на тему- Проектирование столбчатого и свайного фундамента под железобетонное каркасное здание С
Работа добавлена на сайт samzan.net:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра оснований, фундаментов и подземных сооружений
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
для курсового проекта №1 по дисциплине
«Основания и фундаменты»
на тему: «Проектирование столбчатого и свайного фундамента
под железобетонное каркасное здание»
Студента 4 курса ПГС – 64 е группы
специальности «Промышленное и гражданское строительство»
Глазкин С. В.
Руководитель Кухар А. В.
Национальная шкала ______________________________
Количество баллов _________ Оценка ECTS: _________
Макеевка 2013
ЗАДАНИЕ
План строительной площадки
г. Новосибирск
Схема здания
Станция очистки сточных вод
План
Разрез 1-1
Мощность слоев по скважинам, м
|
№ слоя \ Скважина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Глубина УГВ, м |
|
1 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,7 |
0,6 |
0,4 |
3,5 |
|
2 |
2 |
2,7 |
3 |
3,2 |
2,5 |
1,8 |
|
|
3 |
4,1 |
4,8 |
5,5 |
5 |
4,5 |
4,2 |
Мощность 4 слоя не ограничена.
Характеристики грунта
|
№ слоя |
Грунт |
γs, kN\m3 |
γ, kN\m3 |
W |
WL |
WP |
E, MPa |
φ, град. |
С, kPa |
|
1 |
Почвенно-растительный |
26,2 |
12 |
0,14 |
|||||
|
2 |
Песок средней крупности |
26,8 |
19 |
0,15 |
- |
- |
38 |
37 |
2 |
|
3 |
Песок средней крупности |
26,9 |
19,6 |
0,15 |
- |
- |
35 |
35 |
1 |
|
4 |
Пылевато-глинистый |
27 |
19 |
0,15 |
0,28 |
0,15 |
22 |
24 |
31 |
Описание основных физико-механических характеристик:
удельный вес минеральных частиц γ s,
удельный вес грунта γ;
природная влажность w;
влажность на границах пластичности wp и текучести wL,
прочностные (угол внутреннего трения φ , удельное сцепление c)
деформационные (модуль деформации E)
Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства
Для оценки строительных свойств каждого слоя (за исключением почвенно-растительного) определяются производные и классификационные характеристики:
|
№ слоя |
γd, kN\m3 |
e |
γsb, kN\m3 |
Sr |
Ip |
IL |
Wsat |
IL sat |
|
2 слой |
16,52 |
0.6223 |
10.36 |
0.6459 |
- |
- |
0.2322 |
- |
|
3 слой |
17.04 |
0.5786 |
10.705 |
0.697 |
- |
- |
0.2151 |
- |
|
4 слой |
23.478 |
0.15 |
14.78 |
2.7 |
0.13 |
0 |
0.056 |
- |
Из полученных данных можно сделать вывод, что:
2 слой: Sr=0.65 – влажный; e=0.62 - средней плотности;
3 слой: Sr=0.67 – влажный; e=0.58 – средней плотности;
4 слой: Ip=0.13 – суглинки; IL=0 – полутвердые;
грунты с e>1 не пригодны к строительству, а с e=0.4-0.6 – прочные.
Инженерно-геологический разрез по скважинам 1-3-4-2
Определение усилий передающихся от колонны фундаменту
Сбор нагрузок
Нагрузки от стеновых панелей
Стены
Эксплуатационная нагрузка:
Ne=yfe*Ast*tst*yb*k=1*18*0,35*12*0,7=52,92 kN,
Расчетная:
Nm=1.1*18*0.35*12*0.7=58.212 kN
Ast=het*Sk=3*6=18 m2 – площадь стены, м2
het – высота этажа, м
Sk – шаг колонн, м
tst=0.35 m – толщина стены, м
yb=12 kN\m3 – удельный вес плиты
k=0.7 – коэф. проемов
yfe (yfm) – коэф. надежности по нагрузке
Парапет (размером 6х1х0,35): Ne=25.2 kN; Nm=27.72 kN;
Нагрузки от перекрытия
Постоянные от сборной плиты перекрытия, засыпка, цементная стяжка:
ge=4.74 kPa gm=ge*yf=5,54 kPa
Переменные от равномерно распределенной:
ge=2 kPa gm=2*1.2=2.4 kPa
Всего:
ge=6.74 kPa gm=7.94 kPa
Нагрузки на покрытие
Снеговая:
Sm=yfm*S0*C=1.14*2.4*1=2.736 kPa
S0=2.4 kPa (4 климатический район)
yfm=1.14 (100 лет)
С=μ*Ce*Calt=1*1*1=1
Se=yfe*S0*C=0.88*2.4*1=2.112 kPa
|
Вид нагрузки |
gn, kPa |
yfe |
ge, kPa |
yfm |
gm, kPa |
|
Постоянная |
|||||
|
Сборная плита |
3 |
1 |
3 |
1,1 |
3,3 |
|
Цементная стяжка |
0,4 |
1 |
0,4 |
1,3 |
0,52 |
|
Пароизоляция |
0,03 |
1 |
0,03 |
1,3 |
0,04 |
|
Засыпка |
2,72 |
1 |
2,72 |
1,3 |
3,54 |
|
Цементная стяжка |
0,6 |
1 |
0,6 |
1,3 |
0,78 |
|
Кровля |
0,2 |
1 |
0,2 |
1,3 |
0,26 |
|
Итого |
6,95 |
8,44 |
|||
|
Переменная |
|||||
|
Снеговая |
2,4 |
0,88 |
2,112 |
1,14 |
2,736 |
|
Равномерно распределенная |
0,5 |
1 |
0,5 |
1,3 |
0,65 |
|
Итого |
2,612 |
3,386 |
|||
|
Всего |
9,562 |
11,676 |
Ветровая нагрузка
Wm=yfm*W0*C
W0=0.38 kPa (3 ветровой район)
yfm=1.14
C=Caer*Ch*Calt*Crel*Cdir*Cd=1.4*1.6*1*1*0.9*1=2.016
Wm=1.14*0.38*2.016=0.874 kPa
We=0.42*0.38*2.016=0.322 kPa
Нагрузка на 1 м п ригеля, кН/м
|
Постоянные |
Полные |
|||
|
ge |
gm |
ge |
gm |
|
|
Перекрытие |
28.44 |
33.24 |
40.44 |
47.64 |
|
Покрытие |
41.7 |
50.64 |
57.37 |
70.06 |
Нагрузка на колонны от стеновых панелей
Эксцентриситет от веса колон:
e=(tst+jk)\2=(0.35+0.6)\2=0.475 m
Стены
Ne=52.92 kN Me=Ne*e=52.92*0.475=25.14 kNm
Nm=58.212 kN Mm=27.65 kNm
Парапет
Ne=25.2 kN Me=11.97 kNm
Nm=27.72 kN Mm=13.17 kNm
Горизонтальная нагрузка на раму в уровне перекрытий от ветра
W=B[w*h/2+(w-w)*h/3+w*h/2+(w-w)*h/6]
Эксплуатационные на уровне 0,000
We(0)=6*(0.322*3/2)=2.898 kN
Предельные на уровне 0,000
Wm(0)=6*(0.874*3/2)=7.87 kN
We(3)=6*((0.322*3/2)*2)=5.8 kN
Wm(3)=6*((0.874*3/2)*2)=15.7 kN
We,m(6)=We,m(3)
We(9)=6*(0.322*3/2+0.322*1/2)=3.87 kN
Wm(9)=6*(0.874*3/2+0.874*1/2)=10.5 kN
We(10)=6*(0.322*1/2)=0.97 kN
Wm(10)=6*(0.874*1/2)=2.62 kN
Моментные нагрузки от парапета высотой 1 м
Mwe(9)=0.97*1=0,97 kNm
Mwm(9)=2.62*1=2.62 kNm
Статический расчет рамы
Расчет провожу на ЭВМ. Усилия на фундаменты нахожу из статического расчета рамы при условии жесткого защемления колонн на уровне обреза фундамента. Принимаю ригель в виде бруса 40х40 и стойки 40х60 из ЖБК. Расчет веду по нагрузкам 1 группы предельных состояний.
Рассматриваю 3 загружения рамы:
1. от постоянных нагрузок
2. полные вертикальные нагрузки
3. переменные горизонтальные нагрузки
Собственный вес рамы учтен с удельным весом элементов 25 кН\м3.
Варианты загружения:
1. от постоянных нагрузок
2. полные вертикальные нагрузки
3. переменные горизонтальные нагрузки
Эпюры изгибающих моментов:
1. от постоянных нагрузок
2. полные вертикальные нагрузки
3. переменные горизонтальные нагрузки
Усилия передаваемые колонной на фундамент, кН; кНм:
|
1 загр |
N |
M |
Q |
|
Ось А |
-940,47 |
-116,69 |
84,4796 |
|
Ось Б |
-2224,5 |
-230,19 |
197,142 |
|
Ось В |
-1537 |
273,16 |
-281,62 |
|
2 загр |
N |
M |
Q |
|
Ось А |
-1150,4 |
-151,34 |
109,879 |
|
Ось Б |
-2838,7 |
-295,22 |
252,79 |
|
Ось В |
-1915,8 |
351,876 |
-362,67 |
|
3 загр |
N |
M |
Q |
|
Ось А |
6,80925 |
38,5051 |
-14,345 |
|
Ось Б |
-4,5425 |
39,4265 |
-15,717 |
|
Ось В |
-2,2667 |
34,9467 |
-11,838 |
Сочетания нагрузок, кн; кНм:
|
Ось А |
|||
|
N |
M |
Q |
|
|
Nmax |
-933,662 |
-78,1865 |
70,13467 |
|
Nmin |
-1143,62 |
-112,839 |
95,53368 |
|
Ось Б |
|||
|
N |
M |
Q |
|
|
Nmax |
-2229,08 |
-190,763 |
181,4251 |
|
Nmin |
-2843,29 |
-255,798 |
237,0729 |
|
Ось В |
|||
|
N |
M |
Q |
|
|
Nmax |
-1539,31 |
308,1062 |
-293,46 |
|
Nmin |
-1918,05 |
386,8224 |
-374,506 |
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТОЛБЧАТОГО ФУНДАМЕНТА
Определение глубины заложения столбчатого фундамента
Глубина заложения подошвы фундаментов назначается в соответствии с требованиями ДБН «Основания и фундаменты» с учетом конструктивных особенностей здания, рельефа поверхности участка, геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, глубины сезонного промерзания грунтов.
d – Глубина заложения, м.
d >= 0.5 m
d>=hf+h4>=0.85+0.15=1 m
hf>=h1+h2+h3>=0.2+0.05+0.6>=0.85 m
hf – высота фундамента ;
h1 – толщина бетонной плиты под стаканом, принимается не менее 0,2 м;
h2 – рихтовочный зазор под колонну, принимается равным 0,05 м;
h3 – глубина заделки колонны в стакан, принимается не менее большей стороны сечения
колонны, м;
h4 – толщина конструкции пола, принимается равной 0,15 м;
Глубина заложения подошвы фундамента не зависит от глубины сезонного промерзания , если под подошвой фундамента залегают: пески средней крупности;
Принимаю d = 1 м.
Расчетная глубина промерзания:
df=kh*dfn=0.8*0.85=0.68 m
Определение размеров фундамента в плане
Критерии выбора размеров подошвы фундамента основываются на требованиях расчета оснований по предельным состояниям. Согласно ДБН расчет фундаментов по второй группе предельных состояний (деформациям) ведется в предположении линейной деформируемости основания, которая реализуется при выполнении следующих условий:
Pср<=R; Pmax<=1,2R; Pmin>0;
Pcp – среднее давление по подошве фундамента, кПа.
R – расчетное сопротивление основания, кПа.
Pmax и Pmin – краевые давления, кПа.
Pcp=Fv\b\l+ymt*d
Fv - результирующая вертикальная сила на обрез фундамента, кН;
b и l – соответственно ширина и длина подошвы фундамента , м;
ymt=22 кН/м3 – осредненный удельный вес фундамента и грунта на его уступах
d=1 – глубина заложения подошвы фундамента от поверхности планировки, м.
l = ab (для центрально нагруженных фундаментов a = 1, а для внецентренно нагруженных a рекомендуется принимать в диапазоне 1,2…1,8 в зависимости от соотношения вертикальной нагрузки и изгибающего момента, действующих на обрез фундамента.
Краевые давления под подошвой фундамента
Pmax(min)=Pcp±(M+Fh*hf)/W
Fh – результирующая горизонтальная сила на обрез фундамента , кН;
W – момент сопротивления подошвы фундамента
W = b l²/6 - прямоугольных
Расчетное сопротивление грунта
R=yc1*yc2/k*(My*kz*b*y2*+Mq*d1*y’2+(Mq-1)*db*y’2+Mc*c2)
yc1=1.4 и yc2=1.3 – соответственно коэффициенты условий работы грунтового основания ;
k = 1,1 – если они определены по таблицам;
My=1.95, Mq=8.81 и Mc=10.37 – коэффициенты. зависящие от значения φ 2 грунта, залегающего
под подошвой фундамента
kz – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м – kz = 1
b – ширина подошвы фундамента ;
y2=19 и y’2=19 – осредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих
соответственно ниже и выше подошвы фундамента ;
c2=2 – расчетное значение удельного сцепления грунта под подошвой фундамента ;
d1=1 – расчетное значение глубины заложения фундамента ;
db=0 – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м
R=1.4*1.3/1.1*(1.95*1*b*19+8.81*1*19+10.37*2)
Расчет провожу графо-аналитическим способом.
|
Ось |
Fv, kN |
M, kNm |
Q, kN |
b, m |
Pcp, kPa |
R,kPa |
1.2*R, kPa |
Pmax, kPa |
Pmin, kPa |
|
А |
1144 |
113 |
96 |
2.3 |
239 |
330 |
395 |
335 |
143 |
|
Б |
2844 |
256 |
237 |
3 |
338 |
372 |
446,5 |
339.8 |
237 |
|
В |
1918 |
387 |
375 |
3 |
235 |
372 |
446,5 |
392 |
78,3 |
На ЭВМ рассчитываю графики функций Pcp(b); Pmax(b); R(b);
Удовлетворительные условия
Ось А: Pcp=239 kPa < R=330 kPa; Pmax=335 kPa < 1.2*R=395 kPa; Pmin=143 kPa > 0;
Ось Б: Pcp=338 kPa < R=372 kPa; Pmax=339.8 kPa < 1.2*R=446,5 kPa; Pmin=237 kPa > 0;
Ось В: Pcp=235 kPa < R=372 kPa; Pmax=392 kPa < 1.2*R=446,5 kPa; Pmin=78,3 kPa > 0;
Ось А
Ось Б
Ось В
Расчет деформаций основания фундамента
Необходимо проверить условие: S <= Su,
S – осадка основания,
Su – предельно допустимая нормативная осадка.
Конечная осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи определяется методом послойного суммирования:
S=β*∑(σzp,i*hi/Ei)
β=0.8 – безразмерный коэф.
σzp,i - среднее значение дополнительного вертикального напряжения
hi=0.2*b=0.2*3=0.6 m – толщина i-того элементарного слоя
Ei – модуль деформаций
σzp=α*P0,
α - коэффициент, учитывающий распределение дополнительных напряжений по глубине,
определяемый по таблице.
P0=Pcp-σzg,0 – дополнительное вертикальное давление на основание
σzg,0=14.1 kPa - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне
заложения подошвы фундамента.
σzg,0=γ*d=14,1*1=14,1 kPa,
γ=(12*0.7+19*0.3)/(0.7+0.3)=14.1 kN/m3 - удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента
d=1 m - глубина заложения фундамента от поверхности планировки
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта:
σzg=σzg,0+∑(γ*hi)
Для слоев водопроницаемого грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, но выше водоупора, удельный вес грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания (НГСТ) принимается на глубине z = Hc
σzp,i<=0.2*σzg,i
Нижнюю границу сжимаемой толщи определяю графически, а расчет веду в табличной форме.
Предельно допустимую осадку определяю по ДБН В.2.1-10-2009 Додаток И т. И.1
Производственные многоэтажные здания с полным каркасом из ЖБК
Максимально допустимая осадка Smax,u=10 см
Относительная разница осадок (dS/L)u=0.002
Осадка фундамента по оси А
b=2.3 m P0=Pcp-Gzg,0=239-14.1=224.9 kPa l/b=1 НГСТ: 5,4 м
|
# |
hi, m |
z, m |
ksi |
alfa |
Gzg,I, kPa |
Gzp,i, Kpa |
sr Gzp,i, kPa |
0,2Gzg |
Ei, kPa |
y, kN/m3 |
Si, m |
|
0 |
0,6 |
0 |
0,0 |
1 |
25,5 |
224,9 |
213,655 |
5,1 |
|
19 |
0,002699 |
|
1 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,9 |
36,9 |
202,41 |
7,38 |
38000 |
19 |
|
|
|
2 |
0,6 |
1,2 |
1,0 |
0,703 |
48,66 |
158,1047 |
129,5424 |
9,732 |
35000 |
19,6 |
0,001777 |
|
3 |
0,6 |
1,8 |
1,6 |
0,449 |
60,42 |
100,9801 |
12,084 |
35000 |
19,6 |
|
|
|
4 |
0,6 |
2,4 |
2,1 |
0,31 |
66,672 |
69,719 |
60,61055 |
13,3344 |
35000 |
10,42 |
0,000831 |
|
5 |
0,6 |
3 |
2,6 |
0,229 |
72,924 |
51,5021 |
14,5848 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
6 |
0,6 |
3,6 |
3,1 |
0,17 |
79,176 |
38,233 |
32,94785 |
15,8352 |
35000 |
10,42 |
0,000452 |
|
7 |
0,6 |
4,2 |
3,7 |
0,123 |
85,428 |
27,6627 |
17,0856 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
8 |
0,6 |
4,8 |
4,2 |
0,099 |
91,68 |
22,2651 |
20,4659 |
18,336 |
35000 |
10,42 |
0,000447 |
|
9 |
0,6 |
5,4 |
4,7 |
0,083 |
103,08 |
18,6667 |
20,616 |
22000 |
19 |
|
|
|
10 |
0,6 |
6 |
5,2 |
0,067 |
114,48 |
15,0683 |
13,83135 |
22,896 |
22000 |
19 |
|
|
11 |
0,6 |
6,6 |
5,7 |
0,056 |
125,88 |
12,5944 |
25,176 |
22000 |
19 |
|
|
|
12 |
0,6 |
7,2 |
6,3 |
0,047 |
137,28 |
10,5703 |
9,78315 |
27,456 |
22000 |
19 |
|
|
13 |
0,6 |
7,8 |
6,8 |
0,04 |
148,68 |
8,996 |
29,736 |
22000 |
19 |
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,006205 |
S=0.62 cm < Smax,u=10 cm удовлетворительно
Осадка фундамента по оси Б
b=3 m P0= Pcp-Gzg,0=338-14.1=323,9 kPa l/b=1 НГСТ: 6,9 м
|
# |
hi, m |
z, m |
ksi |
alfa |
Gzg,I, kPa |
Gzp,I, Kpa |
sr Gzp,I, kPa |
0,2Gzg |
Ei, kPa |
y |
Si, m |
|
0 |
0,6 |
0 |
0 |
1 |
22,56 |
323,9 |
317,422 |
4,512 |
|
14,1 |
0,00401 |
|
1 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,96 |
33,96 |
310,944 |
6,792 |
38000 |
19 |
|
|
|
2 |
0,6 |
1,2 |
0,8 |
0,8 |
45,72 |
259,12 |
227,7017 |
9,144 |
35000 |
19,6 |
0,003123 |
|
3 |
0,6 |
1,8 |
1,2 |
0,606 |
57,48 |
196,2834 |
11,496 |
35000 |
19,6 |
|
|
|
4 |
0,6 |
2,4 |
1,6 |
0,449 |
69,24 |
145,4311 |
127,1308 |
13,848 |
35000 |
19,6 |
0,001744 |
|
5 |
0,6 |
3 |
2 |
0,336 |
75,492 |
108,8304 |
15,0984 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
6 |
0,6 |
3,6 |
2,4 |
0,257 |
81,744 |
83,2423 |
74,1731 |
16,3488 |
35000 |
10,42 |
0,001017 |
|
7 |
0,6 |
4,2 |
2,8 |
0,201 |
87,996 |
65,1039 |
17,5992 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
8 |
0,6 |
4,8 |
3,2 |
0,16 |
94,248 |
51,824 |
47,12745 |
18,8496 |
35000 |
10,42 |
0,001028 |
|
9 |
0,6 |
5,4 |
3,6 |
0,131 |
105,648 |
42,4309 |
21,1296 |
22000 |
19 |
|
|
|
10 |
0,6 |
6 |
4 |
0,108 |
117,048 |
34,9812 |
32,22805 |
23,4096 |
22000 |
19 |
0,000703 |
|
11 |
0,6 |
6,6 |
4,4 |
0,091 |
128,448 |
29,4749 |
25,6896 |
22000 |
19 |
|
|
|
12 |
0,6 |
7,2 |
4,8 |
0,077 |
139,848 |
24,9403 |
23,3208 |
27,9696 |
22000 |
19 |
|
|
13 |
0,6 |
7,8 |
5,2 |
0,067 |
151,248 |
21,7013 |
30,2496 |
22000 |
19 |
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,011624 |
S=1,16 cm < Smax,u=10 cm удовлетворительно
Осадка фундамента по оси В
b=3 m P0= Pcp-Gzg,0=235-14.1=220,9 kPa l/b=1 НГСТ: 6,2 м
|
# |
hi, m |
z, m |
ksi |
alfa |
Gzg,I, kPa |
Gzp,I, Kpa |
sr Gzp,I, kPa |
0,2Gzg |
Ei, kPa |
y |
Si, m |
|
0 |
0,6 |
0 |
0,0 |
1 |
25,5 |
220,9 |
216,482 |
5,1 |
|
19 |
0,002735 |
|
1 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,96 |
36,9 |
212,064 |
7,38 |
38000 |
19 |
|
|
|
2 |
0,6 |
1,2 |
0,8 |
0,8 |
48,66 |
176,72 |
155,2927 |
9,732 |
35000 |
19,6 |
0,00213 |
|
3 |
0,6 |
1,8 |
1,2 |
0,606 |
60,42 |
133,8654 |
12,084 |
35000 |
19,6 |
|
|
|
4 |
0,6 |
2,4 |
1,6 |
0,449 |
66,672 |
99,1841 |
86,70325 |
13,3344 |
35000 |
10,42 |
0,001189 |
|
5 |
0,6 |
3 |
2,0 |
0,336 |
72,924 |
74,2224 |
14,5848 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
6 |
0,6 |
3,6 |
2,4 |
0,257 |
79,176 |
56,7713 |
50,5861 |
15,8352 |
35000 |
10,42 |
0,000694 |
|
7 |
0,6 |
4,2 |
2,8 |
0,201 |
85,428 |
44,4009 |
17,0856 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
8 |
0,6 |
4,8 |
3,2 |
0,16 |
91,68 |
35,344 |
32,14095 |
18,336 |
35000 |
10,42 |
0,000701 |
|
9 |
0,6 |
5,4 |
3,6 |
0,131 |
103,08 |
28,9379 |
20,616 |
22000 |
19 |
|
|
|
10 |
0,6 |
6 |
4,0 |
0,108 |
114,48 |
23,8572 |
21,97955 |
22,896 |
22000 |
19 |
0,00048 |
|
11 |
0,6 |
6,6 |
4,4 |
0,091 |
125,88 |
20,1019 |
25,176 |
22000 |
19 |
|
|
|
12 |
0,6 |
7,2 |
4,8 |
0,077 |
137,28 |
17,0093 |
15,9048 |
27,456 |
22000 |
19 |
|
|
13 |
0,6 |
7,8 |
5,2 |
0,067 |
148,68 |
14,8003 |
29,736 |
22000 |
19 |
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,007928 |
S=0.79 cm < Smax,u=10 cm удовлетворительно
Расчет фундаментной плиты на продавливание
Q <= α*bp*h0*Rbt
Q – продавливающая сила
α – коэф. зависящий от вида бетона. Для тяжелого α=1
bp – средний периметр граней пирамиды продавливания
h0=0,47 м – высота пирамиды
Rbt=0,75 Мпа – расчетное сопротивление бетона растяжению (принимаю бетон B12,5)
Расчет веду по 4 сторонам , так как фундамент квадратный в плане
bp=2*(buc+luc+2*h0)=2*(0,4+0,6+2*0,47)=4,68 м
buc; luc – длина и ширина колоны (колонны по заданию 0,4х0,6)
Q=Fv*(A-Ap)/A
Fv – вертикальная сила на обрез фундамента
A – площадь фундаментной плиты
Ap – площадь большего основания пирамиды продавливания
Ap=(buc+2*h0)*(luc+2*h0)=(0.4+2*0.47)*(0.6+2*0.47)=2.06 m2
|
Ось |
Fv, kN |
b, m |
A, m2 |
Q, kN |
|
А |
1144 |
2.3 |
5.29 |
698.5 |
|
Б |
2844 |
3 |
9 |
2193 |
|
В |
1918 |
3 |
9 |
1479 |
α*bp*h0*Rbt=1*4.68*0.47*0.75=1650 kN
Для фундаментов по всем осям продавливающая сила не превышает усилия которое может быть воспринято бетоном фундамента.
Расчет фундаментной плиты на изгиб
Изгибающий момент в расчетном сечении
Mc=Pc*c^2/2+(Pmax-Pc)*c^2/3
Pc=Pmax-(Pmax-Pmin)*c/b – давление в расчетном сечении, кПа
|
Ось |
Pc, kPa |
Pmax, kPa |
Pmin, kPa |
c, m |
b, m |
Mc, kNm |
|
А |
Pc1=310 Pc2=284.9 |
335 |
143 |
с1=0,3 с2=0,6 |
2,3 |
Mc1=14.69 Mc2=57.29 |
|
Б |
Pc1=329.5 Pc2=319.24 |
339,8 |
237 |
3 |
Mc1=15.14 Mc2=59.93 |
|
|
В |
Pc1=360.6 Pc2=329.26 |
392 |
78,3 |
3 |
Mc1=17.17 Mc2=66.8 |
Армирование принимаю арматурой А-III Rsc=365 MPa
h01=300-30=270 mm h02=600-30=570 mm a=30 mm
Asc=Mc/(0.9*h0*Rsc), cm2 – расчетная площадь арматуры.
|
Ось |
Asc,1, cm2 |
Принято |
Шаг, мм |
Asc,2, cm2 |
Принято |
Шаг, мм |
|
А |
1,66 |
4⌀8 As=2.01 cm2 |
250 |
3,06 |
4⌀10 As=3.14 cm2 |
250 |
|
Б |
1,7 |
4⌀8 As=2.01 cm2 |
250 |
3,2 |
5⌀10 As=3.93 cm2 |
200 |
|
В |
1,94 |
4⌀8 As=2.01 cm2 |
250 |
3,57 |
5⌀10 As=3.93 cm2 |
200 |
Расчет подколонника
Изгибающий момент в расчетом сечении
Mпод=M+Fh*z, kNm
z=350 мм – растояние от расчетного сечения подколонника до обреза фундамента
As=Mпод/(h-a-a’)/Rs, cm2 – расчетная площадь арматуры
h=1,11 m – высота сечения подколонника
|
Ось |
M, kNm |
Fh, kN |
Мпод, кНм |
As, cm2 |
Принято |
|
А |
113 |
96 |
146,6 |
3,83 |
2⌀16 As=4.02 cm2 |
|
Б |
256 |
237 |
338,95 |
8,85 |
3⌀20 As=9.41 cm2 |
|
В |
387 |
375 |
518,25 |
13,52 |
3⌀25 As=14.73 cm2 |
Расчет на смятие бетона под колонной
N <= Rb,loc*Aloc*ψloc
ψloc =1 – коэф. зависящий от эксцентриситета
Aloc=buc*luc=0.6*0.4=0.24 m2
Апод=0,7*0,7=0,49 m2 – площадь подколонника
Rb,loc=φloc*Rb=1.269*13050=16540.5 kPa
φloc=(Aпод/Aloc)^(1/3)=(0.49/0.24)^(1/3)=1.269
Rb,loc*Aloc*ψloc=16540.5*0.24*1=3974 kN
|
Ось |
N, kN |
|
А |
1144 |
|
Б |
2844 |
|
В |
1918 |
Условие выполняется для каждого фундамента.
Расчет стакана
Эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки
e0=(M+Fh*z)/Fv, m
luc/2=0.6/2=0.3 luc/6=0.1
так как e0 в пределах от 0,1 до 0,3 для каждого фундамента расчет площади арматуры проводится:
Asw=M+Q*zc-0.7*N*e0/(Rsw*∑zsw), cm2
zc=0.35 m – глубина стакана
zsw=0.08 m – шаг поперечной арматуры
|
Ось |
e0 |
M, kNm |
Fh, kN |
Fv, kN |
Asw, cm2 |
Принято |
|
А |
0,128 |
113 |
96 |
1144 |
3,77 |
4⌀12 As=4.52 cm2 |
|
Б |
0,119 |
256 |
237 |
2844 |
8,7 |
4⌀18 As=10.18 cm2 |
|
В |
0,27 |
387 |
375 |
1918 |
13,3 |
4⌀22 As=15.2 cm2 |
Проверка на раскалывание фундаментной плиты
Рассматриваются две возможные схемы раскалывания фундамента по продольной и поперечной оси.
N <= (1+buc/luc)*μ*ys*Al*Rbt
μ=0.75 – коэф. трения
ys=1.3
Rbt=0.75 MPa
buc=0.4 m luc=0.6 m
|
Ось |
N, kN |
Al, m2 |
(1+buc/luc)*μ*ys*Al*Rbt |
|
А |
1144 |
2,3*0,3+1,7*0,3=1,2 |
1462,5 |
|
Б |
2844 |
3*0,3+2,4*0,3=1,62 |
1974,3 |
|
В |
1918 |
3*0,3+2,4*0,3=1,62 |
1974,3 |
Так как для фундамента по оси Б условие не удовлетворительно, то назначаю бетон B20 Rbt=1150 MPA
Тогда (1+buc/luc)*μ*ys*Al*Rbt=3027,3 kN, что удовлетворительно.
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
Выбор типа свайного фундамента
Принимаю забивные призматические сваи, висячие. С жестким защемлением в ростверке.
По оси А принимаю сваю 20х20 длиной 3 м.
По оси Б принимаю сваю 20х20 длиной 5 м.
По оси В принимаю сваю 20х20 длиной 5 м.
Принимаю куст из 4 свай. Расстояние между колонами 0,8 м.
Выбор ростверка
Принимаю ростверк высотой 600 мм. Принимаю конструкцию высокого ростверка. Это означает, что сопротивление грунта под подошвой ростверка в расчетах не учитывается. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df=0.68 m (г. Новосибирск). Уровень обреза фундамента (верх ростверка) принимаю как и для столбчатого фундамента. Тогда подошва ростверка будет на глубине d=0.15+0.6=0.75 m. Значит можно не устраивать подсыпку для исключения сил морозного печения грунта.
Расчет несущей способности свай
Fd=yc*(ycr*R*A+u*∑ycf*fi*hi)
yc=1; ycr=1; ycf=1 – коэф. условий работы грунта
R, кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи
принимаемое по таблице Н.2.1 ДБН в зависимости от глубины (5 м) сваи
A – площадь поперечного сечения сваи
u – периметр боковой поверхности сваи
fi – расчетное сопротивление слоя грунта по боковой поверхности сваи
принимаю по т. Н.2.2 ДБН в зависимости от средней глубины расположения слоя
hi – толщина слоя грунта
N=Nd/n+M*y/y^2 – продольная сила
Q=Qd/n – поперечная сила
n – количество свай в кусте
y – расстояние от центра приложения нагрузки до центра сваи
Ось А
Fd=1*(1*3100*(0.2*0.2)+(3+0.2)*2*[(1*35*2)+(1*48*1)]=879.2 кН
Fd/yk=879.2/1.4=628 kN
N=1144/4+113*0,4/0,4^2=568,5 kN < Fd/yk=628 kN
Ось Б
Fd=1*(1*3400*(0.2*0.2)+(5+0.2)*2*[(1*35*2)+(1*48*3)]=2361.6 кН
Fd/yk=2361.6/1.4=1686.9 kN
N=2844/4+256*0.4/0.4^2=1351 kN < Fd/yk=1687 kN
Ось В
Fd=1*(1*3400*(0.2*0.2)+(5+0.2)*2*[(1*35*2)+(1*48*3)]=2361.6 кН
Fd/yk=2361.6/1.4=1686.9 kN
N=1918/4+387*0.4/0.4^2=1447 kN < Fd/yk=1687 kN
Расчет осадок свайного фундамента
Расчет свайного фундамента и его основания по деформациям производится как для условного фундамента на естественном основании.
Среднее давление по подошве условного фундамента
Pcp=(Fv+Fv,sv+Fv,gr)/(busl*lusl)
Fv,sv – нагрузка от веса свай
Fv, gr – нагрузка от веса грунта в условном фундаменте
busl; lusl – размеры подошвы условного фундамента
Pср<=R; Pmax<=1,2R; Pmin>0;
Pcp – среднее давление по подошве фундамента, кПа.
R – расчетное сопротивление основания, кПа.
Pmax и Pmin – краевые давления, кПа.
Краевые давления под подошвой фундамента
Pmax(min)=Pcp±(M+Fh*hf)/W
Fh – результирующая горизонтальная сила на обрез фундамента , кН;
W – момент сопротивления подошвы фундамента
W = b l²/6 - прямоугольных
Расчетное сопротивление грунта
R=yc1*yc2/k*(My*kz*b*y2*+Mq*d1*y’2+(Mq-1)*db*y’2+Mc*c2)
yc1=1.4 и yc2=1.3 – соответственно коэффициенты условий работы грунтового основания ;
k = 1,1 – если они определены по таблицам;
My=1.95, Mq=8.81 и Mc=10.37 – коэффициенты. зависящие от значения φ2 грунта, залегающего
под подошвой фундамента
kz – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м – kz = 1
b – ширина подошвы фундамента ;
y2=19 и y’2=19 – осредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих
соответственно ниже и выше подошвы фундамента ;
c2=2 – расчетное значение удельного сцепления грунта под подошвой фундамента ;
d1 – расчетное значение глубины заложения фундамента ;
db=0 – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м
R=1.4*1.3/1.1*(1.95*1*b*19+8.81*l*19+10.37*2)
busl=b+l*tg(φ/4) – размер условного фундамента
l – длина сваи
|
Ось |
Pcp, kPa |
Fv, kN |
Fv,sv, kN |
Fv,gr, kN |
busl, m |
|
А |
735.7 |
1144 |
0.2*0.2*25*3=3 |
1.3*1.3*3*19=96.33 |
0.8+3*2*tg(19.05/4)=1.3 |
|
Б |
1167.3 |
2844 |
0.2*0.2*25*5=5 |
1.63*1.63*5*19=252.5 |
0.8+5*2*tg(19.05/4)=1.63 |
|
В |
818.8 |
1918 |
5 |
252.5 |
1.63 |
продолжение таблицы
|
l, m |
M, kNm |
Fh, kN |
R, kPa |
1.2R, kPa |
Pmax, kPa |
|
3 |
113 |
96 |
944.9 |
1133.8 |
1830.8 |
|
5 |
256 |
237 |
1519 |
1822.8 |
3163.8 |
|
5 |
387 |
375 |
1519 |
1822.8 |
3952.7 |
Условие Pcp < R выполняется, но условие Pmax <1,2R не выполняется, по этому я увеличиваю разнос свай в ростверке для фундаментов по осям А, Б, В на 0,3; 0,5;0,5 м соответственно, тогда
|
Ось |
Pcp, kPa |
busl,m |
R, kPa |
1.2R, kPa |
Pmax, kPa |
|
А |
485.7 |
1.6 |
963.3 |
1155.9 |
1073 |
|
Б |
683.6 |
2.13 |
1549.7 |
1859.6 |
1578.3 |
|
В |
479.5 |
2.13 |
1549.7 |
1859.6 |
1884 |
Изменится и продольная сила в расчете несущей способности сваи, но в меньшую, благоприятную сторону по осям А; Б; В на значения соответственно 491,5; 1104,8; 1074,9 kN
Фундаменты по всем осям удовлетворяют всем условиям.
Осадка условного фундамента по оси А
busl=1.6 m P0=Pcp-Gzg,0=485.7-71.4=414.3 kPa l/b=1 НГСТ: 1,8 м
|
# |
hi, m |
z, m |
ksi |
alfa |
Gzg,I, kPa |
Gzp,I, Kpa |
sr Gzp,I, kPa |
0,2Gzg |
Ei, kPa |
y |
Si, m |
|
0 |
1 |
1 |
1,3 |
0,55 |
90,4375 |
227,8444 |
163,6337 |
18,0875 |
|
19 |
0,003445 |
|
1 |
1 |
2 |
2,5 |
0,24 |
109,4375 |
99,423 |
21,8875 |
38000 |
19 |
|
|
|
2 |
1 |
3 |
3,8 |
0,115 |
129,0375 |
47,64019 |
38,73354 |
25,8075 |
38000 |
19,6 |
|
|
3 |
1 |
4 |
5,0 |
0,072 |
139,4575 |
29,8269 |
27,8915 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
4 |
1 |
5 |
6,3 |
0,048 |
149,8775 |
19,8846 |
16,98476 |
29,9755 |
35000 |
10,42 |
|
|
5 |
1 |
6 |
7,5 |
0,034 |
160,2975 |
14,08493 |
32,0595 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
6 |
1 |
7 |
8,8 |
0,024 |
170,7175 |
9,9423 |
8,906644 |
34,1435 |
22000 |
10,42 |
|
|
7 |
1 |
8 |
10,0 |
0,019 |
181,1375 |
7,870988 |
36,2275 |
22000 |
10,42 |
|
|
|
8 |
1 |
9 |
11,3 |
0,015 |
191,5575 |
6,213938 |
5,799675 |
38,3115 |
22000 |
10,42 |
|
|
9 |
1 |
10 |
12,5 |
0,013 |
210,5575 |
5,385413 |
42,1115 |
22000 |
19 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,003445 |
S=0.34 cm < Smax,u=10 cm удовлетворительно
Осадка условного фундамента по оси Б
busl=2,13 m P0=Pcp-Gzg,0=683,6-109,5=574 kPa l/b=1 НГСТ: 2,7 м
|
# |
hi, m |
z, m |
ksi |
alfa |
Gzg,I, kPa |
Gzp,I, Kpa |
sr Gzp,I, kPa |
0,2Gzg |
Ei, kPa |
y |
Si, m |
|
0 |
1 |
1 |
0,9 |
0,73 |
128,5375 |
419,0656 |
312,8641 |
25,7075 |
|
19 |
0,006587 |
|
1 |
1 |
2 |
1,9 |
0,36 |
147,5375 |
206,6625 |
29,5075 |
38000 |
19 |
|
|
|
2 |
1 |
3 |
2,8 |
0,201 |
167,1375 |
115,3866 |
92,13703 |
33,4275 |
38000 |
19,6 |
|
|
3 |
1 |
4 |
3,8 |
0,12 |
186,7375 |
68,8875 |
37,3475 |
38000 |
19,6 |
|
|
|
4 |
1 |
5 |
4,7 |
0,081 |
206,3375 |
46,49906 |
39,89734 |
41,2675 |
38000 |
19,6 |
|
|
5 |
1 |
6 |
5,6 |
0,058 |
216,7575 |
33,29563 |
43,3515 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,006587 |
S=0.66 cm < Smax,u=10 cm удовлетворительно
Осадка условного фундамента по оси В
busl=2,13 m P0=Pcp-Gzg,0=479,5-109,5=370 kPa l/b=1 НГСТ: 2,1 м
|
# |
hi, m |
z, m |
ksi |
alfa |
Gzg,I, kPa |
Gzp,I, Kpa |
sr Gzp,I, kPa |
0,2Gzg |
Ei, kPa |
y |
Si, m |
|
0 |
1 |
1 |
0,9 |
0,66 |
128,5375 |
244,1753 |
190,5307 |
25,7075 |
|
19 |
0,004011 |
|
1 |
1 |
2 |
1,9 |
0,37 |
147,5375 |
136,8861 |
29,5075 |
38000 |
19 |
|
|
|
2 |
1 |
3 |
2,8 |
0,201 |
166,5375 |
74,36246 |
59,37898 |
33,3075 |
38000 |
19 |
|
|
3 |
1 |
4 |
3,8 |
0,12 |
176,9575 |
44,3955 |
35,3915 |
35000 |
10,42 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,004011 |
S=0.4 cm < Smax,u=10 cm удовлетворительно
ЛИТЕРАТУРА
- Конспект лекций по ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТЫ И ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ Петраков А.А., Петракова Н.А., Лобачева Н.Г. 2010г
- Методические указания к выполнению курсового проекта по ОиФ для ПГС 2013
- Методические указания к выполнению курсового проекта по ОиФ для ПГС 2004
- ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия
- ДБН В.2.1-10-2009. Основи та фундаменти будинків і споруд
- ДБН В.2.1-10-2009. Основи та фундаменти будинків і споруд ЗМИНА 1
- СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты
- СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции
- Веселов В. А. Проектирование оснований и фундаментов
2. Политический режим- понятие и типы Политический режим ПР ~ это упорядоченное взаимодействие структур ПС
3. тематическую формулировку схемы алгоритмов методов расчета листинги программ вклеиваются распеча
4. БЕРЁЗКИ 2010г Актер театра Олега Павловича Табакова и Студия МХАТ имени А
5. Разновидности белок
6. тематическому анализу для групп 1411 и 1421; преподаватель ~ профессор Харитонский П
7. Сущность государства
8. Світовий досвід і міжнародне співробітництво у сфері охорони навколишнього природного середовища
9. . Официальный анамнез Ф
10. Курсовая работа- Лестничный принцип организации власти в древнерусском государстве
11. пояснительная записка Введение Технологическая часть
12. Внутренняя отчетность ~ это совокупность упорядоченных показателей и другой информации
13. Шарль Луи Альфонс Лаверан
14. променевим випаровуванням
15. баллистических исследований Современное ручное огнестрельное оружие используемое обычно при соверше
16. Тема. Українська народна казк
17. і. Питомою теплоємністю називається кількість теплоти яка необхідна для нагрівання на 1 градус 1 кг речови
18. тематики Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы ~ 108 часов 4
19. следует найти передаточную функцию разомкнутой системы; 2 ; 3 Wраз 1 условие положения системы на гран
20. Языкознание Древней Индии