Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3.1 Обоснование конструктивного решения
В проектируемом здании используются монолитные плитные фундаменты под 2-х и 1-но этажные коттеджи и сборные ленточные фундаменты под 3-х этажным коттеджем. Железобетонные монолитные фундаменты армируются арматурными сетками и каркасами. Под фундамент выполняется песчаная подготовка. Для фундамента используется бетон марки В15 и арматура класса А-III.
Плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных, а точнее, незаглубленных фундаментов, глубина заложения которых составляет 40-50 см. В отличие от мелкозаглубленных ленточных и столбчатых фундаментов, они имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости, позволяющее без внутренней деформации воспринимать знакопеременные нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта.
Фундаменты, которые вместе с грунтом имеют сезонные перемещения, называются плавающими. Их конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона, из сборных перекрестных железобетонных балок или из сборных плит с монолитным покрытием (рис. 48).
Устройство плитного фундамента связано с расходом бетона, арматуры и может быть целесообразно при сооружении небольших и компактных в плане домов или других построек, когда не требуется устройство высокого цоколя, и сама плита используется в качестве пола. Для домов более высокого класса чаще устраивают фундаменты в виде ребристых плит или армированных перекрестных лент.
Рис. 6. Схемы устройства незаглубленных монолитных фундаментных плит:
а - сплошная фундаментная плита из монолитного железобетона; 1 - грунт основания; 2 - подстилающий слой из песка (щебня) толщиной 100-200 мм; 3 - монолитная железобетонная плита толщиной 200-250 мм; 4 - двухслойная оклеечная гидроизоляция; 5 - бетонный защитный слой толщиной 60-80 мм; 6 - выравнивающая цементно-песчаная стяжка под полы толщиной 20-25 мм;
Большая площадь опоры плит позволяет снизить давление на грунт до 10 кПа (0,1 кгс/см2), а перекрестные ребра жесткости создают конструкцию, достаточно устойчивую к знакопеременным нагрузкам, возникающим при замораживании, оттаивании и просадке грунта. Для их устройства применяют высокопрочный бетон (не ниже класса В12,5) и арматурные стержни диаметром не менее 12-16 мм. Относительно большой расход бетона и арматурной стали можно считать оправданным, если все другие технические решения фундаментов в этих условиях не могут гарантировать их надежную работу. В зданиях, где полы расположены невысоко над планировочной отметкой земли, такие фундаменты могут стать даже более экономичными, чем столбчатые (не надо устраивать цокольное перекрытие и ростверк).
Сплошная незаглубленная плита в составе пространственной системы «плита - надфундаментное строение» обеспечивает восприятие внешних силовых воздействий и возможных деформаций грунтового основания и исключает необходимость различного рода мероприятий, предотвращающих неравномерные деформации грунта, на которые обычно в условиях слабых, песчаных и пучинистых грунтов затрачиваются значительные ресурсы.
Применение незаглубленных фундаментных плит позволяет снизить расход бетона до 30%, трудовые затраты - до 40% и стоимость подземной части - до 50% по сравнению с заглубленными фундаментами. Чтобы уберечь такие фундаменты от промерзания, их надо утеплять.
Рис. 7. Схема армирования монолитной плиты:
1 - арматурные стержни АIII, d 12-16 мм; шаг 200 мм; 2 - арматурные стержни АIII, d 8 мм, шаг 400*400 мм; 3 - защитный слой бетона толщиной 35 мм
Монолитные плитные фундаменты армируют только по подошве стержнями и сварными сетками. При размерах стороны более 3 м в целях экономии стали возможно применение сеток, в которых половина стержней не доводится до конца на 1/10 длины.
Для связи с монолитной опорой из фундамента выпускается арматура с площадью сечения равной расчетному сечению арматуры опоры у обреза фундамента. В пределах фундамента выпуски соединяются в каркас хомутами.
Монолитные плитные фундаменты изолируются литой гидроизоляцией по всему контуру.
От поверхностных и подземных вод фундаменты 3-х этажного коттеджа защищают путём устройства отмосток и обмазкой горизонтальной изоляцией из гидроизола.
Гидроизоляцию на отметке -3.590 выполнять из цементного раствора с водоцементным отношением 1:2, толщиной 30 мм.
Поверхность стен подполья, соприкасающуюся с грунтом обмазать гидроизолом.
В данном разделе рассчитываются две монолитные фундаментные плиты под 2-х и 1-но этажные коттеджи, и ленточный фундамент под 3-х этажный коттедж
3.2 Анализ инженерно-геологических условий и свойств
грунтов строительной площадки
По результатам инженерно-геологических изысканий и плану участка строим инженерно-геологический разрез по абсолютным отметкам. Произведем описание грунтов сверху вниз. Почвенно-растительный слой, мощностью 0,2 метра; пласт суглинка смешанного с черноземом , мощностью до 1,5 метров; суглинок с другими физико-механическими характеристиками, мощностью до 4 метров, пласт глины мощностью до 1м, пласт суглинка мощностью до 7 м. В самом основании расположен пласт коричневой глина мощностью до 3 м. По данным бурения скважин – уровень грунтовых вод на абсолютной отметке 90,6 м.
Рисунок 3.1 – План участка в горизонталях
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта
,
где Mt– безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе; - величина, принимаемая равной, для суглинков и глин – 0,23.
Рисунок 3.2 – Инженерно – геологический разрез
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта
=,
где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемых для наружных фундаментов отапливаемых сооружений – по таблице 1 (3).
=
Принимаем 0,55 м.
3.3 Прочностные и деформационные характеристики грунтов основания
Физико-механические свойства грунтов приведены в приложении Е. В дополнении к имеющимся физико-механическим характеристикам грунтов определим вид и расчетные физико-механические характеристики грунтов, слагающих площадку строительства.
I слой – суглинок желто-бурый
По степени водонасыщения
– суглинок
По гранулометрическому составу
легкий пылеватый
По показателю текучести
– суглинки тугопластичные
Степень водонасыщения
– ненабухающий грунт
Непросадочный грунт
МПа – среднесжимаемый грунт
Определяем принадлежность глинистого грунта к пучинистым:
– сумма среднемесячных отрицательных температур
; – значит, Rf определяем по формуле
– слабопучинистый грунт
II слой – суглинок желто-бурый
По степени водонасыщения
– суглинок
По показателю текучести
– полутвердый суглинок
По степени водонасыщения
–насыщенные водой
– ненабухающий грунт
Непросадочный грунт
МПа – среднесжимаемый грунт
Определяем принадлежность глинистого грунта к пучинистым:
– сумма среднемесячных отрицательных температур
; – значит Rf определяем по формуле
– слабопучинистый грунт.
III слой – глина коричневая
По степени водонасыщения
– глина
По показателю текучести
– полутвердая глина
По степени водонасыщения
– средней степени водонасыщения
– сильнонабухающий грунт
Непросадочный грунт
МПа – среднесжимаемый грунт
Определяем принадлежность глинистого грунта к пучинистым:
– сумма среднемесячных отрицательных температур
; – значит Rf определяем по формуле
– слабопучинистый грунт
Вывод: основанием фундаментов служат суглинки желто-бурые с числом пластичности Ip = 10;
со следующими характеристиками:
Е = 15 МПа, φn = 18°, сn = 20 кПа. Грунтовые воды встречены на отметке 90.600 м.
3.4 Заключение о возможности использования грунтов
в качестве естественного основания
В качестве естественных оснований не рекомендуется использовать грунты: песчаные рыхлые; глинистые с показателем текучести JL1 или с коэффициентом пористости для супесей е0,9, суглинков - е1, глин е1,5.
Анализируя выше изложенное можно сделать вывод, что залегающие на строительной площадке напластования можно использовать в качестве естественного основания для проектируемых фундаментов.
3.5 Общие указания по проектированию
В архитектурно-строительном разделе были приняты монолитные железобетонные плитные и сборные ленточные фундаменты, с отметкой заложения – 3,590 метра. Железобетонные монолитные фундаменты армируются арматурными сетками и каркасами. Под фундамент выполняется бетонная подготовка. Для плитного фундамента применяется бетон марки В15 и арматуру класса А-III.
3.7 Расчет ленточного сборного железобетонного фундамента.
Нагрузки собираются до обреза фундамента. Сбор нагрузок от веса конструкций и временной нагрузки производится на грузовую площадь, которую принимаем в соответствии со статической схемой здания. Для ленточных фундаментов под наружные несущие стены длина грузовой площади принимается равной 1метру погонной длины, ширина – до середины пролета между наружной и внутренней стенами, аналогично под внутренние стены.
Расчет фундаментов произведен в программном комплексе «Мономах»
Характеристики здания
|
Отметка планировки |
-3.09 м |
|
Отметка верха подколонника |
-3.09 м |
|
Отметка подошвы фундамента |
-3.59 м |
|
Схема распределения горизонтальных нагрузок при расчете всего здания |
Рамносвязевая |
Характеристики грунта
Характеристики грунта взяты из импортированной модели грунта
Дополнительные параметры расчета жесткости упругого основания грунта
|
Lyambda |
0.5 |
Материалы
|
Класс бетона |
Класс арматуры Продольная Поперечная |
Объемный вес т/м3 |
Модуль упругости тс/м2 |
||
|
Колонны |
B30 |
A3 |
A1 |
2.5 |
3e+006 |
|
Балки |
B30 |
A3 |
A1 |
2.5 |
3e+006 |
|
Стены |
B20 |
A1 |
A1 |
2.5 |
3e+006 |
|
Плиты |
B25 |
A3 |
A3 |
2.5 |
3e+006 |
|
Фундаменты |
B12.5 |
A3 |
2.5 |
3e+006 |
|
|
Фунд. плиты |
B20 |
A3 |
A3 |
2.5 |
3e+006 |
|
Перегородки |
2.5 |
Суммарные вертикальные нагрузки
|
Постоянная, тс |
Длительная, тс |
Кр. времен., тс |
|
Нагрузки на отметке низа стен и колонн 1-го этажа |
||
|
1026.115 |
2.081 |
387.761 |
|
Собственный вес фундаментных плит и дополнительные нагрузки на них |
||
|
0 |
0 |
0 |
Фундаменты под колоннами
Материалы: B12.5, A3, A3
|
b - размер стороны сечения подколонника h - размер стороны сечения подколонника H - высота подколонника bf - размер стороны сечения плитной части hf - размер стороны сечения плитной части Hf - высота плитной части |
|
N,тс - вертикальная сила Qy,тс - горизонтальная сила вдоль оси Y1 Qz,тс - горизонтальная сила вдоль оси Z1 Нагрузки приложены в верхнем уровне подколонника |
|
№ |
Вид |
Постоянная |
Длительная |
Кр. времен. |
Сейсмика 1 |
Сейсмика 2 |
Ветер 1 |
Ветер 2 |
|
Фундамент под колонной №1 b=0.3м, h=0.4м, H=0.8м, bf=1.3м, hf=1.6м, Hf=0.4м |
||||||||
|
1 |
N Qy Qz |
33.77 0 0 |
0.042 0 0 |
24.537 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
|
Фундамент под колонной №2 b=0.15м, h=0.15м, H=0.9м, bf=0.4м, hf=0.4м, Hf=0.3м |
||||||||
|
2 |
N Qy Qz |
1.719 0 0 |
0.034 0 0 |
-1.002 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
|
Фундамент под колонной №3 b=0.15м, h=0.15м, H=0.9м, bf=0.6м, hf=0.4м, Hf=0.3м |
||||||||
|
3 |
N Qy Qz |
4.782 0 0 |
0.064 0 0 |
0.045 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
|
Фундамент под колонной №4 b=0.3м, h=0.4м, H=0.9м, bf=0.6м, hf=0.5м, Hf=0.3м |
||||||||
|
4 |
N Qy Qz |
17.202 0 0 |
0.022 0 0 |
11.075 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
Фундаменты под стенами
Материалы: B12.5, A3, A3
|
b - толщина стенки l - длина стенки H - высота стенки bf - толщина плитной части lf - длина плитной части Hf - высота плитной части |
|
qH,тс/м - вертикальная равномерно-распределенная сила по длине стены Pl,тс - горизонтальная сосредоточенная сила Mb,тс - изгибающий момент Нагрузки приложены в верхнем уровне стенки |
|
№ |
Вид |
Постоянная |
Длительная |
Кр. времен. |
Сейсмика 1 |
Сейсмика 2 |
Ветер 1 |
Ветер 2 |
|
Фундамент под внешнюю стену |
||||||||
|
1 |
qH Pl Mb |
8.763 0 2.037 |
0.013 0 0.781 |
3.819 0 -42.504 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
|
Фундамент под внутреннюю стену |
||||||||
|
2 |
qH Pl Mb |
9.381 0 -65.987 |
0.033 0 -0.503 |
3.778 0 -35.341 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
0 0 0 |
По вычисленным нагрузкам в программе «BASE» подбираем ширину подушки:
Конструктивная схема здания:
Жёсткая при 1.5<(L/H)<4
Наличие подвала:
Да
Фундамент под крайнюю стену
Исходные данные для расчёта:
Удельный вес грунта 1.9 тс/м3
Удельное сцепление грунта 0.2 тс/м2
Угол внутреннего трения 16 °
Расстояние до грунтовых вод (Hv) -25 м
Высота фундамента (H) 3.5 м
Глубина подвала (dp) 3.05 м
Ширина подвала (Bp) 6 м
Высота грунта в подвале выше подошвы фундамента (hs) 3 м
Вес 1 м2 пола подвала (Pp) 0.12 тс/м2
Нагрузка на отмостку (только для расчета горизонтального давления) (qv) 0тс/м2
Усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке 1.15
Расчетные нагрузки на фундамент:
Наименование Величина Ед. измерения Примечания
N 9 тс/п. м.
My 0 тс*м/п. м.
Qx 0 тс/п.м.
q 0 тс/м2 на грунт
Выводы:
Максимальная ширина подошвы по расчёту по деформациям b=1.49 м
Расчётное сопротивление грунта основания 19.54 тс/м2
Максимальное напряжение под подошвой в основном сочетании 23.37 тс/м2
Минимальное напряжение под подошвой в основном сочетании 1.53 тс/м2
Наличие подвала:
Да
Фундамент под внутренюю стену
Исходные данные для расчёта:
Удельный вес грунта 1.9 тс/м3
Удельное сцепление грунта 0.2 тс/м2
Угол внутреннего трения 16 °
Расстояние до грунтовых вод (Hv) -25 м
Высота фундамента (H) 3.5 м
Глубина подвала (dp) 3.05 м
Ширина подвала (Bp) 6 м
Высота грунта в подвале выше подошвы фундамента (hs) 3 м
Вес 1 м2 пола подвала (Pp) 0.12 тс/м2
Нагрузка на отмостку (только для расчета горизонтального давления) (qv) 0тс/м2
Усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке 1.15
Расчетные нагрузки на фундамент:
Наименование Величина Ед. измерения Примечания
N 6.2 тс/п. м.
My 0 тс*м/п. м.
Qx 0 тс/п.м.
q 0 тс/м2 на грунт
Выводы:
Максимальная ширина подошвы по расчёту по деформациям b=1.41 м
Расчётное сопротивление грунта основания 19.47 тс/м2
Максимальное напряжение под подошвой в основном сочетании 23.28 тс/м2
Отрыв подошвы 5.3 %
3.7 Расчет монолитного плитного железобетонного фундамента.
Расчет произведен в программном комплексе «Мономах»
Изополя перемещений, моментов и перерезывающих сил приведены в приложении Ж.
Кол.уч.
Дата
Подпись
4ГС1.1.00000ПЗ
Лист
Лист № док
Изм.