Курсовая работа основания и фундаменты 12 вариант. Курсовая работа основания и фундаменты. Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Основания и фундаменты Вариант 12 (при наличии)
 Скачать 1.78 Mb.
|
|
Вывод: За несущую способность сваи принимается несущая способность грунта под нижним концом сваи как меньшее по значению. Сопротивление сваи по материалу:  (75)где  . (76)Расчётная несущая способность грунта основания под нижним концом сваи:  (77)где γcr = 1 – коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; γс = 1 – коэффициент условий работы сваи в грунте. Вывод: За несущую способность сваи принимается несущая способность грунта под нижним концом сваи как меньшее по значению. 8.2. Расчёт несущей способности одиночной висячей сваи на действие вертикальной нагрузки Исходные данные: см. пункт 8.1. Расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи:  где γc – коэффициент условий работы сваи в грунте; R – расчетное сопротивление грунта под концом сваи, кПа; А – площадь опирания сваи в грунте, м2; U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м; fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа; γcr, γcf– коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи. Сопротивление сваи по грунту по формуле:  (79)где Fd – расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, кПа; γk = 1,4 – коэффициент надежности при расчётном способе определения несущей способности сваи.  Рисунок 12 - Размещение сваи в грунте основания 8.3. Расчёт несущей способности одиночной висячей сваи на действие горизонтальной нагрузки Исходные данные: Грунтовые условия – однородный грунт по второму слою геологического разреза на всю глубину погружения сваи принимается по заданию: суглинок легкий φ=15о, с=35 кПа, Е=30 МПа, ɤ=18,0 кН/м3. Сваи, забитые в предварительно пробуренные скважины длиной l = 6,0 м, поперечным сечением  × =30×30 см изготовлены из бетона класса В25 и армированы 8d16AI.- вертикальная нормативная – по заданию: N = 600 кН; - горизонтальная, действующая на уровне поверхности земли Н = 50 кН; - изгибающий момент М = 40 кН‧м. Размеры забивной железобетонной сваи: ℓ= 6 м; в=0,3, h = 0,3 м. Определение категории жесткости сваи производится по приведенной глубине погружения сваи в грунт:  = ℓ = 6‧ = 6‧0,65 = 3,9 м, (80)где = αɛ - коэффициент деформации, 1/м;- К=8000 кН/м4 – суглинок с показателем текучести 0,45; - условная ширина сваи: вр = 1,5d+0,5=1,5×0,3+0,5 = 0,86 м; (81) - ɤс =3 – коэффициент условий работы; - жесткость поперечного сечения сваи на изгиб (Евсм. таблица 9, бетон В25): Евℑ=30000 ‧ 0,0007 = 20,3 МН‧м2. Момент инерции: ℑ= вh3/12 = 0,3×0,33/12 = 0,0007 м4. (82) Категория жесткости сваи =3,9 м > 1 – свая длинная гибкая. 1. Расчет деформации свай производится по условиям: Up≤ Uu; Ψр≤Ψu. Расчетные значения: Up=НоƐнн+МоƐнм= 50х0,44х10-3+40х0,19х10-3=30х10-3м = 30 мм; (83) Ψр= НоƐмн+МоƐмм = 50х0,19х10-3+40х0,13х10-3=15 х10-3 = 0,015 рад. (84) Расчетные значения поперечной силы в рассматриваемом сечении Но = Н = 50 кН и изгибающего момента Мо = М = 40 кНм. Горизонтальное перемещение сечения от действия силы Н=1: Ɛнн =  Ао =  х 2,441 = 0,44 х 10-3 м/кН. (85)Горизонтальное перемещение сечения от момента М=1, равное углу поворота сечения от силы Н=1: Ɛнм=Ɛмн=  Во =  х 1,621 = 0,19 х 10-3 (1/кН). (86)Угол поворота сечения (1/кНхм) от момента М=1: Ɛмм=  Со =  х 1,751 = 0,13 х 10-3 (1/кН‧м). (87)Uuи Ψu– предельные значения, устанавливаются заданием на проектирование. 2. Расчет устойчивости основания производится по условию ограничения расчетного давления, оказываемого на грунт боковой поверхностью сваи: σz≤ η1 η2  (ɤZtgφ+ξc), (88)Расчетное давление на грунт: σz=  (UpA- B1+ C1+ D1)= (89)где  = αɛZ = 0,65х10 = 6,5 > =2,5 м на глубине (90)Z=0,85/ αɛ=0,85/0,65 = 1,3 м. = αɛZ = 0,65х1,3 = 0,85 м.Расчетное предельное давление на грунт боковой поверхностью сваи: σzu= η1η2 (ɤZtgφ+ξc) = 1х0,4х х(18,9х0,85хtg15о+0,6х35) = 43 кПа; (91)гдеη1 = 1; η2=  =  =  = 0,4; (92) = 2,5;ɤ = 18,0 кН/м3; ξ = 0,6. Проверка условия σz = 135 кПа >σяu=43 кПа – условие не выполняется, следовательно, несущая способность сваи по грунту на горизонтальное давление не обеспечивается. 3. Проверка сечений свай по сопротивлению материала: по прочности, образованию и раскрытию трещин проводится на совместное действие следующих расчетных усилий. Расчетное значение изгибающего момента в сечении сваи на глубине Z= 0,85 м: Мz =  EвτUpA3-αɛEвτΨрВ3+ МС3+ D3=0,652х20300х0,03х(-)0,103 – 0,65х20300х0,015х(-)0,044+40х0,989+ х0,848=87 кНм. (93)Расчетное значение поперечной силы в сечении сваи по глубине Z=0,85 м: Нz =  EвτUpA4- α EвτΨрВ4+ αɛМС4+ НD4 =0,653х20300х0,03х(-)0,362 – 0,652х20300х0,015х(-)0,207+0,65х40х(-)0,066+50х0,985= 14 кН.Расчетное значение продольной сжимающей силы в сечении сваи на глубине Z= 0,85 м: Nz = N = 600 кН. Расчет конструкции сваи по прочности, образованию и раскрытию трещин производится по требованиям для расчета железобетонных конструкций. 9. Проектирование свайного кустового фундамент 9.1. Выбор конструкции свайного кустового фундамента Выбор конструкции данного вида фундаментов заключается в подборе вида свай, типа свайного фундамента и ростверка с учетом конкретных условий строительной площадки, конструктивных и технологических особенностей проектируемых зданий и сооружений, расчетных нагрузок путем сравнения вариантов. Предпочтительным является низкий ростверк, который располагается ниже пола подвала. 9.2. Определение числа свай и размещение их в плане Исходные данные принимаются по п. 8.1. Расчетная нагрузка на кустовой фундамент N01 = 3190 кН. Расчетная несущая способность сваи по грунту  кН. Определить число свай в кусте, распределить их в плане, спроектировать ростверки и свайный кустовой фундамент. Необходимое число свай в кусте:  (94)Принимается n = 8 с округлением значения в большую сторону. Распределение свай в плане производится с расстоянием между осями свай  (95)Конструктивная схема свайного кустового фундамента показана на рисунке 11. Размеры ростверка в плане:  (96) Рисунок 13 - Монтажная схема свайного кустового фундамента 9.3. Расчет осадки свайного кустового фундамента Используем их значения при построении эпюры природного давления  и вспомогательной эпюры 0,2 для определения границы сжимаемой толщи. Природное давление на подошву условного фундамента на отметке – 7,10 составит  кПа. (97)Значения передаваемых кустовым фундаментом нагрузок на грунт зависят от числа свай в фундаменте, их длины, расстояния между сваями, свойств грунта.  (98)где h – глубина погружения сваи в грунт; φmt – осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта  (99)где φi – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта мощностью hi. Размеры подошвы условного квадратного фундамента:  (100)где a – расстояние между осями свай; m – количество рядов свай по ширине фундамента; d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи. Нагрузка от ростверка и стен подвала до обреза фундамента:  кН (см. п. 8.2).Нагрузка от свай:  (101)Нагрузка от грунта в объеме САВД фундамента Площадь грунта под ростверком:  (102) Давление на подошву условного фундамента:  кПа. (103)Дополнительное давление на подошву условного фундамента:  кПа. (104)Толщина эквивалентного слоя: hэ= Аωb = 1,02 ∙ 0,95 · 2,9 = 2,8 м, (105) где  ; (106)Мощность сжимаемой толщи: Н =2 hэ = 2·2,8 = 5,6 м. При глубине заложения подошвы условного фундамента d= 7,1 м в сжимаемую толщу входит III слой грунта с модулями деформацийEIII= 27 МПа, Относительные коэффициенты сжимаемости для: νIII= 0,12;  ; (107)mυI I I = βI I I / EI I I= 0,967/27 = 0,036 МПа-1 ; (108) Конечная осадка фундамента  =355·2,8·3,6·10-5 =0,036 м = 3,6 см (109)Проверка условия S=3,6 см <Su =10 см – условие удовлетворяется.  Рисунок 14 - Расчётная схема осадки свайного кустового фундамента 10. Проектирование свайных ленточных фундаментов 10.1. Конструирование свайного ленточного фундамента При конструировании ленточного свайного фундамента необходимо рассмотреть варианты размещения свай в один и в два ряда с монолитными ростверками. Размеры ростверков назначают конструктивно с последующей проверкой их расчета по прочности. Сопряжение свай с ростверком может быть шарнирным и жестким. 10.2. Определение числа свай и размещение их в плане Исходные данные: − грунты, нормативная нагрузка на 1 погонный метр фундамента, конструкция свай и способ ее погружения – по заданию; − размеры и несущую способность висячей одиночной сваи принимать по результату расчета на вертикальную нагрузку (п. 8.2). Требуется определить минимальное расстояние между сваями и спроектировать однорядный и двухрядный свайные ленточные фундаменты. Расчетная нагрузка на 1 м фундамента:  (110)где γf = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке. Минимальное расстояние между сваями:  (111)где d = 0,3 м – больший размер поперечного сечения сваи. Максимальное расстояние между сваями в ряду по несущей способности при их размещении: - в один ряд  (112)- в два ряда  (113)Принимаем α1 = 0,7 м; α2 = 1,4 м; высота ростверка h = 0,4 м; глубина заложения подошвы ростверка d = 1,4 м; стены подвала до обреза фундамента – три ряда бетонных блоков ФБС 24.5.6; ростверк железобетонный. Конструкция свайных фундаментов показана на рисунке 15.  Рисунок 15 - Свайные фундаменты с монолитным ростверком Проверка фактической нагрузки на сваю: а) размещение сваи в один ряд:  (114)где  (115)qq = 0, так как грунта на ростверке нет. Принимаем а = 0,7 м; б) размещение сваи в два ряда  (116)где  ; (117) (118)Условие N < F соблюдается, принимаем а = 1,4 м. |