Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами среднего режима работы

Главная » Рефераты

Разделы

Информация

Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами среднего режима работы

Содержание

Содержание 1

Краткая характеристика объекта 2

Определение физических свойств грунтов и механических свойств грунтов. 3

Определение нагрузок. Сечение 1 – 1 6

Определение нагрузок. Сечение 2 – 2 7

Определение нагрузок. Сечение 3 – 3 8

Определение глубины заложения фундамента 9

Определение размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента. 10

Определение осадки и просадки. Сечение 1-1 11

Расчет висячей забивной сваи 13

Определение осадок свайного фундамента 14

Расчет осадок свайных фундаментов 15

Технико-экономические сравнения 16

Расчет осадок свайных фундаментов. Сечение 1-1 18

Расчет осадок свайных фундаментов. Сечение 3-3 20

Заключение 22

Литература 23

Краткая характеристика объекта

Проектируемое здание – бытовой корпус. Ширина здания 18м, длина – 48м,

здание многоэтажное, высота здания от уровня чистого пола 20м, а высота

этажа –2,5м. Здание с подвалом.

Наружные стены из кирпича толщиной 510мм и стеновых панелей толщиной

300мм, внутри здания колонны. Перекрытие - многопустотные панели толщиной

220мм. Кровля – рулонная из 4 слоев рубероида.

Несущие конструкции в здании малочувствительны к неравномерным осадкам.

«Основания зданий и сооружений» величина предельных деформаций

Sи=10см. Заданные усилия на обрезах фундамента приведены в таблицах

Площадка строительства находиться г. Краснодар. Глубина промерзания

грунта 0,8м.

Рельеф площадки спокойный с небольшим понижением по краям.

Инженерно-геологические условия выявлены по средствам бурения

4-х скважин.

При бурении выявлены следующие слои: 1) чернозем –1,8м; 2) суглинок

желтый – 4,5м; 3) глина бурая – 4,2м; 4) супесь – 5,7м; 5) песок – 3,8 м .

Слои расположены повсеместно .

Подошва слоев находиться на глубине

- чернозем –1,8м;

- суглинок желтый – 4,5м;

- глина бурая –4,2м.

- супесь – 5,7м;

- песок –3,8м;

Грунтовые воды обнаружены в четвертом слое. Оценивая данные

инженерно-геологических условий следует заметить, что грунты вполне

удовлетворяют проектируемому зданию. Влияние сооружения на возникновение

геологических процессов (оползни) исключено, т.к. местность ровная. В

результате лабораторных исследований была составлена таблица физико-

механических свойств грунтов.

Определение физических свойств грунтов и механических свойств грунтов.

Схема расположение геологических выработок.

Геологические колонки.

Табл. 1

|элементов |ния | | | |

|ИГЭ-2 | |Суглинок |4,7 |4,5 |3,9 |4,5 | | |

|ИГЭ-3 | |Глина бурая |4,0 |4,2 |4,1 |4,2 | | |

|ИГЭ-4 | |Супесь |6,0 |5,7 |6,0 |5,7 |11,0 |11,0 |

|ИГЭ-5 | |Песок |4,0 | 3,8 |4,0 |3,8 | | |

ИГЭ-1

Дано: W = 0,25; WL = 0,17; WP = 0,13; (s = 2,64т/мі; ( = 1,7т/мі; (w =

1т/мі.

Данный глинистый грунт является супесью.

e = (s / ( (1+ W) – 1 = 2,64 / 1,7 (1 + 0,25) – 1 = 0,94 коэффициент

пористости.

ИГЭ-2

Дано: W = 0,23; ; WL =0,28; WP = 0,18; (s = 2,66т/мі; ( = 1,97т/мі; (w

= 1т/мі. Jp = WL – WP = 0,28 - 0,18 = 0,1-число пластичности.

Данный глинистый грунт является суглинком, т.к. 0,07( Jp= 0,10< 0,17

JL = (W – WP) / (WL – WP) = (0,23 – 0,18) / (0,28 – 0,18) = 0,5

Данный грунт является суглинком тугопластичным, т.к. 0< JL=0.5=0,5

e=(s/((1+W)– 1 = 2,66/ 1,97 (1 + 0,23) – 1 = 0,661коэффициент

пористости.

Sr=Wx(s/ex(w = 0,23 x 2,66 / 0,661 x 1 = 0,926 степень влажности.

Данный грунт непросадочный, т.к. 0.926 ? 0,8

eL = WL x (s /(w = 0,28 x 2,66 / 1,0 = 0,74

Jss = (eL – e ) / (1 + e ) = (0,74– 0,661) / (1 + 0,661) = 0,048

(s = (s x 10 = 2,66 x 10 = 26,6 кН/мі - удельный вес грунта.

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии :

(взв = ((s - (w) / (1 + e) = (26,6 – 10) / (1+ 0,661) = 10,0 кН/мі

ИГЭ-3

Дано: W = 0,26; WL = 0,37; WP = 0,19; рs = 2,74т/мі; р = 2,0т/мі; рw =

1т/мі.

Jp = WL – WP = 0,37-0,19=0,18

Данный глинистый грунт является глиной, т.к. 0,18 >0,17.

JL = (W – WP) / (WL – WP) = (0,26 – 0,19) / (0,37 – 0,19) = 0,39

Глинистый грунт является глиной тугопластичной, т.к. 0,25 < JL=0.39<0,5

e = (s / ( (1+ W) – 1 = 2,74 / 2 (1 + 0,26) – 1 = 0,73

Sr = W x (s / e x (w = 0,26 x 2,74 / 0,73 x 1 = 0,97

Данный грунт непросадочный, т.к. 0,97 ? 0,8

eL = WL x (s /(w = 0,37 x 2,74 / 1,0 = 1,01

Jss = (eL – e ) / (1 + e ) = (1,01 – 0,73) / (1 + 0,73) = 0,16

(s = (s x 10 = 2,74 x 10 = 27,4 кН/мі - удельный вес грунта.

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии :

(взв = ((s - (w) / (1 + e) = (27,4 – 10) / (1+ 0,73) = 10,0 кН/мі

ИГЭ- 4

Дано: W = 0,25; WL = 0,24; WP = 0,19; рs = 2,67т/мі; р = 1,95т/мі; рw =

1т/мі.

Jp = WL – WP = 0,24-0,19=0,05-число пластичности

Данный глинистый грунт является супесью, т.к. 0,01( Jp= 0,05< 0,07

JL = (W – WP) / (WL – WP) = (0,25 – 0,19) / (0,24 – 0,19) = 1,2

Глинистый грунт является текучим, т.к JL=1,2 (1

e = (s / ( (1+ W) – 1 = 2,67 / 1,95 (1 + 0,25) – 1 = 0,711

Sr = W x (s / e x (w = 0,25 x 2,67/ 0,711x 1 = 0,939

Данный грунт непросадочный, т.к. 0,939 ? 0,8

eL = WL x (s /(w = 0,24x 2,67 / 1,0 = 0,64

Jss = (eL – e ) / (1 + e ) = (0,64 – 0,711) / (1 + 0,711) = 0,041-

показатель просадочности.

(s = (s x 10 = 2,67 x 10 = 26,7 кН/мі - удельный вес грунта.

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии :

(взв = ((s - (w) / (1 + e) = (26,7 – 10) / (1+ 0,711) = 9,43 кН/мі

ИГЭ-5

Дано: W = 0,24; (s = 2,67т/мі; ( = 2т/мі; (w = 1т/мі.

Суммарное количество частиц:9+28+27=64%

Данный грунт является песком средней крупности, т.к. 0,61%(0,50%

e = (s / ( (1+ W) – 1 = 2,67 / 2 (1 + 0,24) – 1 = 0,655

Песок средний, средней плотности

Sr = W x (s / e x (w = 0,24 x 2,67 / 0,655 x 1 = 0,98

Данный грунт насыщенный водой, т.к. 1>0,98 ? 0,8

Механические (деформационные):

- коэффициент относительной сжимаемости mv = ( / E0; МПа№

1) mv = -

2) mv = 0,62/ 11 = 0,056

3) mv = 0,43 / 16 = 0,027

4) mv = 0,74 / 3 = 0,247

5) mv = 0,74 / 33 = 0,0224

Определение нагрузок. Сечение 1 – 1

Fгр = 3х 6 = 18мІ Табл. 2

| | | |по нагрузке|кН |

| | |На |От груза| | |

| | |кН/мІ |кН | | |

|1 |От защитного слоя гравия, |0,42 |7,56 |1,3 |9,83 |

| | | | | | |

|2 | |0,096 |1,73 |1,3 |2,25 |

|3 | |0,45 |8,1 |1,3 |10,53 |

|4 |кН/мі | | | | |

| | |0,17 |3,1 |1,3 |4,04 |

|5 |0,15м х 1,15 кН/мі | | | | |

| | |0,04 |0,72 |1,3 |0,94 |

|6 |битум, мастике: 0,01м х4кН/ мі|38,5 |693 |1,1 |762,3 |

| | | | | | |

|7 |От плит перекрытий и покрытий|- |36 |1,1 |39,6 |

| | | | | | |

| |25х0,22х7 | | | | |

|8 | |0,54 |9,72 |1,3 |12,64 |

| | | | | | |

|9 |Цементная стяжка толщ. 30 мм |- |1012,5 |1,1 |1113,75 |

| | | | | | |

|10 |От стеновых панелей за вычетом|- |79,6 |1,1 |87,56 |

| |(=25 кН/м3 | | | | |

| |0,3х25х6х22,5 | | | | |

|11 | |- |78,75 |1,1 |86,62 |

| | | | | | |

| | | | | | |

| |0,25х2,1х25х6 | | | | |

| |Итого: | | | |2130,06 |

| |От снега для III района |1 |18 |1,4 |25,2 |

| Всего: |

|2155,26 |

Определение нагрузок. Сечение 2 – 2

Fгр = 6 х 6=36І Табл.3

| | | |по нагрузке|кН |

| | |На |От груза| | |

| | |кН/мІ |кН | | |

|1 |От защитного слоя гравия, |0,42 |15,1 |1,3 |19,66 |

| | | | | | |

|2 | |0,096 |3,46 |1,3 |4,5 |

|3 | |0,45 |16,2 |1,3 |21,06 |

|4 |кН/мі |0,17 |6,12 |1,3 |7,96 |

| | | | | | |

|5 | |0,04 |1,44 |1,3 |1,87 |

| | | | | | |

|6 |Пароизол.1сл.рубероида на |38,5 |1386 |1,1 |1524,6 |

| | | | | | |

|7 | |- |36 |1,1 |39,6 |

| | | | | | |

|8 | |0,23 |8,4 |1,3 |10,92 |

| | | | | | |

|9 | |- |79,6 |1,1 |87,56 |

| | | | | | |

| |25кН | | | | |

| |Итого: | | | |1717,73 |

|10 |От снега для III района |1 |36 |1,4 |50,4 |

| Всего: |

|1768,13 |

Определение нагрузок. Сечение 3 – 3

Fгр = 1 х 6 = 6 мІ Табл.4

| | | |по нагрузке|кН |

| | |На |От груза| | |

| | |кН/мІ |кН | | |

|1 |От защитного слоя гравия, |0,42 |2,52 |1,3 |3,28 |

| | | | | | |

|2 | |0,096 |0,58 |1,3 |0,74 |

|3 | |0,45 |2,7 |1,3 |3,51 |

|4 |кН/мі |0,17 |1,02 |1,3 |1,3 |

| | | | | | |

|5 | |0,04 |0,24 |1,3 |0,31 |

| | | | | | |

|6 |Пароизол.1сл.рубероида на |38,5 |231 |1,1 |254,1 |

| | | | | | |

|7 | |- |36 |1,1 |39,6 |

| | | | | | |

|8 | |0,23 |1,38 |1,3 |1,79 |

| | | | | | |

|9 | |182,6 |1095,6 |1,1 |1205,1 |

| | | | | | |

| |Итого: | | | |1509,73 |

|10 |От снега для III района |1 |6 |1,4 |8,4 |

| Всего: |

|1518,13 |

Определение глубины заложения фундамента

Определить глубину заложения фундаментов под наружные стены здания.

Температура воздуха в помещениях здания 16єС. Размер башмака под колонну

0,78х 0,78м. Здание возводится в г.Краснодаре. Нормативная глубина

промерзания согласно СНиП dfn = 0,8м. Толщина кирпичной стены 51см, толщина

панельной стены 30см, сечение колонн 40х40см, уровень подземных вод от

планировочной отметки 11,0м.

Определим расчетную глубину промерзания df1 = (n х dfn = 0,5х0,8=

0,4м.

Расстояние от расчетной глубины промерзания до уровня подземных вод

не менее 2м должно быть:

df1 + 2м = 2,9 + 2 = 4,9м

dw = 11,0м > df1 + 2м = 4,9м

Для суглинков с показателем текучести JL<0,25 глубина заложения

подошвы фундамента должна быть не менее df, т.е. 2,9м.

Из инженерно-геологических условий глубина заложения подошвы

фундамента должна быть минимальной и в данном случае равна 2,9м. Из

конструктивных особенностей здания глубина заложения подошвы фундамента

будет df = 3,35м.

Определение размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента.

Дано: вертикальная нагрузка N011 = 2155,26кН и момент 2286,9 кН.

Глубина заложения фундамента 3,35м. Подвал есть. Угол внутреннего трения

грунта ( = 18 град; с = 10кПа.

Определим ориентировочно размеры подошвы фундамента, как центрально

нагруженную :

Аф = N011/ (R – V*d )=2155,26/(227-20*3,35)=13,47м2.

Т. к. на фундамент ещё действует фундамент, который увеличивает Аф на

20% Аф=16,2 м2. При соотношении L/в=1 получим L=в =16,2=4 м. Назначаем

размеры подошвы фундамента Lхв = 4х4м.

Определяем расчетное сопротивление грунтов основания:

Для суглинка с показателем текучести JL ? 0.5 коэффициент пористости

е=0,66 по табл. 4 СниП 2,02,01-83* находим ( =18 град и с = 10кПа. Затем

по (II находим коэффициенты Мv=0,43, Мq=2,73,Мс=5,31. Определяем

соотношение L/H=48/20=2,4 и находим по табл. (с1=1,2 и (с2 =1,0. Т.к.

расчетные характиристики получены косвенным путем , принимаем значение

коэффициента к=1.Удельный вес (II=0,014 МН/м и (II=0,0163 МН/м3

NII= N0II+NфII+NгрII=2155,26+149,25+141,84=2446,35 кН,а значит

эксцентриситет внешней нагрузки в уровне подошвы фундамента составит:

е=МII/NII=(2286,9(кН/м)/2446,35 кН=0,93м

значение 0,033в=0,033*4=0,132м условий е=0,93м ( 0,033в=0,132м

показывает ,что данный фундамент необходимо рассчитать, как внецентренно

сжатый.Определяем расчетное сопротивление основания для в=4м

R=(1,2*1,0/1)*(0,43*1*4*19,7+2,73*1,3*18,3+( 2,73-

1)*2*18,3+5,31*10)=258,3кН/м2

Производится проверка напряжений в грунте под подошвой фундамента,

исходя из условия , чтобы она не превышала расчетного давления на грунт R

PII ( R; PmaxII ( 1.2R ; PminII (0;

PII – среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета

оснований по деформациям, кН;

PmaxII и PminII – максимальное иминимальное краевое давление под

подошвой фундамента, кН

PII=(N0II+NфII+NгрII )/в*L = NII/ в*L ;

NфII- расчетный вес фундамента;

NгрII - расчетный вес грунта на уступах фундамента, кН;

NфII= 23*(4*4*0,4+0,9*0,9*0,5)=156,5кН;

NгрII = (4*4*0,9- (4*4*0,4+0,9*0,9*0,5))*1*18,7=142,1кН;

PII=(2155,26+156,5+142,1)/4*4=153,4кН/м2

Найдем максимальное и минимальное краевые давления под подошвой

фундамента при внецентренном :

PmaxII= NII/Аф(1(6е/в)

PmaxII=(2453,8/16,2)*(1+(6*0,93/4))=362,8кН;

PminII=(2453,8/16,2)*(1- (6*0,93/4))=211,3кН;

Проверяем выполнение условий

PmaxII =362,8кН ( 1.2R=1,2*258,3=310 кН

PminII=211,3 (0;

PII=211,3 ( R=258,3

Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны

удовлетворительно.

Определение осадки и просадки. Сечение 1-1

Размеры подошвы фундамента вхL= 4*4м. Глубина заложения подошвы

фундамента 3.35м. Среднее давление под подошвой фундамента Рср=211.3кН.

Удельный вес грунта (s = 2,66кН/мі.

- находим значения эпюры вертикальных напряжений от действия

собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на поверхности земли :

(zg=0; 0,2(zg;

2) на контакте 0 и 1 слоя:

(zg0=0,017х1.85=

0,0314; 0,2(zg= 0,00629;

3): на подошве фундамента

(zg0=0,0314+0,0187х1.5= 0,0595; 0,2(zg= 0,0119;

4) на контакте 1 и 2 слоя:

(zg1= 0,0595+

0,0118х 3= 0,1156; 0,2(zg1= 0,0231;

5) на контакте 2 слоя, уровня грунтовых вод и 3 слоя:

(zg1=0,1156+0,02х 4,2= 0,1996; 0,2(zg1= 0,03992;

6) на контакте 3 и 4 слоя:

(zg3=0,1996+0,0195х

5,7= 0,311; 0,2(zg3= 0,0621;

7) на подошве 5 слоя:

(zg5=0,331+0,02х3, 8= 0,387; 0,2(zg5= 0,0774;

- Определим дополнительное давление по подошве фундамента от

нагрузок :

Ро=Рср- (zg0 =0,2113-0,0595 = 0,1518 МПа

Соотношение ( = вхL= 4*4=1

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*4/2 =0,8м;

Условие Z1=0,8м (0,4в = 0,4*4 = 1,6м удовлетворяется с большим

запасом.

Табл. 5

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |3,35 |1,5 |11 |- |- |- |- |

| |6,35 |3,0 |11 |0,00 |0,00 |1,000 |0,1518 |

| | | | |0,80 |0,40 |0,96 |0,1457 |

| | | | |1,60 |0,80 |0,80 |0,1214 |

| | | | |2,40 |1,20 |0,606 |0,092 |

|3)глина бурая |10,55 |4,2 |16 |3,20 |1,60 |0,449 |0,0682 |

|тугопластичная, | | | |4,00 |2,00 |0,336 |0,051 |

|непросадочная | | | |4,80 |2,40 |0,257 |0,039 |

| | | | |5,60 |2,80 |0,201 |0,0305 |

| | | | |6,40 |3,20 |0,160 |0,0243 |

| | | | |7,20 |3,60 |0,130 |0,020 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |8,00 |4,00 |0,108 |0,0164 |

|плотности, | | | |8,80 |4,40 |0,091 |0,0138 |

|непросадочная | | | |9,60 |4,80 |0,070 |0,0117 |

| | | | |10,40 |5,20 |0,066 |0,010 |

| | | | |11,20 |5,60 |0,058 |0,0088 |

| | | | |12,0 |6,00 |0,051 |0,0077 |

| | | | |12,80 |6,40 |0,040 |0,0061 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |13,60 |6,80 |0,030 |0,0049 |

|средний,средней | | | |14,40 |7,20 |0,026 |0,0039 |

|плотности. | | | |15,20 |7,60 |0,022 |0,0033 |

| | | | |16,00 |8,00 |0,019 |0,0029 |

| | | | |16,80 |8,40 |0,015 |0,0023 |

Вычислим осадку фундамента с помощью послойного суммирования,

пренебрегая различием модуля деформаций грунтов на границах слоев, приняв

во внимание, что данное предположение незначительно скажется

на окончательном результате:

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коофициент, зависящий от коофициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= (0,8*0,8/11) *

((0,1518+0,1457+0,1457+0,1214+0,1214+0,092+0,092+0,0682)/2) +

(0,8*0,8/16)*((0,0682+0,051+0,051+0,039+0,039+0,0305+0,0305+0,0243+0,0243+0,

02+

0,02+0,0164+0,0164+0,0138)/2)+(0,8*0,8/3)*((0,0138+0,0117+0,0117+0,01+0,01+0

,0088+

0,0088+0,0077+0,0077+0,0061+0,0061+0,0049)/2)+(0,8*0,8/33)*((0,0049+0,0039+0

,0039+ 0,0033+0,0033+0,0029+0,0029+0,0023)/2)= 0,048м=4,8см

По табл.4,3 для производственного здания с полным ж/б каркасом Su=8см,

S=4,8см ( Su= 8см, условие удовлетворяется, следовательно, полная

осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Расчет висячей забивной сваи

В уровне планировочной отметке земли действует центрально-приложенное

усилие от нормативной нагрузки N=2155,26 кН. По грунтовым условиям сваю

целесообразно заглубить в третий слой ( глина бурая ), т. к. вышележащии

слои характеризуются низким сопротивлением грунта. Минимальная длина сваи L

должна быть L=0,1+5,75+0,25=6,1м, принимаем сваю С6-35 с L=6 м, круглую с

радиусом 0,35м. Свая погружается с помощью забивки дизель-молотом. Найдем

несущую способность одиночной висячей сваи:

Fd=(с((сR*R*А+u((сf*fi*hi), где

(с=1-коэффициент условий работы сваи в грунте;

(сR=1,0, (сf = 1,0- коэффициент условий работы грунта соответственно

под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние

способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта;

R=2400 кПа- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А =0,35*0,35=0,1225м2- площадь опирания на грунт сваи;

U=4*0,35=1,4м – наружный периметр поперечного сечения сваи;

fi- расчетное сопротивление i-ом слоя грунта основания на боковой

поверхности сваи, кПа;

hi-толщина i-ом слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью

сваи, м;

Толщину грунта, прорезаемого сваей, разбиваем на слои толщиной не

более 2м.

Для 1-го слоя при средней глубине его расположения Z1=1,5м, f=18кПа.

Для 2-го слоя при средней глубине его расположения Z2=3,0м, f=25кПа.

Для 3-го слоя при средней глубине его расположения Z3=4,5м, f=28кПа.

Для 4-го слоя при средней глубине его расположения Z4=6,0м, f=31кПа.

Для 5-го слоя при средней глубине его расположения Z5=7,2м,

f=32,2кПа.

Для 6-го слоя при средней глубине его расположения Z6=8,7м,

f=33,35кПа.

Для 7-го слоя при средней глубине его расположения Z7=10,2м,

f=34,1кПа.

Для 8-го слоя при средней глубине его расположения Z8=11,7м,

f=35,36кПа. Для 6-го слоя при

средней глубине его расположения Z9=13,2м, f=36,56кПа.

Для 7-го слоя при средней глубине его расположения Z10=14,7м,

f=37,9кПа.

Для 8-го слоя при средней глубине его расположения Z11=16,2м,

f=38,72кПа.

Fd= 1(1*2400*0,1225+ 1,4(1*18*1,5+ 1*25*3+ 1*28*4,5+ 1*31*6+

1*32,2*7,2+ 1*33,35*8,7+

1*34,1*10,2+1*35,36*11,7+1*36,56*13,2+1*37,9*14,7+1*38,72*16,2))=

5004,31кПа;

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю:

N( Fd/(R=5004,3/1,4=3574,5кПа;

Найдем требуемое количество свай на 1 п.м.:

п= N*(R/ Fd =2155,26*1,4/5004,3=1шт.

Расстояние между осями свай (3d=3*0,35=1,05м

Высота ростверка =h0+0,25м, но не менее 0,3м (h0- величина заделки

сваи, м)

0,1+0,25=0,35м

Определение осадок свайного фундамента

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям

следует производить как для условного фундамента на естественном

основании. Границы условного фундамента определяются:

Сверху –поверхность планировки;

Снизу – плоскостью проходящей через концы свай;

С боков –вертикальными плоскостями, относящимися от наружных граней

свай крайних рядов на расстоянии К;

К= h*tg(II,mt

где (II,mt –осредненный угол внутреннего трения слоев грунта, в

пределах глубины погружения сваи в грунт;

(II,mt = (hi*(II,mt = (1/4) ((1,85*26+4,5*18)/(1,85+4,5)) =5,08

(hi

Ширина условного фундамента:

Вусл= 1,0+0,25+6,35*tg5,08= 1,25+6,35*0,892=6,91

Площадь подошвы массива Аусл:

Аусл = Вусл*Lусл = 6,91*1,2= 8,29 м2;

Lусл –для ленточного фундамента равна 1м пог.,а для куста свай

определяется так же, как Вусл;

Среднее давление на грунт под его подошвой :

Рср=N0II+GpII+GсвII+GrII = 1768,1+172,75+44,84*1,1+414,6 = 290,1кН;

Аусл

8,29

максимальное давление на грунт под его подошвой

Рmax = N0II+GpII+GсвII+GrII + М ( 1.2R,

Аусл w

N0II –расчетная нагрузка на уровень спланированной отметки земли;

GpII –вес ростверка ;

GсвII –вес всех свай;

GrII –ввес грунта в объеме условного фундамента;

М –изгибающий момент;

w –момент сопротивления подошвы условного фундамента;

R -расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного

фундамента.

R=(1,2*1,1/1)*(0,47*1*0,4*1,97+2,89*6,23*1,87+1,89*2*1,87+5,48*30)=

271,3кН

Pср= 290,1 ( R=271,3*1,2=325,6

Все условия выполняются

Расчет осадок свайных фундаментов

Расчет осадок свайных фундаментов выполняют для условного фундамента.

Осадки фундаментов из отдельных кустов свай рассчитывают методом послойного

элементарного суммирования, осадки фундаментов в виде свайных полей шириной

b(10м определяют методом линейно-деформируемого слоя конечной толщиной.

Pср=0,29МПа, природное давление Находим значения эпюры вертикальных

напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на подошве фундамента:

(zg0=0,017*1,85+4,5*0,0187+0,02*2,7=0,169; 0,2(zg= 0,0338;

2) на подошве 5 слоя:

(zg5= 0,169+0,02*1,5+0,0195*5,7+0,02*3,8=0,386; 0,2(zg1=

0,077;

. Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок

Ро=Рср- (zg0 =0,29-0,169 = 0,121 МПа

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*6,91/2 =1,38м;

Условие Z1=1,38м (0,4в = 0,4*6,91 = 2,76м удовлетворяется с

большим запасом.

Табл.6

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |6,35 |4,5 |11 |- |- |- |- |

|3)глина бурая |9,05 |2,7 |16 |- |- |- |- |

| |10,55 |1,5 |16 |0,00 |0,00 |1,00 |0,121 |

| | | | |1,40 |0,405 |0,976 |0,118 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |2,80 |0,81 |0,88 |0,106 |

|плотности, | | | |4,20 |1,22 |0,75 |0,091 |

|непросадочная | | | |5,60 |1,62 |0,64 |0,077 |

| | | | |7,00 |2,03 |0,54 |0,065 |

| | | | |8,40 |2,43 |0,473 |0,057 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |9,80 |2,84 |0,41 |0,05 |

|средний,средней | | | |11,20 |3,24 |0,37 |0,045 |

|плотности. | | | |12,60 |3,65 |0,33 |0,04 |

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коэффициент, зависящий от коэффициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= 0,8*1,4 * (0,121+0,118+ 0,118+0,106)+0,8*1,4* ( 0,106+0,091+

0,091+0,077+ 0,77+

16 2 2 3 2

0,065+0,065+0,057+0,057+0,05 )+0,8*1,4*( 0,05+0,045+

0,045+0,04)=0,08м=8,0 см.

2 2 2 33 2 2

По табл.4,3 для производственного здания с полным ж/б каркасом Su=8см,

S=8,0см = Su= 8см, условие удовлетворяется, следовательно, полная

осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Технико-экономические сравнения

Технико-экономическое сравнение вариантов производиться по

экономической эффективности..

Укрупненные единичные расценки на земляные работы,

устройство фундаментов и искусственных оснований

для фундамента мелкого заложения

табл.7

| | | |

|№ п.п. |Наименование работ и конструкций |Стоимость на |

| | |единицу |

| | |измерения, |

| | |руб. коп. |

| 1 | 2 | 3 |

| | | |

|А |Земляные работы | |

| | | |

|1. |Разработка грунта под фундаменты: | |

| |При глубине выработки до 3,8м и ширине траншеи|3505руб 8коп. |

| | | |

| |4,0м, (м3) | |

| | | |

|2. |Крепление стенок котлована досками: | |

| |При глубине выработки до 5,0 м, (м2) |147руб.65коп. |

| | | |

|Б |Устройство фундаментов | |

| | | |

|1. |Фундаменты ж/б, сборные для промышленных |68руб.8коп. |

| |зданий, м3 ж/бетона | |

Итого: 3505руб.8коп+147руб.65коп+68руб.8коп=3722руб.25коп

Укрупненные единичные расценки на земляные работы,

устройство фундаментов и искусственных оснований

для свайного фундамента

табл.8

| | | |

|№ п.п. |Наименование работ и конструкций |Стоимость на |

| | |единицу |

| | |измерения, |

| | |руб. коп. |

| 1 | 2 | 3 |

| | | |

|А |Земляные работы | |

| | | |

|1. |Разработка грунта под фундаменты: | |

| |При глубине выработки до 3,8м и ширине траншеи|405руб.3коп. |

| | | |

| |6,9м, (м3) | |

| | | |

|2. |Крепление стенок котлована досками: | |

| |При глубине выработки до 5м, (м2) |35руб.9коп |

| | | |

|Б |Устройство фундаментов | |

| | | |

|1. |Железобетонные сваи: | |

| |Железобетонные до 3м (с забивкой ), м3 бетона|49руб.4коп |

| | | |

Итого: 405руб.3коп.+ 35руб.9коп+49руб.4коп= 490руб.6коп.

Величина осадки свайного фундамента Su=8,0см, а величина осадки

фундамента мелкого заложения Su=4,8см.Т.к. нагрузки на фундаменты

критически одинаковы, то принимаем, что разность осадки двух соответственно

фундаментов равна 0, т.е. осадки соседних фундаментов равномерны. Т.к.

деформации у свайного фундамента меньше, чем у фундамента мелкого заложения

одинаковы, но свайный фундамент по ТЭП предпочтительней.

По расходу бетона:

на фундамент мелкого заложения:

V=250м3;

на свайный фундамент: V=121,6м3.

Следовательно свайный фундамент выгоднее.

Расчет осадок свайных фундаментов. Сечение 1-1

Расчет осадок свайных фундаментов выполняют для условного фундамента.

Осадки фундаментов из отдельных кустов свай рассчитывают методом послойного

элементарного суммирования, осадки фундаментов в виде свайных полей шириной

b(10м определяют методом линейно-деформируемого слоя конечной толщиной.

Рср=N0II+GpII+GсвII+GrII = 2155,26+172,75+44,84*1,1+414,6 = 336,8кН;

Аусл

8,29

Pср=0,337МПа, природное давление Находим значения эпюры вертикальных

напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на подошве фундамента:

(zg0=0,017*1,85+4,5*0,0187+0,02*2,7=0,169; 0,2(zg= 0,0338;

2) на подошве 5 слоя:

(zg5= 0,169+0,02*1,5+0,0195*5,7+0,02*3,8=0,386; 0,2(zg1=

0,077;

. Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок

Ро=Рср- (zg0 =0,337-0,169 = 0,168 МПа

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*6,91/2 =1,38м;

Условие Z1=1,38м (0,4в = 0,4*6,91 = 2,76м удовлетворяется с

большим запасом.

Табл.9

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |6,35 |4,5 |11 |- |- |- |- |

|3)глина бурая |9,05 |2,7 |16 |- |- |- |- |

| |10,55 |1,5 |16 |0,00 |0,00 |1,00 |0,121 |

| | | | |1,40 |0,405 |0,976 |0,118 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |2,80 |0,81 |0,88 |0,106 |

|плотности, | | | |4,20 |1,22 |0,75 |0,091 |

|непросадочная | | | |5,60 |1,62 |0,64 |0,077 |

| | | | |7,00 |2,03 |0,54 |0,065 |

| | | | |8,40 |2,43 |0,473 |0,057 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |9,80 |2,84 |0,41 |0,05 |

|средний,средней | | | |11,20 |3,24 |0,37 |0,045 |

|плотности. | | | |12,60 |3,65 |0,33 |0,04 |

Вычисляем осадку фундамента:

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коофициент, зависящий от коофициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= 0,8*1,4 * (0,121+0,118+ 0,118+0,106)+0,8*1,4* ( 0,106+0,091+

0,091+0,077+ 0,77+

16 2 2 3 2

0,065+0,065+0,057+0,057+0,05 )+0,8*1,4*( 0,05+0,045+

0,045+0,04)=0,14м=14,0 см.

2 2 2 33 2 2

По табл.4,3 для гражданских зданий с кирпичными стенами Su=15см,

S=14,0см ( Su= 15см, условие удовлетворяется, следовательно, полная

осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Расчет осадок свайных фундаментов. Сечение 3-3

Расчет осадок свайных фундаментов выполняют для условного фундамента.

Осадки фундаментов из отдельных кустов свай рассчитывают методом послойного

элементарного суммирования, осадки фундаментов в виде свайных полей шириной

b(10м определяют методом линейно-деформируемого слоя конечной толщиной.

Рср=N0II+GpII+GсвII+GrII = 1518,13+172,75+44,84*1,1+414,6 = 259,9кН;

Аусл

8,29

Pср=0,259МПа, природное давление Находим значения эпюры вертикальных

напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на подошве фундамента:

(zg0=0,017*1,85+4,5*0,0187+0,02*2,7=0,169; 0,2(zg= 0,0338;

2) на подошве 5 слоя:

(zg5= 0,169+0,02*1,5+0,0195*5,7+0,02*3,8=0,386; 0,2(zg1=

0,077;

. Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок

Ро=Рср- (zg0 =0,259-0,169 = 0,091 МПа

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*6,91/2 =1,38м;

Условие Z1=1,38м (0,4в = 0,4*6,91 = 2,76м удовлетворяется с

большим запасом.

Табл.10

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |6,35 |4,5 |11 |- |- |- |- |

|3)глина бурая |9,05 |2,7 |16 |- |- |- |- |

| |10,55 |1,5 |16 |0,00 |0,00 |1,00 |0,091 |

| | | | |1,40 |0,405 |0,976 |0,089 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |2,80 |0,81 |0,88 |0,08 |

|плотности, | | | |4,20 |1,22 |0,75 |0,068 |

|непросадочная | | | |5,60 |1,62 |0,64 |0,058 |

| | | | |7,00 |2,03 |0,54 |0,049 |

| | | | |8,40 |2,43 |0,473 |0,043 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |9,80 |2,84 |0,41 |0,037 |

|средний,средней | | | |11,20 |3,24 |0,37 |0,034 |

|плотности. | | | |12,60 |3,65 |0,33 |0,03 |

Вычисляем осадку фундамента:

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коофициент, зависящий от коофициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= 0,8*1,4 * (0,091+0,089+ 0,089+0,08)+0,8*1,4* ( 0,08+0,068+

0,068+0,058+ 0,058+

16 2 2 3 2

0,049+0,049+0,043+0,043+0,037 )+0,8*1,4*( 0,037+0,034+

0,034+0,03)=0,117м=11,7 см.

2 2 2 33 2 2

По табл.4,3 для гражданских зданий с кирпичными стенами

Su=15см, S=11,7см ( Su= 15см, условие удовлетворяется, следовательно,

полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Заключение

По данным инженерно-геологических изысканий грунты имеют

слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Все они могут

служить естественным основанием.

Согласно расчету и технико-экономическому сравнению вариантов

фундамента предпочтение отдано свайному фундаменту, а не фундаменту мелкого

заложения.

Допускаемая нагрузка на оснавание 1768,1кН.

Отмостка вокруг здания выполнена шириной 0,9м из асфальта,

уплотненного по щебню.

Литература

1. “Основания и фундаменты”. Учебник для строительныхспециальных вузов

–2-е издание, переработанное и дополненное.-М., Высш. шк., 1998. Берлинов

Н.В.

2. “Проектирование оснований и фундаментов(основы теории и примеры

расчета)”, Учебное пособие для вузов-3-е издание,перераб.,и доп.. Веселов

В.А.-М., Стройиздат.,1990г.

3.Методические указания

4. СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”,-

М.,Стройиздат,1985г.