср=286,1 кПа

P_cp

P_max1.2R; 346<357,4·1.2

P_min>0 ; 226,32>0

R=1.2·(15,6·3,6+214,7)=357,4 ; P

Недогруз 19%

2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом

d₁ – глубина заложения фундамента, приведенная от пола подвала

d­₁ = h_s+ h_{cf cf} /_II¹

h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м.

h_cf – толщина конструкции пола подвала (0.15м)

_cf – расчетное значение удельного веса пола подвала(22 кH/м³)

d₁=1,8+0,15·22/16,4=2м

d_b – глубина подвала

Нагрузки:

N₀=2200 кН

Т₀=80 кН

М₀=170 кНм

d₁=2 м; d_b =4,8 м

Р =2200/b² + 204,8=2200/b² +96 = f₁(b)

Расчетное сопротивление

кН/м³

град

M =1,68

M_g =7,71

M_c =9,58

b_тр = 1,6м, принимаем b=2,1м, фундамент ФВ4-1 2100х1800мм, это наименьший фундамент подходящий под колонны сечением 800х500мм.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

; ;

P_ср=617,7кПа

P_cp

P_max1.2R; 1036<1.2·1033,5

P_min>0 ; 336>0

R=1.2·(33,6·2,1+790,7)=1033,5 ; P

Недогруз 40 %, ни чего не изменяем т. к. принятые колонны имеют сечение 0,8х0,5 м, а это наименьший фундамент для таких колонн.

2.4. Расчет деформации оснований. Определение осадки.

Осадка оснований S , с использованием расчетной схемы линейно-деформируемоей среды определяется методом послойного суммирования:

где:

- безразмерный коэффициент = 0.8

_zpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.

h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.

Для рассмотрения разности осадок возьмем бесподвальную часть здания, сравним осадки фундаментов под внешней и внутренней стенами.

2.4.1 Фундамент под стену по оси «Б»

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

где:

_i – удельный вес i-го слоя грунта .

Н_i – толщина i-го слоя.

_zg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

_zg0=0,2γ₂+γ₁·h₁=4+25.6=29,6 кН/м²

Строим вспомогательную эпюру 0.2_zg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

_zp=P₀ , где:

P₀ = P_cp - _{zg0 ­} - дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фундамента.

P₀ =286,1-29,6=256,5 кПа

- коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

h_i = 0.4b = 0.43,3 =1,3 м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2_zg0) и f(_zp) - Сжимаемая толщина Н_с=7м, _zp =21,88кПа

Аналитическая проверка: _zp = 0.2_zg 5 кПа

_zg = к75,132Па

0.2_zg = 15,02кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

S = 2,86 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

2.4.2 Фундамент по оси «В»

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

где:

_i – удельный вес i-го слоя грунта .

Н_i – толщина i-го слоя.

_zg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

_zg0=76,47 кН/м²

Строим вспомогательную эпюру 0.2_zg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

_zp=P₀ , где:

P₀ = P_ср - _{zg0 ­} - дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фунадмента.

P₀ = 617,7 –76,47=541,23 кПа

- коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

h_i = 0.4b , где b – ширина фундамента

h_i = 0.42,1 = 0,8 м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2_zg0) и f(_zp) - Сжимаемая толщина Н_с= 4,8 м _zp =39,94 кПа

Аналитическая проверка: _zp = 0.2_zg 5 кПа

_zg = 147,64кПа

0.2_zg =29,53кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

В связи с отсутствием данных о последующих слоях вычислить осадку в этих слоях не возможно, однако исходя из того, что осадка в слое №14 мала, осадкой последующих слоев можно пренебречь.

S = 0.0346 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании.

где:

S – разность осадок фундаментов в здании

L – расстояние между этими фундаментами

(3,46-2,89)/600 = 0.00095 < 0.002 – условие выполнено

Величины осадок различных фундаментов в здании допустимы, разность осадок также в норме, следовательно фундаменты подобраны верно.

2.5 Конструирование фундаментов мелкого заложения

После проведенных расчетов принимаем фундаменты:

-по оси «А»( в бесподвальной части здания) – сборный под колонны ФВ8-1 2,7х2,4м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.

-по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) – сборный под колонны ФВ10-1 3,3х3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки –1800 мм.

-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-1 2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.

-по оси «Г» (в подвальной части здания) – ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки – ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -3450 мм.

2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала

Характеристики грунта

1. Нормативные:

γ_n=19,9 кН/м³

φ_n=25 град

C_n=14 кПа

1. Расчетные:

γ₁=γ_n/γ_q=19.9/1.05=18.95 кН/м³

φ₁=φ_n/φ_q=25/1.15=21.7⁰

С₁=С_n/C_q=14/1.5=9.3 кПа

1. Засыпка:

γ₁¹=γ₁х0,95=8,95х0,95=17,97 кН/м³

φ₁¹=φ₁х0,9=21,7х0,9=19,53 ⁰

С₁¹=С₁х0,5=9,3х0,5=4,65 кПа

Построение эпюры активного давления грунта на стену подвала

σ_а=σ_аφ+σ_ас+σ_aq

σ_аφ=γ₁¹·z·λ_а

λ_а=tg² =0.49

σ_аφ=17.97·0.49·2=17.61 кН/м²

σ_ас=

σ_aq=1.2q^н·λ_a=1.2·0.49·10=5,88 кН/м²

2.7 Заключение по варианту фундаментов мелкого заложения

Несмотря на немаленькие недогрузки все фундаменты рациональны и на свайный фундамент переходить нет необходимости, так как залегающие грунты вполне пригодны и для такого варианта фундаментов.

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

В данном проекте необходимо произвести расчет для свайного фундамента:

свайный фундамент в «кусте» ( для внутренних колонн по оси Б)

Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверков

Рассчитываем свайный фундамент под стену «В» с подвалом.

3.1.1. Определение нагрузок.

Нагрузки собираются по I и II предельному состоянию:

I-е пр. сост. где: _f =1.2

II-е пр. сост. где: _f =1

для «куста» по оси Б

N₀¹=2700·1.2=3240 kH

N₀¹¹=2700·1=2700 kH

3.1.2. Назначаем верхнюю и нижнюю отметки ростверка.

В.Р.=-3,15 м

h_р=1,5 м

Н.Р.=-4,65 м.

1. Выбираем железобетонную сваю С 7-30.

Тип –висячая, с упором в слой полутвердой глины

Вид- забивная

С квадратным сечением 0,3х0,3 м, длиной 7м.

3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай

где:

_с – коэффициент условий работы свай в грунте.(1)

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.(3600 кПа)

A – площадь поперечного сечения сваи.(0.09 м² )

u – наружный периметр поперечного сечения сваи(1.2 м)

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя (по боковой поверхности сваи, кПа)

_cr =1; _cf =1 – коэффициенты условий работы грунта, соответственно , под нижним концом сваи и учитывающий влияние способа погружения на расчетное сопротивление грунта.

N_c=F_d/_k , где: _k =1.4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи

N	hi	cfi	zi	fi	cf·hi·fi
1	0,4	1	4,6	23,2	9,28
2	1,6	1	5,6	57,2	91,52
3	1,6	1	7,2	60,4	96,64
4	1,6	1	8,8	63,2	101,12
5	2,05	1	10,625	55,2	113,16

F_d=1·(1·3600·0.09+1,2·401,72)=806kH

Расчетная нагрузка:

N_c= F_d/γ_k=806/1.4=575,76kH

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний

3.3.1. Число свай

где:

N_c^I – нагрузка на фундамент в уровне поверхности земли.

N_c – принятая расчетная нагрузка

- коэффициент , зависящий от вида свайного фундамента

=9 – для «куста»

d – размер стороны сечения сваи = 0.3 м

h_p – высота ростверка от уровня планировки до подошвы

_mt (20 кН/м³)– осредненный удельный вес материала ростверка и грунта на уступах.

1. – коэффициент надежности

Принимаем число свай равное шести.

1. Уточнение размеров ростверка в плане

Принимаем прямолинейное расположение свай в фундаменте, расстояние между ними – необходимый минимум 3d (0.9м), расстояние от грани ростверка до грани сваи: с₀=0,3d+0.05=0.14м

Расстояние от центра сваи до края ростверка:

0.5d + c₀ = 0.15 + 0.14 =0.29 м.

Общий габарит ростверка: b_p = 3d + 2c₀ = 0.9 + 20.28 = 1.46м.

l_р=2·3d+2c₀=1,8+2·0,28=2,36м.

Принимаем размеры ростверка в плане 1,5х2,5м.

3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента)

φ₁=25 град h₁=0.4м

φ₂=35 град h₂=4.8м

φ₃=18,5 град h₃=2,05м

φ_ср/4=29,78/4=7,44^о

Ширина условного фундамента:

где:

b - расстояние между осями крайних свай

d – размер поперечного сечения сваи

l – расстояние от острия сваи до уровня, с которого происходит передача давления боковой поверхностью сваи на грунт.

b_y=2·tg(29,78/4)·7,25+0.9+0.3=3,1

A_y=b_y²=3.1²=9.61

Условие прочности :

P_y < R_y

R_y – расчетное сопротивление грунта условного фундамента

P_y - расчетная нагрузка

P_y = ( N_o^II + N_f^II + N_g^II +N_c^II ) / A_y

N_f^I1=V_рос*·γ_бет·1,1=(1,5·1.2·1.2-0.9·0.8·0.5+0,3·2,5·1,5)·25·1,1=90,34кН

N_g^I1=V_гр·γ_гр·1,2=(2.9·0.275·1.2+0.813·6.2·2+2·1.5·0.95·6.2)·1.2·19,9=713 кН

N_c^II=97,88кН

N_o^II=2700кН

Р_у=(2700+97,88+713+90,34)/9,61=374,7kH/м²

Р_у

Условие прочности выполнено

3.5 Расчет осадок условного свайного фундамента

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

_i – удельный вес i-го слоя грунта .

Н_i – толщина i-го слоя.

_zg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

Строим вспомогательную эпюру 0.2_zg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

_zg0=248,24 кН/м²

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

_zp=P₀ , где:

P₀ = P_ср - _{zg0 ­} - дополнительное вертикальное давление на основание

Р_ср – среднее давление под подошвой фундамента.

P₀ =617,7–248,24 =369,46 кПа

- коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

h_i = 0.4b = 0.42,5 = 1м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2_zg0) и f(_zp) - Сжимаемая толщина Н_с=4,6 м _zp = 70кПа

_zg = 324 кПа

0.2_zg = 64.8 кПа – условие выполнено

Аналитическая проверка: _zp = 0.2_zg 5 кПа =64,85 условие выполнено

Расчет осадки:

S = 0.0490.8 = 0.039 м =3,9 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа

Глубина погружения сваи S_a от одного удара молота или от работы вибропогружателя в течение 1 минуты называется отказом.

Определяется по формуле:

где: = 1500 кПа – для ж/б свай

_g = 1

² = 0.2 – коэффициент восстановления

М =0,8 - коэффициент зависящий от грунта под концом сваи.

Е_d=1,75·a·N – расчетная энергия удара молота

Е_d = 1.7525575,76 = 25189,5 Дж=25,2 кДж

N = 575,76 кН – расчетная нагрузка на сваю.

Выбираем паро-воздушный молот одиночного действия СССМ-570:

расчетная энергия удара 27 кДж

масса молота 2,7 т

масса ударной части 1,8т

Высота подъема цилиндра 1,5м

условие применимости:

m₁ = 27 кН – масса молота

m₂ = 15,9 кН - вес сваи

m₃ = 0.3 кН – масса подбабка

k_m = 5

m=5- условие выполнено

м

Заключение по варианту свайных фундаментов

Назначаем свайные фундаменты из забивных свай по ГОСТ 19804.1-79^*

квадратного сечения 0,3х0,3м, длиной 7м. Марка сваи С 7-30, несущая способность F_d=806кН. Ростверки монолитные железобетонные высотой 1,5м. Несущий слой-глина полутвердая с I_L=0.27. Оборудование для погружения - паро-воздушный молот одиночного действия ССС-570 с Е_d=25.2 кДж. Расчетный отказ-0,004м.

3.7 Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции

Земляные работы должны выполнятся комплексно-механизированным способом в соответствии со СНиП 3.02.07-87. Ширина по дну траншеи с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6м.

Наружную поверхность фундаментов, стен подвала покрывают двумя слоями горячего битума.

Заключение

Выполнив курсовой проект я научился рассчитывать как фундаменты мелкого заложения, так и свайные фундаменты.

После проведенных расчетов как основной вариант принимаем фундаменты мелкого заложения:

После проведенных расчетов принимаем фундаменты:

-по оси «А»( в бесподвальной части здания) – сборный под колонны ФВ8-1 2,7х2,4м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.

-по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) – сборный под колонны ФВ10-1 3,3х3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки –1800 мм.

-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.

-по оси «Г» (в подвальной части здания) – ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки – ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.

Как второй вариант строительства можно принят свайный фундамент, со сваями длиной 7м марки С7-30.

Список использованной литературы

1. Механика грунтов, основания и фундаменты( методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 1202) ДВГТУ 1984. г.Владивосток

2. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1990

3. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Стройиздат 1988

Характеристики

Список файлов курсовой работы