Главная страница
Навигация по странице:

  • 2.2.2. Выбор типа фундамента и определение его размеров.

  • 2.2.3. Вычисление вероятной осадки столбчатого фундамента под колонну.

    		•

    грунты курсач. "Проектирование оснований и фундаментов производственного здания"


    Скачать 0.51 Mb.
    Название"Проектирование оснований и фундаментов производственного здания"
    Дата08.06.2022
    Размер0.51 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлагрунты курсач.docx
    ТипКурсовой проект
    #577754
    страница2 из 8
    1   2   3   4   5   6   7   8

    2.2. Расчет фундамента под колонну (ФС1) сеч-е 2-2


    2.2.1. Выбор глубины заложения фундамента.

    Минимальную глубину заложения подошвы фундамента предварительно назначают по конструктивным соображениям.

    Глубину заложения фундаментов допускается принимать независимо от расчетной глубины промерзания df , если соответствующие грунты, залегают до глубины не менее нормативной глубины промерзания dfn.

    Если пучение грунтов основания, возможно, то глубина заложения фундамента для наружных стен отапливаемых зданий принимается не менее расчетной глубины промерзания df, определяемой по формуле:

    df=Кh×dfn, где

    dfn=1,37м;

    Кh – коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен, приведенный в табл.5.3 СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений».

    При этом минимальная глубина заложения фундамента принимается не менее 0,5 м от поверхности планировки.

    Принимаем расчетную суточную температуру воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам равной 15°С.

    Для части сооружения без подвала с полом, устраиваемым на грунте, для столбчатых фундаментов (сечение 2-2) Кh=0,6; df=0,6*1,37=0,82.

    Конструктивно принимаем для столбчатого фундамента в сечении 2-2 глубину заложения фундамента 1,5 м от уровня планировки.

    За относительную отметку 0.000 принят уровень чистого пола первого этажа, что соответствует абсолютной отметке 203.500 м.

    Отметка планировки 203.000 м.

    Подошва фундамента расположена отметке 201.500 м.

    2.2.2. Выбор типа фундамента и определение его размеров.

    При проектировании оснований и фундаментов всегда можно пред­ложить ряд вариантов конструктивных решений. Так, например, рассматривают варианты с различными типами фундаментов или варианты с различными отметками подошвы фундамента, учитывая при этом несущую способность грунтов основания. На основе технико-экономических сравнений следует выбрать наиболее рациональный вариант.

    Фундамент внецентренно загружен. Величины нагрузок на уровне обреза фундамента N0,II , M0,II , T0,II равны соответственно 1540 кН, 210 кНм, 18кН. Глубина заложения df=1,5 м.



    Рис. 1.2 Схема приложения нагрузок на уровне обреза фундамента

    Для внецентренно нагруженного фундамента предварительно проверяются три условия:

    Рmax£ 1,2R; P £ R; Pmin > 0;

    Расчетное сопротивление грунта основания R в кПа определяется по формуле:



    где γc1, γc2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.В.1 СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений» равные соответственно 1,25 и 1 — при соотношении L/H= 54/12.6= 4.26

    γc1= 1,25

    γc2= 1

    К— коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта j и С определены непосредственными испытаниями, и 1,1 , если они приняты на основе статистических данных

    К=1,1

    Mg, Mq, Mc – коэффициенты, принимаемые по табл. В.2 СНБ 5.01.01-99 (j=33º Mg=1,44; Mq=6,76; Mc=8,88);

    b — ширина подошвы фундамента (для прямоугольной подошвы фундамента — ее меньшая сторона), м;

    Kz — коэффициент, принимаемый равным: при b<10 м kz=1

    Удельный вес грунта находится с учетом взвешивающего действия воды, для слоев грунта, находящихся ниже зеркала подземных вод, т.е. по формуле:

    gsb=(gs-gw)/(1+e)= (2.65∙9.81-10)/(1+0.51)=10,59 кН/м3

    где gs – удельный вес частиц грунта, кН/м3;

    gs = ps g , g- ускорение свободного падения ( g=9.81 м/с² ) ;

    gw=10 – удельный вес воды, кН/м3; е=0.51– коэффициент пористости грунта;

    10.59 кН/м3- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (с учетом фактического уплотнения обратной засыпки), кН/м3;

    — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (с учетом фактического уплотнения обратной засыпки), кН/м3;



    18,639 кН/м3;

    СII — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (СII=10);

    db – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала; db=0

    d1 – глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений

    d1 =1,5м

    R=

    R=8.97b + 206.308

    1.2R=10.7649b + 247.5696
    Давление под подошвой фундамента для внецентренно нагруженного фундамента определяется из следующих зависимостей (сечение 2-2, скважина 2):



    где Р, Рmax, Рmin — соответственно среднее, максимальное и минимальное давление на грунт под подошвой фундамента, кПа;

    N0,11 — расчетная нагрузка на уровне обреза фундамента, кН ;

    кН;

    М0,11 — расчетный изгибающий момент, кН;

    М0,11 =

    gm — осредненный удельный вес материала фундамента и грунта над его уступами, принимаемый равным 20...22 кН/м;

    d=1,5— глубина заложения фундамента (для подвальных помещений — глубина заложения от пола подвала), м;

    А— площадь подошвы фундамента, м;

    А=ƞ , учитывая, что l=ƞ*b. Примем ƞ=1,4

    W— момент сопротивления площади подошвы фундамента в направлении действия момента, м3;

    Принимаем, что для внецентренно нагруженного фундамента

    А=1.4b2 (м2) и (м3);





    Находим значения Pmax, 1,2R при b=1…3 и строим график зависимости между b и Pmax,1,2R. Точка пересечения, дает нам искомую величину b.

    Таблица 1.5. Вычисление параметров фундамента ФС1:

    b, м
    A, м2
    W, м3
    R, кПа
    Pmax
    1,2R

    1
    1,40
    0,33
    215,28
    875,04
    258,33

    1,2
    2,02
    0,57
    217,07
    562,18
    260,49

    1,4
    2,74
    0,91
    218,87
    392,46
    262,64

    1,6
    3,58
    1,35
    220,66
    291,25
    264,79

    1,68
    3,95
    1,56
    221,38
    262,08
    265,65

    1,8
    4,54
    1,92
    222,45
    226,53
    266,94

    2
    5,60
    2,64
    224,25
    182,86
    269,10

    2,2
    6,78
    3,51
    226,04
    152,12
    271,25

    2,4
    8,06
    4,56
    227,84
    129,72
    273,40

    2,6
    9,46
    5,80
    229,63
    112,93
    275,56

    2,8
    10,98
    7,24
    231,42
    100,05
    277,71

    3
    12,60
    8,91
    233,22
    89,95
    279,86



    Рис.1.3. Диаграмма для определения размеров фундамента ФС1

    Принимая b=1,68 м, вычислим А, W, Pmax, Pmin, и проверим условия:

    L=1,5∙1,68=2,52 принимаем 2,52 м

    A=1,4 =3.95 м2

    =1.56 м3

    R=15.0696 + 206.308 = 221.3776







    Все необходимые условия выполняются.

    2.2.3. Вычисление вероятной осадки столбчатого фундамента под колонну.

    Основным методом определения полной осадки фундамента является метод послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного и дополнительного давлений. На геологический разрез наносятся контуры сечения фундамента, затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюр природного давления szg в кПа, определяемого по формуле

    szg=Sgihi;

    где gi — удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3;

    gi =p * 9.81, p – плотность грунта, т/м3

    hi — толщина грунта i-го слоя, м.

    Величина бытового давления определяется на границе каждого слоя грунта. Если в пределах выделенной толщи залегает горизонт подземных вод, то удельный вес грунта определяется с учетом гидростатического взвешивания:

    / (1+0,6) = 6.258 кН/м3

    gw=10 – удельный вес воды, кН/м3

    Вычисляем значения природных давлений:

    На уровне подошвы фундамента:

    1.9*9.81*1,5= 27,9585 кПа;

    На уровне грунтовых вод:

    = 2,04*9,81*4,3= 86,053 кПа;

    На границе 2-ого и 3-его слоя:

    / (1+0,6) = 6.258 кН/м3

    86.053 + 6.258 *3.2= 106.0786 кПа;

    На кровле слоя глины с учетом давления воды:

    ;

    На нижнем границы слоя:

    ;

    Вправо от оси фундамента откладывается эпюра природного давления, но уменьшенная в 5 раз.

    Для построения эпюры дополнительного давления szp толщина грунта ниже подошвы фундамента в пределах глубины, приблизительно равной трехкратной ширине фундамента, разбивается на ряд слоев мощностью не более 0,4b (обычно 0,2b). Дополнительное вертикальное давление P0 непосредственно под подошвой фундамента определяется как разность между средним давлением по оси фундамента и вертикальным напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

    P0=Pср-szg,0;

    P0 = P - szg,0= 221,161 – 27,9585 =193.2025 кПа
    Дополнительное вертикальное напряжение szp для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

    szp=a∙P0;

    где a — коэффициент, принимаемый по табл. СНБ 5.01.01-99 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента h=l/b=1.4 и относительной глубины x=z/b. Построив в произвольном, но одинаковом масштабе эпюры бытового и дополнительного напряжений, определяют нижнюю границу сжимаемой толщи основания, находящуюся в точке 0, где szp =0,2szg. При модуле деформации Е<5000 кПа, нижняя граница сжимаемой зоны будет соответствовать точке, в которой дополнительное напряжение будет равно 0,1szg. Расчет осадки отдельного фундамента на основании в виде упругого линейно деформируемого полупространства с условным ограничением величины сжимаемой зоны производится по формуле:

    S = b∙ ×hi/Ei,

    где Si – i-ая осадка отдельного слоя, см;

    hi – толщина i-го слоя грунта основания, см;

    Еi –модуль деформации грунта i-го слоя, кПа;

    b – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

    szpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, кПа.

    Расчет осадки фундаментов удобно выполнять в табличной форме

    Таблица 1.6. Вычисление вероятностной осадки фундамента

    №
    Z, м
    ξ=2z/b
    α
    σzp, кПа
    Ei, кПа
    Si, м

    0
    0
    0
    1,000
    193,203
    15000
    0,000000

    1
    0,336
    0,4
    0,848
    163,836
    15000
    0,002856

    2
    0,67
    0,8
    0,532
    102,784
    15000
    0,002133

    3
    1,008
    1,2
    0,325
    62,791
    15000
    0,001325

    4
    1,344
    1,6
    0,210
    40,573
    15000
    0,000827

    5
    1,680
    2,0
    0,145
    28,014
    15000
    0,000549

    6
    2,016
    2,4
    0,105
    20,286
    15000
    0,000386

    7
    2,352
    2,8
    0,079
    15,263
    15000
    0,000284

    8
    2,688
    3,2
    0,062
    11,979
    15000
    0,000218

    9
    3,024
    3,6
    0,049
    9,467
    15000
    0,000172

    10
    3,360
    4,0
    0,040
    7,728
    15000
    0,000138

    11
    3,696
    4,4
    0,034
    6,569
    19000
    0,000090

    13
    4,032
    4,8
    0,028
    5,410
    19000
    0,000076

    14
    4,368
    5,2
    0,023
    4,444
    19000
    0,000062

    15
    4,704
    5,6
    0,026
    5,023
    19000
    0,000060
















    ΣSi=
    0,009175

    Расчет осадки фундамента производится по формуле S
    где S – конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;

    Su – предельная величина деформации основания фундамента зданий и сооружений, принимаемая по приложению Б СНБ 5.01.01-99 Su=0,08 м.

    Согласно вычислениям, проделанным в таблице, получаем, что

    S=0,009145 м < Su=0,08 м


    Рис 1.4. Эпюры для столбчатого фундамента под колонну
    1   2   3   4   5   6   7   8

    написать администратору сайта