3 фундамент. 3. 1Анализ исходных данных по надфундаментным конструкциям

• Название: 3. 1Анализ исходных данных по надфундаментным конструкциям
• Дата: 07.10.2022
• Размер: 347 Kb.
• Имя файла: 3 фундамент.doc
• Тип: Документы; #720285

3.1Анализ исходных данных по надфундаментным конструкциям

Расчет фундамента производится для административно-лечебного здания. По конструктивной схеме здание бескаркасное, кирпичное. Несущие конструкции здания – наружные и внутренние продольные стены. Горизонтальные элементы – плиты перекрытия и покрытия, опирающиеся на несущие стены, воспринимают все вертикальные нагрузки и поэтажно передают их на вертикальные элементы, которые через фундамент передают нагрузки на основание. Горизонтальные и вертикальные элементы жестко сопряжены между собой.

3.2Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических

условий площадки строительства

Площадка строительства находится в г. Пятигорск . Рельеф площадки сложный, с уклоном. Нормативная глубина промерзания грунта d₁ = 0,8м. Для определения инженерно-геологических условий на площадке пробурено 3 скважины глубиной 12м. При бурении были выявлены следующие группы грунтов:

1. 
   Чернозём: мощность 0,3- 0,4м;
   
2. 
   Супесь желто-бурая : мощность 3,3-3,8м;
   
3. 
   Супесь коричневато-бурая: мощность 1,5-1,8м;
   
4. 
   Песок серый: мощность 2,4-2,2 м;
   
5. 
   Глина коричневатая: мощность 3,7-4,1м;
   

Предварительный анализ показывает, что все слои, кроме первого (чернозем) могут быть использованы в качестве несущего. Залегание слоев согласное. Грунтовые воды обнаружены в 4-м слое (песок серый). Грунтовые воды стоячие. Возможность появления верховодки и дальнейшего поднятия уровня грунтовых вод маловероятны. Возникновение новых геологических процессов (просадки) в период эксплуатации здания исключено.

Испытания проводились по образцам, отобранным из 3-х скважин. По исходным характеристикам вычисляем недостающие физические характеристики и определяем механические характеристики грунтов.

Результаты расчетов приведены в таблице.

3.3 Расчет фундаментов

Расчетные нагрузки на фундаменты по оси 8 определяются в табличной форме Таблица 3.

Вид нагрузки		γn	Нормативная нагрузка кПа		Коэф-т надежности по нагруз. γf			Расчетная нагрузка кПа
А. Постоянная нагрузка
Вес перегородок 1,5 кН/м2		0,95	1,425		1,1			1,57
Вес пола:
- ламинат 1,0*0,015 = 0,015 кН/м2		0,95	0,014		1,2			0,0171
- стяжка из цементно-песчаного раствора 18*0,06 = 1,08 кН/м2		0,95	1,026		1,3			1,308
Собственный вес плиты 3 кН/м2		0,95	2,85		1,1			3,135
Итого *5			5,746					6,03
Б. Временная нагрузка 1,5 кН/м2 (2-6 этажи) *5		0,95	1,425		1,3			1,852
Б. Временная нагрузка 2,0 кН/м2 (1 этаж)		0,95	1,9		1,3			2,47
Полная			38.98					41,88
Перекрытие над чердаком
Вес пола:
Утеплитель изовер 120мм		0,95	0,01		1,2			0,012
- стяжка из цементно-песчаного раствора 18*0,12 = 2,16 кН/м2		0,95	2,052		1,3			2,67
Собственный вес плиты 3 кН/м2		0,95	2,85		1,1			3,135
Итого			5,746					5,817
Б. Временная нагрузка 0,7 кН/м2		0,95	0,665		1,3			0,86
Полная			35,9					6,67
1		2	3		4			5
Кровля с элементами конструкции мансардного этажа.
А. Постоянная нагрузка
Кровля из металлочерепицы 78,5*0,0005 = 0,039 кН/м2	0,95			0,037		1,1	0,041
Элементы конструкции кровли (фермы) 1,55 кПа	0,95			1,47		1,2	1,76
Итого				0,719			1,803
Б. Временная нагрузка 1,2кПа	0,95			3,04		1,4	3,65
Полная				3,76			5,45
Всего							54,00

Нагрузки 1 погонного метра стены подвала и простенка по оси Б

N_{стены под.}= V_{стены под.}••_f , где V_{стены под.} – объём 1 погонного метра стены подвала

V_{стены под.}=b•h•=1•3,7•0,4=1,85 м³

N_{стены под}= V_стены••_f = 1,85•24•1,1•0,95 = 43,23 кН

V_{простенка.}=b•h•=1•19,5•0,38=7,41 м³

N_{простенка}= V_стены••_f = 7,41•18,0•1,1•0,95 = 139,38 кН

От междуэтажного перекрытия и крыши

Q_полн=54,00 кН/м² из таблицы сбора нагрузок

N_пер= q_полн• А_гр = 54,0• 6,3/2+54,0• 7,3/2 = 287 кН

N = N_{стены под} +N_{простенка} + N_пер= 43,23+139,38+ 287= 469,59 кН
Длина здания (блок А,Б) L = 62,81 м, высота Н = 20,9 м, глубина заложения подошвы фундамента от планировочной в существующем здании принята – 2,1м.

Для соотношения L/Н = 62,81/20,9= 3,0 по СниП «Основания и фундаменты» находим коэффициент условий работы равный γ_с1 = 1,2;

γ_с2 = 1,1;

k1-коэффициент, принимаемый равным: k₁=1,1, т.к прочностные характеристики грунта (и с) приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1;
М_γ=0,78;М_q=4,11;М_e=6,67- находятся в зависимости от величины φ=25

в- ширина фундамента( 1,4м)

d_b-глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м d_b-2,1м

γ₁₁- осреднённые значения удельного веса грунта, залегающего ниже отметки заложения фундамента (в зависимости от ширины подошвы фундамента)

γ₁₁^/- осреднённые значения удельного веса грунта, залегающего выше отметки заложения фундамента.

с_I1- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (кН/м²), с_I1=15 кПа

Находим осреднённые значения удельного веса грунта, залегающего выше отметки заложения фундамента :



Находим осреднённые значения удельного веса грунта, залегающего ниже отметки заложения фундамента (в зависимости от ширины подошвы фундамента)

для ширины подошвы 1,4м



Находим расчетное сопротивление грунта основания под фундаментной подушкой







Находим d₁(приведенная глубина заложения фундамента):



Среднее фактическое давление под фундаментной плитой от действия вертикальных нагрузок:





Принимаем предварительно ширину фундамента :

b=1,6м

, где

Нагрузка от веса фундамента

N_фунд= V_фунд••_f = 0,5•1,6•24•1,3•0,95=23,71 кН

Получим :





Согласно СниП «Основания и фундаменты» условием применения расчета по деформации является требование Р_ср≤R

303,3кН/м²≤347,7кН/м²

Согласно СниП «Основания и фундаменты» условием применения расчета по деформации является требование Р_ср≤R*10%(данный вид грунта после уплотнения повышает свои прочностные характеристики на 10%).

299кПа≤308кПа

Ширина фундамента обеспечивает условие прочности грунта. Принимаем ширину фундамента 1.6м

3.4 Расчет оснований по предельным состояниям.
Согласно СНиП 2.02.01. – 95. п. 2.2. – 2.3 основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой – по несущей способности и второй – по деформациям.
Рассчитываем осадку методом послойного суммирования .

1. 
   Вычерчиваем расчетную схему осадки основания фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования.
   
2. 
   Вычисляем нормальное вертикальное напряжение от собственного веса грунта
   

σ =

и строим эпюру σ_zq слева от оси z эпюру 0.2 σ_zq справа.

Ниже уровня грунтовых вод необходимо учитывать взвешивающее действие воды на скелет песчаного грунта и супеси.

3. Определяем величину дополнительного давления на грунт

под подошвой фундамента.

Ро = Р – σ_zq,o, где

Р= (F _VII + G_ф + G _гр)/ А

3. 
   Разбиваем толщину основания на элементарные слои толщиной h,
   
4. 
   исходя из условий h 0.2 в. Границы элементарных слоев должны совпадать с границами естественных напластований. Определяем координату подошвы элементарных слоев, причем Z= 0 соответствует подошве фундамента и начинаем заполнение.
   

5. 
   Вычисляют нормальные дополнительные вертикальные напряжения на границах слоев грунтов
   

σ = Р_о,

где α – коэффициент, учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления, принимается по прил. 2 табл.1 СНиП 2.02.01.- 83

строим эпюру σ . Точка пересечения эпюр σ и 0.2 σ_zq соответствует нижней границе сжимаемой толщи.

5. 
   Определяем величины средних дополнительных давлений в каждом из элементарных слоев
   
6. 
   Определяем величины осадок каждого элементарного слоя
   

В – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии. Назначается в зависимости от коэффициента Пуассона υ.

5. 
   Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет расчетную величину осадки основания S. К эпюре дополнительных напряжений σ построенной для проектируемого фундамента, достраивают добавочную часть, отражающую влияние соседнего фундамент
   

Рис. 4 К расчету просадки фундамента

Номер инж. – геолог. элемента.	Номер образца грунта.	Номер скважины.	Глубина от поверхности земли, м	Наименование грунта	Физические											механические
					Основные			Дополнит.		Производные			Индексационные				Прочностные		Rо к Па
					ρs,т/м3	γII,кН/м3	W	WL	WP	ρd,т/м3	e	γsbn кН/м3	Ip	IL	Sr	E,кПа	φII, град	СII,кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
1		1	0,3	Чернозем		15,7
2		1	0,4	Суглинок с черноземом		14,3
3	1	1	2,0	Суглинок желт.-бурый	2,72	18,13	0,26	0,3	0,19	1,47	0,85	9,11	0,11	0,49	0,83	8000	21	20	200
3	2	1	3,5	Суглинок желт.-бурый	2,72	18,23	0,25	0,31	0,2	1,49	0,83	9,21	0,11	0,45	0,82	11500	22	21	210
4	3	2	5,0	Глина бурая	2,74	18,42	0,3	0,42	0,23	1,45	0,89	9,02	0,19	0,37	0,92	13500	16	40	235
5	4	2	7,0	Супесь зел.-бур.	2,67	21,27	0,31	0,18	0,12	1,67	0,6	10,23	0,06	3,16	1,38	13000	25	14	250
6	5	3	10,5	Песок серо-бурый	2,65	19,6	0,25	-	-	1,6	0,65	9,74	-	-	1	30000	35	1	400

Физико-механические свойства грунта табл.