оиф. ПЗ ОиФ. Основания и фундаменты гражданских и промышленных зданий
 Скачать 311 Kb.
|
|
Следовательно размеры фундамента мелкого заложения подобраны правильно. 3.1 Расчет фундамента глубокого заложения. Конструктивно принимаем глубину заложения роствека-1,65 м; стаканную часть-1,0 м; Высота ростверка-0,5 м; обратную засыпку-0,15 м. Рассчитываем висячую сваю С9-30; Ширина поперечного сечения 0,3 м; длина сваи 9,0 м; Vсв=0,82 м3. Несущая способность висячей забивной сваи работающей на сжимающую нагрузку, определяем как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле: Fd=C (CR*R*A+UCf*F*h) где C-коэффициент работы сваи в грунте, C=1 CR,Cf- коэффициент работы грунта,CR=Cf=1 R- расчетное сопротивление R=2000 кН/м2 А=0,09 м2; U=1,2 м. F- расчетное сопротивление слоя грунта основания по боковой поверхности сваи; h-толщина слоя грунта. Рассмотрим слои прорезаемые сваей.
Fd=1(1*2000*0,09+1,2(9,06+24,78+28,42+33,6+61,49+41,86+43,26))=471 кН Расчетная нагрузка на сваю: N= Fd/q, q-коэф-т надежности =1,4 N= Fd/q=471/1,4=336,4 кН Определим число свай, исходя из допущения, что ростверк передает равномерную нагрузку на свайный куст: n=1,2rN/( Fd-q*a2*d*ср), где а-шаг свай; n=1,2*1,4*1690/471-1,4*0,92*1,65*20=6,54 шт. Принимаем 9 свай. Конструируем ростверк. Фактический вес ростверка. G01=1,1(2,4*2,4*0,6+1*1,2*1,2)*24= 129 кН Вес грунта на обрезах фундамента Nгр=1,1(2,4*2,4*1-1,2*1,2*1)*18,2=86,5 кН Нагрузка на сваю в крайнем ряду N=(N01+ Nгр+ G01)/n+Mоб*yмах/y2,где n-число свай Nмах=(1690+129+86,5)/9+(612+40*1,65)*0,9/0,92*9= =212+83,7=295,7 кН Nмах=295,7< N=336,4 кН Оставляем выбранное число количество свай. Рассчитываем основание по деформациям. Расчет проводим как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СниП 2.02.01-83. Границы условного фундамента определяем следующим образом: снизу плоскостью АВ, проходящие через нижние концы сваи; сверху поверхностью планировки грунта БГ с боков вертикальными плоскостями АБ и ВГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии а. а=h*tg(mt/4), mt-осредненные расчетное значение угла внутреннего трения грунта, mt=4,9*27+1,1*31+2,8*13/8,8=230 а=8,8*tg(23/4)=0,89 м. lусл=1,8+0,3+2*0,89=3,88 м. bусл=3,88 м. Аусл=15,05 м2. Вес условного фундамента АБГВ: Nус=(Aус*Hус-Vрост-Vст-Vсв)* ср ,где ср-осредненное расчетное значение удельного веса грунта: ср=2,25*19,7+4,35*10,125+1,1*10,62+2,8*9,58/10,5=12,08 кН/м3 Vрост=0,6*2,4*2,4=3,46 м3-объем ростверка. Vст=1,2*1,2*1,05=1,44 м3-объем столба. Vсв=0,82*9=7,38 м3-объем свай. Nус=(15,05*10,5-3,46-1,44-7,38)*12,08=1760,6 кН Среднее давление по подошве условного фундамента Р=(N01+ Nус+ G01+ Nсв)Аус Р=(1690+1760,6+294,7+86,5)/15,05=254,6 кН/м2 Проверим выполнение условия P R= с1с2/k(Mv*kz*bII+Mqd1 *II’+MccII) с1=1,2;с2=1, к,кz=1, b=3,88; d1=Нус=10,5 м Му=0,26; Мq=2,06; Мс=4,56 II=130 Сн=11 II'=12,08 кН/м3 II=9,58 кН/м3 R=1,2*1/1(0,26*1*3,88*9,58+2,06*10,5*12,08+4,56*13)=396,3 кН/м2 Р=254,6<396,3=R Следовательно свайный фундамент сконструирован правильно. 3.3 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор экономического типа фундамента. После определения размеров двух вариантов фундамента для наиболее загруженного сечения, производим расчет их стоимости в табличной форме.
ТЭП Итого: 401,7 810,7 Следовательно, более экономичным является фундамент мелкого заложения и два оставшихся сечения рассчитываем для данного варианта. 4. Определение размеров конструирование фундаментов. 4.1 Конструирование фундамента в сечении 2-1. Действующие нагрузки: 1-1 N=764 кН/м, М=76 кНм. Определяем площадь подошвы фундамента А=N/(R-ср*dn),где А=764/(350-20*2,55)=2,55 м2 . Определяем расчетное сопротивление грунта основания при в=1,8 м, l=1,8 м, А=3,24 м2. R= с1с2/k(Mv*kz*bII+Mq(d1+dB) II’-dвII’+MccII) R=1,1*1/1(0,91*1,8*10,17+4,65*2,55*18,59+7,15*11)= 1,1*(16,69+220+78,6)=346,8 кПа Nф=V*жб=2,67*25=67 кН Nгр= Vгр*II' =(1,8*1,8*2,55-2,67)*18,59=104 кН Р=(Nо+Nгр+Nф)/A =(764+67+104)/1,8*1,8=288 кПа Производим проверку давления на грунт по подошве Р<=R, т.е. Р=288< R=347,25 Рмах= Р+М/W <1,2R W=в*l2/6=1,8*1,82/6=0,97 м3 М=M+Q*a=76 кНм Рмах=288+76/0,97=366 кПа т.о. Рмах=366<1,2*R=1,2*347,25=416 кПа Рмin=Р-М/W=288-76/0,97=210 кПа Рмin /Рмах>0,25 210/416=0,5>0,25 т.к. все условия выполняются, размеры фундамента подобраны правильно. Так как угол внутреннего трения третьего слоя меньше угла внутреннего трения второго слоя (310<130 ), необходимо проверка слабого подстилающего слоя. Эпюра от собственного веса грунта имеет тот же вид и значения как и в сечении 2-2. Дополнительное давление на глубине z=5,65 м Р0=Р-zg0=288-47,34=240,6 кПа Дополнительное напряжение на глубине z zp= Р0* , =2*z/b=2*5,65/1,8=6,27; =1 т.е. =0,047 zp= Р0*=240*0,047=11,28 кПа Определим площадь подошвы условного фундамента на слабый подстилающий слой Az= (Nо+Nгр+Nф)/ zp=(764+67+104)/11,28=83 м2 bz=9,1 м Rz=1,2*1/1(0,26*9,1*9,58+2,06*8,2*12,99+4,56*11)= =1,2(22,7+219+50,16)=351 кПа Сравним фактически действующие давление c Rz zp+zg=11,28+100,01=111,28 кПа< Rz=351 кПа Следовательно размеры фундамента подобраны правильно. 4.2 Конструирование фундамента в сечении 3-3. Действующие нагрузки: 2-2 N=2400 кН/м, М=104 кНм, Q=40 кН Определяем площадь подошвы фундамента А=N/(R-ср*dn),где А=2400/(350-20*2,55)=5,65 м2. Определяем расчетное сопротивление грунта основания при в=2,7 м, l=3,3 м, А=8,91 м2. R= с1с2/k(Mv*kz*bII+Mq(d1+dB) II’-dвII’+MccII) R=1,1*1/1(0,91*2,7*10,17+4,65*2,55*18,59+7,15*11)=356,4 кПа Nф=V*жб=(3,3*2,7*0,3+2,1*1,5*0,3+1*1*1,95)*25=128 кН Nгр= Vгр*II' =(2,7*3,3*2,55-5,2)*18,59=230 кН Р=(Nо+Nгр+Nф)/A=(2400+128+230)/3,3*2,7=310 кПа Производим проверку давления на грунт по подошве Р<=R, т.е. Р=310< R=356,4 Рмах=Р+М/W <1,2R W=в*l2/6=2,7*3,32/6=4,9 м3 М=M+Q*a=104+40*2,55=206 кНм Рмах=310+206/4,9= 352кПа т.о. Рмах=352<1,2*R=1,2*356,4=422,2 кПа Рмin=Р-М/W=310-206/4,9=268 кПа Рмin /Рмах>0,25 268/352=0,76>0,25 т.к. все условия выполняются, размеры фундамента подобраны правильно. Так как угол внутреннего трения третьего слоя меньше угла внутреннего трения второго слоя (310<130 ), необходимо проверка слабого подстилающего слоя. Напряжения от собственного веса грунта аналогично сечениям 1-1 и 2-2. Дополнительное давление на глубине z=5,55 м Р0=Р-zg0=310-47,34=262,7 кПа =2*z/b=2*5,65/2,7=4,185; =l/b=3,3/2,7=1,222 т.е. =0,119 zp= Р0*=262,7*0,119=52,3 кПа Определим площадь подошвы условного фундамента на слабый подстилающий слой Az= (Nо+Nгр+Nф)/ zp==(2400+128+230)/52,3=52,7 м2 Ширина условного фундамента bz=(Az+a2)-a; где а=(3,3-2,7)/2=0,3 м bz=(52,7+0,09)-0,3=6,97 м Rz=1,2*1/1(0,26*6,97*9,58+2,06*8,2*12,99+4,56*11)= =1,2(17,3+219+50,16)=344 кПа Сравним фактически действующие давление c Rz zp+zg=52,3+100,01=224 кПа< Rz=344 кПа Следовательно размеры фундамента подобраны правильно. 5. Расчет оснований по предельным состояниям. 5.1 Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования. В основу метода послойного суммирования положены следующие допущения: -грунт в основании представляет собой сплошное, линейно-деформированное тело; осадка обусловлена действием только напряжения zp, остальные пять компонентов напряжений не учитываются; боковое расширение грунта в основании невозможно ; напряжение zp определяется под центром подошвы фундамента; при определении напряжения zp , различия в сжимаемости грунтов отдельных слоев пренебрегают; фундаменты не обладают жесткостью; деформация рассматривается только в пределах сжимаемой толщи мощностью, т.е. до глубины, на которой напряжения zp не превышает 20% природного напряжения; значения принимается равным 0,8 независимо от характера грунта. Достоинством метода послойного суммирования является его универсальность и ясность оценки работы грунта основания. 5.1.1. Расчет осадки фундамента в сечении 1-1 методом послойного суммирования. При построении эпюры zq пользуемся данными полученными при проверки слабого подстилающего слоя в сечении 1-1. На уровне грунтовых вод zgW= hw1=19,7*2,25=44,3 кПа На уровне подошвы фундамента zg0=zgW+(d- hw) вз1=44.3+(2.55-2.25)10.12=47,34 кПа На границе 1 и 2 слоя: zg1=zg0+(h1-d)вз1=47.34+(6,6-2,55)10,12=88,33 кПа На границе 2 и 3 слоя: zg2=zg1+h2вз2=88,33+1,1*10,62=100,01 кПа Дополнительное давление. Р0=Р-zg0=288-47,34=240,6 кПа Сжимаемую толщу разбиваем на слои толщиной z=0,4*1,8/2=0,36 м. Зная среднее давление zpi в каждом слое сжимаемой толщи, находим осадку фундамента в виде суммы осадок поверхностей отдельных слоев: S=*hi*zpi/E0i где hi-толщина i-го слоя грунта; zpi –среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полу сумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр фундамента; E0i-модуль деформации i-го слоя грунта; -коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения грунта. Принимаем глубину сжимающей толщи Нс= 4,26 м.
S=0,8*[0,36(235,8+211,7+169,1+132,9+100,4+71,33+55+43,4+35++28,7+23,9+20,2)/13862= =0,8*0,36*1127,81/13862=0,023 м. Произведем проверку полученного результата с максимальным значением допустимым для данного типа сооружения Su=8 см. S =2,3<8= Su | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||