Исходные данные Номер схемы сооружения 5

Название	Исходные данные Номер схемы сооружения 5
Дата	09.04.2023
Размер	124.85 Kb.
Формат файла
Имя файла	Т20-2 (1).docx
Тип	Документы #1048373

…99

Исходные данные

Номер схемы сооружения 5

Расчетное сечение 2-2

Момент, 30 кН*м

Продольная сила, 725 кН

Расчетное сечение 4-4

Момент, 25 кН*м

Продольная сила, 390 кН

Сумма абсолютных среднемесячных отрицат. температур, 30 градусы

Первый слой грунта (глинистый)

Мощность 4 м

Гранулометрический состав
>2 мм	2-0,5 мм	0,5-0,25 мм	0,25 0,1 мм	<0,1 мм
0	3	2	5	90

Природная влажность W 27 %

Границы пластичности

W_L– 44

W_P – 24

Удельн. вес грунта γ 20.1 кН/м3

Удельн. вес тверд. частиц грунта γ 27.4 кН/м3

Коэф. Фильтрации грунта Kf, 2 * 10^-2 см/с

Коэф. сжимаемости грунта m₀ 0.06 МПа^-1

Второй слой грунта (глинистый)

Мощность 5,5 м

Гранулометрический состав
>2 мм	2-0,5 мм	0,5-0,25 мм	0,25 0,1 мм	<0,1 мм
2	22	32	15	29

Природная влажность W 26 %

Границы пластичности

W_L– 29

W_P – 18

Удельн. вес грунта γ 20.7 кН/м3

Удельн. вес тверд. частиц грунта γ 26.5 кН/м3

Коэф. Фильтрации грунта Kf, 8 * 10^-7 см/с

Коэф. сжимаемости грунта m₀ 0.14 МПа^-1

Расчет

Первый слой

1. Оценка инженерно-геологических условий строительства

1) Определение типа грунта по числу пластичности

1_P=W_L-W_P=44-24=20

где W_LuW_P- соответственно влажность грунта на границе текучести и раскатывания.

Так как 1_Р 1, то грунт является глинистым.

Глина

2) Определение разновидности грунта по показателю текучести

Полутвердая

3) Определение коэффициента пористости грунтов

где y_s - удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

у - удельный вес грунта, кН/м³;

W- природная влажность грунта в долях единицы.

4) Определение степени влажности грунтов

где y_s - удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

у - удельный вес грунта, кН/м³;

W- природная влажность грунта в долях единицы.

Песок средней плотности

3) Определение разновидности грунта по степени влажности

где Yw-удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м³

Насыщенный водой

Определение механических характеристик грунтов:

Расчетное сопротивление грунта R_о

Rо = 400 кПа

Характеристики прочности и деформируемости грунтов.

К их числу относятся: сцепление - С. и угол внутреннего трения - φ;модуль деформации - Е.

С = 1.5кПа, φ = 36.5^о, E=35Мпа

Выбор расчетных характеристик грунтов. Расчётные характеристики грунтов определяются по формуле

X=X_n/_g,

где X_n- нормативное значение характеристики грунта;

_g - коэффициент надёжности по грунту.

X_Сn=C/_g=1.5/4=0,375

X φ = φ /_g=36.5/1,1=33.18

Третий слой

1. Оценка инженерно-геологических условий строительства

1) Определение типа грунта по числу пластичности

1_P=W_L-W_P=29-18=11

где W_LuW_P- соответственно влажность грунта на границе текучести и раскатывания.

Так как 1_Р 1, то грунт является глинистым.

Суглинок

2) Определение разновидности грунта по показателю текучести

Мягкопластичный

3) Определение коэффициента пористости грунтов

где Yw-удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м³

Насыщенный водой

Определение механических характеристик грунтов:

1)Расчетное сопротивление грунта R_о

R₀= 232.9 кПа

2)Характеристики прочности и деформируемости грунтов.

К их числу относятся: сцепление - С. и угол внутреннего трения - φ;модуль деформации - Е.

С = 25 кПа, φ = 19^о

Модуль деформации определяется по зависимости

Е =

где: т_v=т_o/(1+e); β=1-2*ν²/(1-ν).

т_o= 0,14

т_v= 0,14/(1+0,613)=0,09

β=1-2*ν²/(1-ν) = 1-2*(0,35)²/(1-0,35)=0.62

Е = 0.62/0,09=15,07=15070

Выбор расчетных характеристик грунтов. Расчётные характеристики грунтов определяются по формуле

X=X_n/_g,

где X_n- нормативное значение характеристики грунта;

_g - коэффициент надёжности по грунту.

X_Сn=C/_g=50/2,4=20,8

X φ = φ /_g =17/1,1=15,45

2. Проектирование и расчет фундамента мелкого заложения.

Определение предварительных размеров подошвы фундамента.

Если есть подвал d=(h_подв+ h_пол+ h_фунд.п.)- h*=(3,3+0,2+0,5)-0,6=3,4м

Выбор глубины заложения фундамента.

d=d_f+0,2=1,1 м

Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта

d_fn = d_o

где d_o- величина, принимаемая равной 0,23 - для суглинков и глин;

M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.

d_fn = d_o=0,23* =1,26 м

Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта d_fn , м, определяется по формуле

d_f = k_h*d_fn = 0,7*1,26 =0.882 м

Определение требуемой площади подошвы фундамента.

A_треб = N*ŋ /(R-γ*d₃₎ =725*1,2/(349.75-20,1*3.4)=3,09м²

Определение ширины фундамента

A_треб = L*b_ф

b_ф= L = = =1,8 м

где, b_Ф- ширина фундамента, L - длина фундамента,

О

пределение расчетного сопротивление грунта основания R

R=(1,25*1,1/1,1)[0,47*1*1,8*21.1+2,89*0.75*20.1+

+(2,89-1)*2*20.1+5,48*22.5)= 325.86

γ_II= (γ_I*(h₁-d_з)+ γ₂*h₂+ γ₃*h₃)/(( h₁-d_з)+ h₂+ h₃)=(20,1(4-3.4)+

+20,7*4,5+21,7*4)/( 4-3.4)+ 4,5+4)= 21.1

d₁=h_s+h_cf* γ_cf/ γ^'_II= 0,5+0,2*25/20.1=0.75

где γс1 и γс2 — коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием,

k — коэффициент надежности, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта непосредственными испытаниями, k = 1,0; при использовании табличных расчетных значений грунтов k = 1,1; kz — коэффициент, принимаемый равным при ширине подошвы фундамента b≤10 м, kz = 1,0;

Mγ; Mq, Мс — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта ;

Определение среднего давления на грунт по подошве фундамента

P_ср = /A_треб

=N+N_ф+N_гр

P_ср = /A_треб=778,5/1,8*1,8=240,27

=N+N_ф+N_гр=725+40.5+13=778,5

N_ф=V_ф*γ_b=1,8*1,8*0,5*25=40.5

N_гр=V_гр*γ_гр=0.2*1,8*1,8*20.1=13

Далее устанавливается зависимость краевых давлений по подошве фундамента от его ширины:

P_max=240,27+30/0,972=271,13

P_min=240,27-30/0,972=209,4

ω=L_ф*b_ф²/ 6 =0,972

где N - расчетная вертикальная нагрузка, действующая на уровне верха фундамента для второго предельного состояния, кН;

ή - коэффициент соотношения сторон фундамента;

b - ширина подошвы фундамента, м;

γ_т_t - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 20 кН/м³;

d - глубина заложения фундамента, м;

М - момент всех сил относительно центра подошвы фундамента, для второго предельного состояния, кН*м.

3. Определение осадки фундамента

Определение осадки фундамента выполняется методом послойного суммирования.

Определение природного давления

Ϭ_zg₀= 0

Ϭ_zg₁'= γ₁* d₃=20.1*3,4=68.34

Ϭ_zg₁= Ϭ_zg₁'+ γ_1*(h₁-d₃)= 68.34+20.1(4-3.4)=80.4

Ϭ_zg₂= Ϭ_zg₁+ γ₂*h₂=80.4+20.7*4.5=173.55

Ϭ_zg₃= Ϭ_zg₂+ γ₃*h₃=173.55+21.7*4= 260.35

Определение ординат эпюры дополнительного давления

Определяется дополнительное давление по подошве фундамента

P_o=P_ср- Ϭ_zg₁'=240,27-68.34= 171.93

Расчётная толщина элементарного слоя

h_i=0,2*b_ф=0,2*1.8=0.36

h_i=0,4*b_ф=0,4*1.8=0.72

Принимаем толщину элементарного слоя h_i = 0.6 м

Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

Относительная глубина подошвы i-го слоя

Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

Напряжение от собственного веса грунта

		α		Слой основания
0,8	3,2	0,881	121,4	I
0,95	3,8	0,741	102,11	I
1,7	6,8	0,6	82,68	II
2,5	10	0,458	63,11	III
3,2	12,8	0,374	51,54	III

Определяется осадка фундамента S, равная сумме осадок всех слоев грунта в пределах границы сжимаемой толщи

,

где β - безразмерный коэффициент, равный 0,8

E_i,,hj- модуль деформации, кПа и толщина слоя грунта, м;

п - число слоев сжимаемой толщи основания;

1) S = 0,8*( * =0,004 м = 0,4 см

2) S = 0,8*( * +0,8*( * = 0,032м= 3,2 см

Определение полной осадки

1) =S₁+S₂ =0,004+0,032=0,036м=3,6см

Проверяется условие

S S_uf,

3,6 ≤ 15

где S_uf -предельно допустимая осадка для данного типа сооружения, определяемая по СНиП РК [3, с. 80].

2. Проектирование и расчет фундамента мелкого заложения.

Определение предварительных размеров подошвы фундамента.

Выбор глубины заложения фундамента.

d=(h_подв+ h_пол+ h_фунд.п.)- h*=(3,3+0,2+0,5)-0,6=3,4м

Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта

d_fn = d_o

где d_o- величина, принимаемая равной 0,23 - для суглинков и глин;

M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.

d_fn = d_o =0,23* =1,26 м

Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта d_fn , м, определяется по формуле

d_f = k_h*d_fn = 0,7*1,26=0,882 м

Определение требуемой площади подошвы фундамента.

A_треб = N*ŋ /(R-γ*d₃₎ =390*1,2/(340-19,5*3,4)=1.7м²

Определение ширины фундамента

A_треб = L*b_ф

b_ф= A_треб/L =1.7/1=1.7м

где, b_Ф- ширина фундамента, м, L - длина фундамента, м, L = 1 п.м.., т.к. ленточный фундамент

Определение расчетного сопротивление грунта основания R

R=(1,2*1,1/1)[0,39*1*1,615*18,88+2,57*5,25*21,6+

+(2,57-1)*2*21,6+5,15*50)=629

γ_II= (19,5(5,5-1,082-1,2)+

+18,5*5+19*6)/( 3,218+5)=18,88

d₁=h_s+h_cf* γ_cf/ γ^'_II = 5,02+0,2*25/21,6=5,76

где γс1 и γс2 — коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием,

k — коэффициент надежности, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта непосредственными испытаниями, k = 1,0; при использовании табличных расчетных значений грунтов k = 1,1; kz — коэффициент, принимаемый равным при ширине подошвы фундамента b≤10 м, kz = 1,0;

Mγ; Mq, Мс — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта ;

Определение среднего давления на грунт по подошве фундамента

P_ср = /A_треб

=N+N_ф+N_гр

P_ср = /A_треб=498.6/1.7=293.3

=N+N_ф+N_гр=390+2.125+106.488=498.6

N_ф=V_ф*γ_b=1.7*1*0,5*2,5=2.125

N_гр=V_гр*γ_гр=(3,4-0,5)*1.7*1*21.63=106.488

Далее устанавливается зависимость краевых давлений по подошве фундамента от его ширины:

P_max=293.3+30/0.48=215,313

P_min=293.3-30/0.48=207,766

ω=L_ф*b_ф²/ 6 =0.48

где N - расчетная вертикальная нагрузка, действующая на уровне верха фундамента для второго предельного состояния, кН;

ή - коэффициент соотношения сторон фундамента;

b - ширина подошвы фундамента, м;

γ_т_t - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 20 кН/м³;

d - глубина заложения фундамента, м;

М - момент всех сил относительно центра подошвы фундамента, для второго предельного состояния, кН*м.

3. Определение осадки фундамента

Определение осадки фундамента выполняется методом послойного суммирования.

Определение природного давления

Ϭ_zp₀= 0

Ϭ_zp₁= 18,6*1,9=35,34

Ϭ_zp₂'=35,34+19,5*2,182=79,84

Ϭ_zp₂=79,84+19,5*3,218=142,59

Ϭ_zp₃=142,59+18,5*5=235,09

Определение ординат эпюры дополнительного давления

Определяется дополнительное давление по подошве фундамента

P_o=P_ср-Ϭ_zg₁=293.3-142.59=148.7

Расчётная толщина элементарного слоя

h_i=0,4*b_ф=0,4*1.7=0.68b

Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

Относительная глубина подошвы i-го слоя

Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

Напряжение от собственного веса грунта

`		α		Слой основания
0.8	0.68	0.881	120.5737	2
1.6	1.36	0.642	87.86412
2.4	2.04	0.477	65.28222
3.2	2.72	0.356	48.72216
4	3.4	0.28	38.3208
4.8	4.08	0.239	32.70954
5.6	4.76	0.208	28.46688	3
6.4	5.44	0.185	25.3191
7.2	6.12	0.16	21.8976
8	6.8	0.143	19.57098
8.8	7.48	0.132	18.06552
9.6	8.16	0.122	16.69692
10.4	8.84	0.109	14.91774
11.2	9.52	0.095	13.0017

Таблица 1.

Определяется осадка фундамента S, равная сумме осадок всех слоев грунта в пределах границы сжимаемой толщи

,

где β - безразмерный коэффициент, равный 0,8

E_i,,hj- модуль деформации, кПа и толщина слоя грунта, м;

п - число слоев сжимаемой толщи основания;

1) S = 0,8*( + * =0,011м

2) S = 0,8*( + * =0,005м

Определение полной осадки

1) = S₂+S₃=0,011+0,005=0,016м=1.6см

Проверяется условие

S S_uf,

1.6≤ 8

где S_uf -предельно допустимая осадка для данного типа сооружения, определяемая по СНиП РК [3, с. 80].