Розрахунок і проектування фундаментів мілкого закладення і пальових фундаментів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ПРИДНІПРОВСЬКА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ
Кафедра Підстави і фундаменти
Курсовий проект
«Розрахунок і проектування фундаментів мілкого закладення і
пальових фундаментів ».
Виконав студент 808 групи
Перевірив асистент
Дніпропетровськ
2007

І подібні дані

(Варіант 1 / 25)
Довжина будівлі 48 м
Ширина будівлі 27 м
Кількість прогонів 3
Ширина прольотів ---
АБ 9 м
БВ 6 м
ВГ 12 м
Кількість поверхів 5
Висота поверху 3,6 м
Крок колон по рядах ---
А 6 м
Б 12 м
У 12 м
Г 6 м
Вид колон (матеріал) ЖБК
Перетин колон (база) 0,4 х 0,4 м
Навантаження на фундаменти 10 кН/м3
Ряд А
N 2500 кН
Mx 290 кН/м3
Mу 120 кН/м3
Ряд Б:
N 4500 кН
Mx 350 кН/м3
Mу 160 кН/м3
Ряд В:
N 5400 кН
Mx 420 кН/м3
Mу 90 кН/м3
Ряд Г:
N 3500 кН
Mx 470 кН/м3
Mу 45 кН/м3
Планувальна позначка - 0,15 м
Позначка підлоги підвалу ---
Район будівництва м.Дніпропетровськ
Будівля (тип) неопалюване

Фізико-механічні властивості грунтів
Таблиця 1
Найменування грунту
Потужність шару, м
с, кН/м3
СS, кН/м3
W,
Wl,
Wp,
ц, ˚
c, кг/см2
м
Кф, см / сек
Р, кг/см2
S, м
Чорнозем
0.8 - 0.9
1,66
-
0,14
-
-
-
-
-
-
-
-
Пісок дрібнозернистий
6,0 - 5.6
1,93
2,65
0,2
-
-
-
-
0,27
-
-
-
Супісок пилуватий
4,5-3,8
1,5
2,66
0,21
0,2
0,2
17
7,0
0,3
0,1
0,62
0,2
1,22
0,3
1,83
0,4
2,8
Глина четвертинна
неогрн.
1,98
2,74
0,23
0,4
0,2
-
-
0.43
-
-
-
Ур.Гор.Вод.
2,0 м

Аналіз інженерно-геологічних умов майданчика
Геологічний розріз

По основних фізичних характеристиках і класифікаційними показниками грунтів майданчика визначаються фізико-механічні характеристики грунтів майданчики, що забезпечують можливість визначення розрахункового опору і деформації підстав, а саме:
1) піщаного грунту:
- Коефіцієнт пористості е

де - Щільність мінеральних частинок
W - природна вологість - Природна щільність
- Ступінь вологості грунту

2) супіски пилувата
- Коефіцієнт пористості е

3) глина четвертинна
- Коефіцієнт пористості е

- Число пластичності грунту за значеннями вологостей на межі плинності і розкочування
Ip = Wl - Wp = 0,4 - 0,2 = 0,2
- Показник текучості грунту

За обчисленими фізико-механічними характеристиками і класифікаційними показниками грунту по табл.1 дод.1 СНиП 2.02.01-83 визначаються міцнісні і деформаційні характеристики грунту С, j, Е,
Всі обчислені і певні фізико-механічні характеристики грунтів заносяться в зведену таблицю фізико-механічних характеристик грунтів майданчика.
Таблиця 2
, КН/м3
s, кН/м3
C, кПа
j
E, Мпа
Чорнозем
16,6
-
-
-
-
Пісок дрібнозернистий
19,3
26,5
2
32
28
Супісок пилуватий
15
26,6
7
17
9,52
Глина четвертинна
19,8
27,4
61
19,5
22,5

I. Проектування фундаменту мілкого закладання на природній основі
1. Вибір глибини закладення фундаменту
Глибина закладення фундаменту залежить від:
- Кліматичного району будівництва (глибини промерзання грунту);
- Технологічних особливостей проектованої будівлі (наявності підвалів, технологічних каналів, розташованих в підземній частині будівлі, технологічних відстійників, що водять кнурів, підвідних трубопроводів та ін);
- Конструктивних особливостей проектованої будівлі або споруди;
- Фактора інженерно-геологічних умов.
1.1. З урахуванням глибини промерзання глибина закладення фундаменту призначається за розрахунковою схемою глибини сезонного промерзання грунту df, яка встановлюється таким чином:
Нормативна глибина сезонного промерзання грунту визначається за формулою:
м,
де Mt - безрозмірний коефіцієнт., чисельно рівний сумі абсолютних значень середньомісячних негативних температур за зиму в даному районі за СНіП 2.01.01-82 "Будівельна кліматологія і геофізика" (для Дніпропетровська Mt = -13,3).
d0 - величина в метрах, приймається рівною:
· Для суглинків і глин - 0,23
· Для супісків, пісків дрібних і пилуватих - 0,25
· Для пісків середньої крупності, великих і гравелистих - 0,30
· Для великоуламкових грунтів - 0,34
Розрахункова глибина сезонного промерзання грунту визначається: (м)

де kh - коеф., що враховує вплив теплового режиму споруди приймається 0,8.
Глибина закладення фундаментів по першому фактору (глибині промерзання):
м
1.2. З урахуванням технологічних особливостей проектованої будівлі глибина закладення фундаменту повинна призначатися на 0,5 м нижче за позначку технологічних підвалів, тобто:

де dn - позначка підлоги підвалу або підлоги технологічного простору проектованого об'єкта.
Підвалу в цьому будинку немає.
1.3. З урахуванням конструктивних особливостей будівлі глибину закладення фундаменту рекомендується призначати в залежності від діючих навантажень і приймати при
1000 <g <2000 кH d = 1,5 м
2000 <g <3000 кН d = 2,0 м
3000 <g <5000 кН d = 2,5 м
g> 5000 кН d = 3,0 м (При N = 5400 кН)

1.4. При аналізі інженерно-геологічних умов враховують такі чинники:
· Фундамент повинен бути заглиблений у несучий шар грунту мінімум на 0,5 м ;
· Фундамент повинен прорізати верхні шари слабкого грунту;
· Під підошвою фундаменту не можна залишати тонкий шар несучого грунту.
Висновок: Виходячи з аналізу інженерно-геологічних умов, конструктивних особливостей будівлі, приймаємо глибину закладення фундаменту

При цьому несучим шаром є пісок дрібнозернистий з характеристиками: C = 2 кПа, E = 28 МПа, ц = 32 ˚, = 19,3 кН/м3.

2. Розрахунок площі підошви з перевіркою контактних напружень
Попередньо розміри фундаменту в плані визначаються від крайовій розрахункового опору R кр. при ширині фундаменту b = 1м:
(1)
де - Коефіцієнти умов роботи основ ( ) І споруд ( ) Приймаються за табл.3 СНиП 2.02.01-83;
К - коефіцієнт, що дорівнює 1, якщо міцнісні характеристики грунту (j і С) визначені безпосередніми випробуваннями, К = 1,1, якщо j і С прийняті по табл.1-3 дод.1 СНиП 2.02.01-83 "Підстави будівель і споруд ";
- Коефіцієнти, прийняті за табл.4 СНиП 2.02.01-83
kz - коефіцієнт впливу площі фундаменту. Для фундаментів шириною
b <10м, Кz = 1
b> 10м, Кz = Z0 / b +0,2 (Z0 = 8,0 м )
b - ширина фундаменту (прийнята нами b = 1м)
- Розрахункове значення питомої ваги грунтів залягають нижче підошви фундаменту;
- Розрахункове значення питомої ваги грунтів залягають вище підошви фундаменту,
кН/м3
- Питомі ваги грунтів, що залягають вище підошви фундаменту (див. рис.)
CII - розрахункове значення питомої зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту;
d1 - глибина закладення фундаментів без підвальних будівель (приміщень) від рівня планування або приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, яка визначається за формулою (якщо немає підвалу, то d1 = d):

hs - товщина шару грунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;
hcf - товщина підлоги підвалу, м.
- Питома вага конструкції підлоги підвалу.
dв - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги.
Визначається площа фундаменту в першому наближенням за формулою:

По певній площі фундаменту обчислюються розміри фундаменту в плані:
де б-співвідношення сторін фундаменту ( = L / b) або сторін перерізу колони або споруди. За обчисленими розмірами фундаменту в плані встановлюється опір грунту основи за формулою (1):

I. 1) При b = 1 м , R = 514,27 кПа
2) A = м2
3) м
4)
II. 1) При b = 3,45 м , R = 596,6 кПа
2) A = м2
3) м

III. 1) При b = 3,17 м , R = 587,26 кПа
2) A = м2
3) м

Припиняємо підбір.
Обчислені розміри фундаменту в плані округлюють у більшу сторону до кратних 0,1 м для цивільних будівель, тобто приймаємо b = 3,2 м , А l = 3,2 м , Відповідно A = м2 R = 587,26 кПа.
2.1 Перевіряємо контактні напруги.
1. ;
2. Перевіряються контактні напруги по підошві фундаментів за умови:
кПа
кПа


N, Mx, My - зусилля, що передаються на фундамент від споруди (за завданням або розрахунку рами)
Wx, Wy - момент опору підошви фундаменту
м3
3. Конструювання фундаменту
За завданням вигляд колони - залізобетонна, розмірами 0,4 х 0,4 м .
3.1. Тип фундаменту призначають із умови жорсткості
мм
мм
Фундамент приймаємо з подколонніка.
3.2. Розміри подколонніка в плані призначаються конструктивно і приймаються рівними:
bпк = Bк +0,6 = 0,4 +0,6 = 1 м
lпк = lк +0,6 = 0,4 +0,6 = 1 м
Для вибраного типу фундаментів визначається висота конструкції фундаменту або його плитної частини за формулою:
,
м
де
l, b - розміри підошви фундаменту в плані;
- Розміри перерізу колони (за завданням).
- Розрахунковий опір бетону на розтяг, кПа;
- Середній тиск підошви фундаменту, кПа.
Реальна висота (з урахуванням захисного шару) обчислюється за формулою:

Приймаються оптимальну висоту, рівну 900 мм (Кратну 150 мм )
При даній висоті конструктивно доцільно встановити 3 ступеня по - 300 мм .

4. Розрахунок фундаменту на продавлювання
Перевіряємо умову жорсткості конструкції фундаменту за умовою:


- Фундамент гнучкий.
Продавлювання відбувається по поверхні усіченої піраміди, верхнім підставою якої є нижнє перетин підставу подколонніка або колони, а грані розташовані під кутом 45 °



де: Aтр - площа поверхні грані піраміди продавлювання;
Aпр - площа продавлювання - площа підошви фундаменту за межами піраміди продавлювання.
кПа - розрахунковий опір бетону на розтяг.
м2
м2
де м
кН
кн.
- Умова виконується.


5. Армування конструкцій фундаменту (розрахунок на вигин)
При визначенні зусиль у конструкції фундаменту (підошви фундаменту) у заданому перерізі, за розрахункову схему приймається консольна балка з жорсткою заробкою в заданому перерізі - що залишилася частини фундаменту, на яку діє навантаження.
Підбір робочої арматури виробляємо по двох сторонах:

Перетин 1-1
кПа
кНм

см2
Площа перерізу одного стержня:
см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 12 мм з As1 = 1,313 см2, тоді As = 5х1, 313 = 6,565 см2.
Перетин 2-2
кПа
кНм
см2
Площа перерізу одного стержня: см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 9 мм з As1 = 0,636 см2, тоді As = 5х0, 636 = 3,18 см2
Перетин 3-3
кПа
кНм
см2
Площа перерізу одного стержня: см2
З сортаменту вибираємо арматуру Вр-1 діаметром 4 мм з As1 = 0,126 см2, тоді As = 5х0, 126 = 0,63 см2
Приймаються сітку С1 з арматуру А-400 діаметром 12 мм . За стороні l і b її кількість становитиме шт.

6. Розрахунок опади методом пошарового підсумовування
1. Середній тиск підошви фундаменту Рср = 587,3 кПа
2. Природне тиск грунту на рівні підошви фундаменту.
кПа
3. Додаткове вертикальний тиск під підошвою фундаменту.
кПа
4. Розбиваємо підставу фундаменту на елементарні шари м
4. Обчислюємо і будуємо епюру природного тиску
5. Обчислюємо і будуємо епюру , Де
a - коефіцієнт загасання напруг. Залежить від співвідношення сторін фундаменту і відносної глибини, вибирається значення з таблиці СниП.
6. Знаходимо нижню межу стисливої ​​товщі:
7. Вважаємо сумарну осадку по всіх верствах:
Розрахунки за даним алгоритмом наведені нижче у таблиці 3
Таблиця 3

ел.
Z,
м
про
б
у zg0, кПа
0.2 у zg0, кПа
у zpi, кПа
у zpiср, кПа
Е,
кПа
S,
м
0
0
0
1.000
55,60
11,12
531,70

1
0,64
0,6
0.972
67,95
13,59
515,75
523,72

0,009
2
1,28
1,2
0.848
80,30
16,06
450,88
483,32

0,00884
3
1,92
1,8
0.682
92,654
18,53
362,62
406,75

0,0074
4
2,56
2,4
0.532
105,00
21,00
282,86
322,74

0,0059
5
3,2
3,0
0.414
117,36
23,47
220,12
251,49

0,00459
6
3,84
3,6
0.325
128,33
25,66
172,80
196,46

0,00359
7
4,48
4,2
0.260
137,93
27,59
138,24
155,52

0,00836
8
5,12
4,8
0.210
147,53
29,51
111,66
124,95

0,00672
9
5,76
5,4
0.173
157,13
31,43
91,98
101,82

0,00547
10
6,4
6,0
0.145
166,73
33,35
77,09
84,54

0,0045
11
7,04
6,6
0.123
176,33
35,27
65,39
71,24

0,0038
12
7,68
7,2
0.105
189,00
37,8
55,82
60,60

0,00138
13
8,32
7,8
0.091
201,67
40,33
48,38
52,10

0,0012
14
8,96
8,0
0,077
214,04
42,80
40,94
44,66

0,0010
У = 0,0717
Перевіряємо виконання умови S <Su. У нашому випадку 7,14 см < 8 см , Де Su = 8см - граничне значення опади. Умова виповнилося.

Епюра розподілу напружень szp, szg

II. Фундаменти мілкого закладення на штучному підставі у вигляді грунтової подушки
1. Вибір глибини закладення фундаменту
1.1. Глибина закладення фундаменту залежить від:
- Кліматичного району будівництва (глибини промерзання грунту);
- Технологічних особливостей проектованої будівлі (наявності підвалів, технологічних каналів, розташованих в підземній частині будівлі, технологічних відстійників, що водять кнурів, підвідних трубопроводів та ін);
- Конструктивних особливостей проектованої будівлі або споруди;
- Фактора інженерно-геологічних умов.
Враховуючи те, що дана розрахунково-графічна робота - навчальна, приймаємо глибину закладення фундаменту з попередньому розрахунку, тобто
Під підошвою фундаменту знаходиться пісок дрібнозернистий, тому в навчальних цілях приймаємо подушку з суглинку (гs = 26,3 кН/м3, м = 20 кН/м3, W = 15%) з наступними фізико-механічними властивостями:
- Визначаємо коеф. пористості


Приймаються гd = 16,52 кН/м3;
- Визначаємо показник плинності

Висновок: Виходячи з аналізу інженерно-геологічних умов, конструктивних особливостей будівлі, приймаємо глибину закладення фундаменту d = 3,0 м . Грунтову подушку виконуємо з суглинку з характеристиками: C = 34 кПа, E = 24,5 МПа, ц = 24,5 ˚.
2. Розрахунок площі підошви з перевіркою контактних напружень
2.1. Попередньо розміри фундаменту в плані визначаються від крайовій розрахункового опору R кр. при ширині фундаменту b = 1м:
(1)
де - Коефіцієнти умов роботи основ ( ) І споруд ( ) Приймаються за табл.3 СНиП 2.02.01-83;
К - коефіцієнт, що дорівнює 1, якщо міцнісні характеристики грунту (j і С) визначені безпосередніми випробуваннями, К = 1,1, якщо j і С прийняті по табл.1-3 дод.1 СНиП 2.02.01-83 "Підстави будівель і споруд ";
- Коефіцієнти, прийняті за табл.4 СНиП 2.02.01-83
kz - коефіцієнт впливу площі фундаменту. Для фундаментів шириною
b <10м, Кz = 1
b> 10м, Кz = Z0 / b +0,2 (Z0 = 8,0 м )
b - ширина фундаменту (прийнята нами b = 1м)
- Розрахункове значення питомої ваги грунтів залягають нижче підошви фундаменту;
- Розрахункове значення питомої ваги грунтів залягають вище підошви фундаменту,
кН/м3
- Питомі ваги грунтів, що залягають вище підошви фундаменту (див. рис.)
CII - розрахункове значення питомої зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту;
d1 - глибина закладення фундаментів безпідвальних (приміщень) будівель від рівня планування або приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, яка визначається за формулою (якщо немає підвалу, то d1 = d):

hs - товщина шару грунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;
hcf - товщина підлоги підвалу, м.
- Питома вага конструкції підлоги підвалу.
dв - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги.
Визначається площа фундаменту в першому наближенням за формулою:

По певній площі фундаменту обчислюються розміри фундаменту в плані:

де б-співвідношення сторін фундаменту ( = L / b = 1) або сторін перерізу колони або споруди
За обчисленими розмірами фундаменту в плані встановлюється опір грунту основи за формулою (1):

I. 1) При b = 1 м , R = 324,37 кПа
2) A = м2
3) м
4)
II. 1) При b = 4,5 м , R = 390,24 кПа
2) A = м2
3) м

III. 1) При b = 4,0 м , R = 380,83 кПа
2) A = м2
3) м

Перевірка доцільності подальшого підбору:

Припиняємо підбір.
Обчислені розміри фундаменту в плані округлюють у більшу сторону до кратних 0,1 м для, тобто приймаємо b = 4,1 м , А l = 4,1 м , Відповідно м2; R = 380,83 кПа.
2.2. Перевіряємо контактні напруги.
1. ;
2. Перевіряються контактні напруги по підошві фундаментів за умови:
кПа
кПа


N, Mx, My - зусилля, що передаються на фундамент від споруди (за завданням або розрахунку рами)
Wx, Wy - момент опору підошви фундаменту
м3
3. Конструювання фундаменту
3.1. Розміри подколонніка в плані призначаються конструктивно і приймаються рівними:
bпк = Bк + 0,6 = 1,0 м
lпк = lк + 0,6 = 1,0 м
Для вибраного типу фундаментів визначається висота конструкції фундаменту або його плитної частини за формулою:
,
м
де
l, b - розміри підошви фундаменту в плані;
- Розміри перерізу колони (за завданням).
- Розрахунковий опір бетону на розтяг, кПа;
- Середній тиск підошви фундаменту, кПа.
Реальна висота (з урахуванням захисного шару) обчислюється за формулою:

Приймаються оптимальну висоту, рівну 900 мм (кратну 150 мм)
При даній висоті конструктивно доцільно встановити 3 ступеня по-300 мм.


4. Розрахунок на продавлювання
Перевіряємо умову жорсткості конструкції фундаменту за умовою:


- Фундамент гнучкий.
Продавлювання відбувається по поверхні усіченої піраміди, верхнім підставою якої є нижнє перетин підставу подколонніка або колони, а грані розташовані під кутом 45 °



де: Aтр - площа поверхні грані піраміди продавлювання;
Aпр - площа продавлювання - площа підошви фундаменту за межами піраміди продавлювання.
кПа - розрахунковий опір бетону на розтяг.
м2
м2
де м
кН
кн.
- Умова виконується.

5. Армування конструкцій фундаменту
При визначенні зусиль у конструкції фундаменту (підошви фундаменту) у заданому перерізі, за розрахункову схему приймається консольна балка з жорсткою заробкою в заданому перерізі - що залишилася частини фундаменту, на яку діє навантаження.
Підбір робочої арматури виробляємо по двох сторонах:

Перетин 1-1
кПа
кНм

см2
Площа перерізу одного стержня:
см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 12 мм з As1 = 1,313 см2, тоді As = 5х1, 313 = 6,565 см2
Перетин 2-2
кПа
кНм
см2
Площа перерізу одного стержня: см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 12 мм з As1 = 1,313 см2, тоді As = 5х1, 313 = 6,565 см2
Перетин 3-3
кПа
кНм
см2
Площа перерізу одного стержня: см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 3 мм з As1 = 0,07 см2, тоді As = 5х0, 07 = 0,35 см2
Приймаються сітку С2 із арматуру А-400 діаметром 12 мм . За стороні l і b її кількість становитиме шт.

6. Вибір розмірів подушки
6.1. Визначення висоти подушки.
Виходячи з умови, що , Візьмемо до уваги м. Оскільки розміри подушки повинні бути кратні 10 см , То приймаємо hпод = 2,5 м .
6.2. Визначення розмірів подушки в плані.
Використовуємо формули:
;
, Де
б - кут природного укосу. Для суглинку (навколишнього грунту) він дорівнює 40.
В - кут розподілу напружень. Для піску (матеріал подушки) він дорівнює 30 ˚.
м. Для кратності приймаємо
= 9,1 м ;
м. Для кратності приймаємо = 15,1 м ,
м.
м.
Отже, остаточно ухвалили наступні розміри грунтової подушки:
- На рівні низу м;
- На рівні верху м.

7. Розрахунок опади методом пошарового підсумовування
7.1. Середній тиск підошви фундаменту Рср = 381,23 кПа
7.2. Природне тиск грунту на рівні підошви фундаменту.
кПа
7.3. Додаткове вертикальний тиск під підошвою фундаменту.
кПа
7.4. Розбиваємо підставу фундаменту на елементарні шари м
7.5. Обчислюємо і будуємо епюру природного тиску
7.6. Обчислюємо і будуємо епюру , Де
a - коефіцієнт загасання напруг. Залежить від співвідношення сторін фундаменту і відносної глибини, вибирається значення з таблиці СниП.
7.7. Знаходимо нижню межу стисливої ​​товщі:
7.8. Вважаємо сумарну осадку по всіх верствах:
Розрахунки за даним алгоритмом наведені нижче у таблиці 4.
Таблиця 4

ел.
Z,
м
про
б
у zg0, кПа
0.2 у zg0, кПа
у zpi, кПа
у zpiср, кПа
Е,
кПа
S,
м
0
0
0
1,000
55,60
11,12
325,63

1
0,82
0,4
0,972
72,00
14,40
316,51
321,07

0,0086
2
1,64
0,8
0,848
88,40
17,68
276,13
296,32

0,00793
3
2,46
1,2
0,682
104,80
20,96
222,08
249,11

0,00667
4
3,28
1,6
0,532
120,63
24,12
173,24
197,66

0,00463
5
4,1
2,0
0,414
136,45
27,29
134,81
154,03

0,0036
6
4,92
2,4
0,325
152,28
30,45
105,83
120,32

0,0028
7
5,74
2,8
0,260
168,10
33,62
84,66
95,25

0,00223
8
6,56
3,2
0,210
183,93
36,79
68,38
76,52

0,0018
9
7,38
3,6
0,173
196,23
39,25
56,33
62,36

0,0043
10
8,2
4,0
0,145
208,53
41,71
47,22
51,78

0,0036
11
9,02
4,4
0,123
220,83
44,16
40,05
43,64

0,003
У = 0,049
Перевіряємо виконання умови S <Su. У нашому випадку 4,90 см < 8 см , Де Su = 8см - граничне значення опади. Умова виповнилося.

Епюра розподілу напружень szp, szg


III Розрахунок пальових фундаментів
1. Вибір глибини закладення ростверку
1.1. Визначення глибини закладення ростверку залежить від кількох факторів:
- Глибини промерзання грунту. З попередніх розрахунків ми вже визначили цю величину
м;
- Наявність конструктивних особливостей. У нашому випадку підвальних приміщень немає, тому
;
- Глибина закладення ростверку. Виходячи з умови, що
мм,
де
dр - глибина закладення ростверку, м;
hст - глибина склянки на фундаменті. Для наших фундаментів під ЗБК-колони hст = 0.
Враховуючи всі перелічені умови, приймаємо глибину закладення ростверку dр = 1,5 м , Виходячи з кратності ростверку по висоті 15 см .
Приймаються шарнірне з'єднання ростверку і палі. Голова палі заходить в тіло ростверку на 5 - 10 см. приймаємо для розрахунку 10 см.
Тоді відмітка голови палі буде дорівнює -1,4 м.
2. Вибір несучого шару
Вважаємо, що несучим шаром буде глина четвертинна, тому, заглиблюють палю в шар глини на 3,6 м (Для застосування стандартної довжини палі). При цьому довжина палі дорівнює hсв = 13 м .
Під нижнім кінцем палі знаходиться стискається грунт (Е <50 МПа). Подальший розрахунок ведемо як для висячої палі. Приймаються залізобетонну забивну палю квадратного перетину. Для вибраної нами довжини можна прийняти перетин 40 х 40 см.
3. Визначення несучої здатності палі
,
де n - кількість шарів з однаковими силами тертя по довжині палі;
гс - коефіцієнт умов роботи (гс = 1);
гсr і гсf - коефіцієнти умов роботи під підошвою палі і по боковій поверхні, залежать від умов виготовлення або занурення палі. (Гсr = 1 і гсf = 1);
А - площа перерізу палі;
R - розрахунковий опір під підошвою палі, залежить від довжини палі і грунту. (R = 6900 кПа);
U - периметр перетину палі;
l - відстань від середини шару до поверхні землі;
f - розрахунковий опір по боковій поверхні палі, залежить від l (приймається з БНІП).

Таблиця 5
hi, м
li, м
fi, кПа
hi * fi, кН / м
1,5
2,25
31,25
46,88
1,5
3,75
37,25
55,88
1,5
5,25
40,5
60,75
1,5
6,75
31,75
47,63
1,5
8,25
33,25
49,88
1,5
9,75
33,875
50,81
1,5
11,25
66,75
100,13
1
12,5
68,5
68,5
480,50
кН
4. Визначення розрахункового навантаження на палю
Визначаємо за формулою:
кН.
гк - коефіцієнт запасу. Для розрахунку він дорівнює 1,4, якщо для польових випробувань, то дорівнює 1,25.
Визначимо необхідну кількість паль у фундаменті за формулою:
шт.,
де N - задана навантаження на фундамент.

5. Конструювання ростверку


Визначаємо фактичну навантаження на палю:
де y - відстань від головної осі до осі самої навантаженої палі
yi - відстань до осі кожної палі
кН
P> Nф; 843,50> 768 - умова виконується.
Розрахунок на продавлювання. Розрахунок не виробляємо, тому що конструкція ростверку жорстка.
7. Розрахунок деформацій фундаментів паль

м;
м;
м2;
м;
м3;
кН;
Виконуємо перевірку тиску під нижнім кінцем палі:
,
де

; Кz = 1.
кПа.
кПа.
413,99 кПа. <2375,52 кПа. - Умова виконується.

8. Розрахунок опади лінійно деформованого простору
8.1. Середній тиск підошви фундаменту Рср = 479,7 кПа
8.2. Обчислюємо і будуємо епюру природного тиску
8.3. Розраховуємо додаткову вертикальне навантаження
8.4. Висота розраховуються верств hi = 0,2 'b = 0,2' 4,09 = 0,82 м
8.5. Обчислюємо і будуємо епюру, де
б - коефіцієнт загасання напруг. Залежить від співвідношення сторін фундаменту і відносної глибини, вибирається значення з таблиці СниП.
8.6. Знаходимо нижню межу стисливої ​​товщі:
У нашому випадку 60.305 кПа> 49,977 кПа, умова виконується.
8.7. Вважаємо сумарну осадку по всіх верствах:
8.8. Перевіряємо виконання умови S <Su. У нашому випадку 3,37 см < 12 см , Де Su = 12 см - Граничне значення опади
Розрахунки за даним алгоритмом наведені нижче у таблиці 6.
Таблиця 6

ел.
Z,
м
про
б
у zg0, кПа
0.2 у zg0, кПа
у zpi, кПа
у zpiср, кПа
Е,
кПа
S,
м
0
0
0
1,000
259,58
51,92
154,41
22,5 х103
1
0,80
0,4
0,972
275,42
55,08
150,08
152,25
22,5 х103
0,00433
2
1,60
0,8
0,848
291,26
58,25
130,94
140,51
22,5 х103
0,00399
3
2,40
1,2
0,682
307,10
61,42
105,31
118,13
22,5 х103
0,00336
4
3,20
1,6
0,532
322,94
64,59
82,15
93,73
22,5 х103
0,00266
5
4,00
2,0
0,414
338,78
67,75
63,93
73,04
22,5 х103
0,0020
6
4,80
2,4
0,325
354,62
70,92
50,18
57,05
22,5 х103
0,00162
0,0153

Епюра розподілу напружень szp, szg

Фундамент на природній основі
Фундамент на штучному підставі
Пальовий фундамент
Обсяг землі
м3
2747,52
14808,81
3432,36
Об'єм бетону
м3
165,63
295,66
662,48
Обсяг зворотної засипки
2581,89
113,63
2770,88
Кількість арматури, кг
792,12
1502,256
284,6
Доп. роботи
пристрій гідроізоляції та дренажу
ущільнення грунтової подушки
забивання та доставка паль
Осаду, мм
66
49
15
IV. Техніко-економічне порівняння варіантів
Таблиця 7
Вважаю, що найбільш раціональний фундамент буде фундамент мілкого закладення на природній основі тому обсяг земляних робіт і обсяг бетону менше ніж у інших варіантів. Для подальшого розрахунку приймаємо фундаменти мілкого закладення на природній основі.

V. Розрахунок фундаменту мілкого закладання на природній основі по ряду Г
1. Вибір глибини закладення фундаменту
Глибина закладення фундаменту залежить від:
- Кліматичного району будівництва (глибини промерзання грунту);
- Технологічних особливостей проектованої будівлі (наявності підвалів, технологічних каналів, розташованих в підземній частині будівлі, технологічних відстійників, що водять кнурів, підвідних трубопроводів та ін);
- Конструктивних особливостей проектованої будівлі або споруди;
- Фактора інженерно-геологічних умов.
1.1. З урахуванням глибини промерзання глибина закладення фундаменту призначається за розрахунковою схемою глибини сезонного промерзання грунту df, яка встановлюється таким чином:
Нормативна глибина сезонного промерзання грунту визначається за формулою:
м,
де Mt - безрозмірний коефіцієнт., чисельно рівний сумі абсолютних значень середньомісячних негативних температур за зиму в даному районі за СНіП 2.01.01-82 "Будівельна кліматологія і геофізика" (для Дніпропетровська Mt = -13,3).
d0 - величина в метрах, приймається рівною:
· Для суглинків і глин - 0,23
· Для супісків, пісків дрібних і пилуватих - 0,25
· Для пісків середньої крупності, великих і гравелистих - 0,30
· Для великоуламкових грунтів - 0,34
Розрахункова глибина сезонного промерзання грунту визначається: (м)

де kh - коеф., що враховує вплив теплового режиму споруди приймається 0,8.
Глибина закладення фундаментів по першому фактору (глибині промерзання):
м
1.2. З урахуванням технологічних особливостей проектованої будівлі глибина закладення фундаменту повинна призначатися на 0,5 м нижче за позначку технологічних підвалів, тобто:

де dn - позначка підлоги підвалу або підлоги технологічного простору проектованого об'єкта.
Підвал у цьому будинку немає.
1.3. З урахуванням конструктивних особливостей будівлі глибину закладення фундаменту рекомендується призначати в залежності від діючих навантажень і приймати при
1000 <g <2000 кH d = 1,5 м
2000 <g <3000 кН d = 2,0 м
3000 <g <5000 кН d = 2,5 м
g> 5000 кН d = 3,0 м

1.4. При аналізі інженерно-геологічних умов враховують такі чинники:
· Фундамент повинен бути заглиблений у несучий шар грунту мінімум на 0,5 м ;
· Фундамент повинен прорізати верхні шари слабкого грунту;
· Під підошвою фундаменту не можна залишати тонкий шар несучого грунту.
Висновок: Виходячи з аналізу інженерно-геологічних умов, конструктивних особливостей будівлі, приймаємо глибину закладення фундаменту
м
При цьому несучим шаром є пісок дрібнозернистий з характеристиками: C = 2 кПа, E = 28 МПа, ц = 32 ˚, = 19,3 кН/м3.
2. Розрахунок площі підошви з перевіркою контактних напружень
Попередньо розміри фундаменту в плані визначаються від крайовій розрахункового опору R кр. при ширині фундаменту b = 1м:
(1)
де - Коефіцієнти умов роботи основ ( ) І споруд ( ) Приймаються за табл.3 СНиП 2.02.01-83;
К - коефіцієнт, що дорівнює 1, якщо міцнісні характеристики грунту (j і С) визначені безпосередніми випробуваннями, К = 1,1, якщо j і С прийняті по табл.1-3 дод.1 СНиП 2.02.01-83 "Підстави будівель і споруд ";
- Коефіцієнти, прийняті за табл.4 СНиП 2.02.01-83
kz - коефіцієнт впливу площі фундаменту. Для фундаментів шириною
b <10м, Кz = 1
b> 10м, Кz = Z0 / b +0,2 (Z0 = 8,0 м )
b - ширина фундаменту (прийнята нами b = 1м)
- Розрахункове значення питомої ваги грунтів залягають нижче підошви фундаменту;
- Розрахункове значення питомої ваги грунтів залягають вище підошви фундаменту,
кН/м3
- Питомі ваги грунтів, що залягають вище підошви фундаменту (див. рис.)
CII - розрахункове значення питомої зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту;
d1 - глибина закладення фундаментів безпідвальних (приміщень) будівель від рівня планування або приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, яка визначається за формулою (якщо немає підвалу, то d1 = d):

hs - товщина шару грунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;
hcf - товщина підлоги підвалу, м.
- Питома вага конструкції підлоги підвалу.
dв - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги.
Визначається площа фундаменту в першому наближенням за формулою:

По певній площі фундаменту обчислюються розміри фундаменту в плані:

де б-співвідношення сторін фундаменту (б = l / b) або сторін перерізу колони або споруди. За обчисленими розмірами фундаменту в плані встановлюється опір грунту основи за формулою (1):
I. 1) При b = 1 м , R = 273,14 кПа
2) A = м2
3) м
4)
II. 1) При b = 4,05 м , R = 352,14 кПа
2) A = м2
3) м

III. 1) При b = 3,46 м , R = 336,85 кПа
2) A = м2
3) м

Припиняємо підбір.
Обчислені розміри фундаменту в плані округлюють у більшу сторону до кратних 0,1 м для цивільних будівель, тобто приймаємо b = 3,6 м , А l = 3,6 м , Відповідно A = м2 R = 336,85 кПа.
3. Перевіряємо контактні напруги
3.1. ;
3.2. Перевіряються контактні напруги по підошві фундаментів за умови:
кПа
кПа


N, Mx, My - зусилля, що передаються на фундамент від споруди (за завданням або розрахунку рами)
Wx, Wy - момент опору підошви фундаменту
м3
4. Конструювання фундаменту
За завданням вигляд колони - залізобетонна, розмірами 0,4 х 0,4 м .
4.1. Тип фундаменту призначають із умови жорсткості
мм
мм
Фундамент приймаємо з подколонніка.
4.2. Розміри подколонніка в плані призначаються конструктивно і приймаються рівними:
bпк = Bк +0,6 = 0,4 +0,6 = 1 м
lпк = lк +0,6 = 0,4 +0,6 = 1 м
Для вибраного типу фундаментів визначається висота конструкції фундаменту або його плитної частини за формулою:
,
м
де
l, b - розміри підошви фундаменту в плані;
- Розміри перерізу колони (за завданням).
- Розрахунковий опір бетону на розтяг, кПа;
- Середній тиск підошви фундаменту, кПа.
Реальна висота (з урахуванням захисного шару) обчислюється за формулою:

Приймаються оптимальну висоту, рівну 900 мм (Кратну 150 мм )
При даній висоті конструктивно доцільно встановити 3 ступеня по - 300 мм .

5. Розрахунок фундаменту на продавлювання
Перевіряємо умову жорсткості конструкції фундаменту за умовою:


- Фундамент гнучкий.
Продавлювання відбувається по поверхні усіченої піраміди, верхнім підставою якої є нижнє перетин підставу подколонніка або колони, а грані розташовані під кутом 45 °



де: Aтр - площа поверхні грані піраміди продавлювання;
Aпр - площа продавлювання - площа підошви фундаменту за межами піраміди продавлювання.
кПа - розрахунковий опір бетону на розтяг.
м2
м2
де м
кН
кн.
- Умова виконується.

6. Армування конструкції фундаменту (розрахунок на вигин)
При визначенні зусиль у конструкції фундаменту (підошви фундаменту) у заданому перерізі, за розрахункову схему приймається консольна балка з жорсткою заробкою в заданому перерізі - що залишилася частини фундаменту, на яку діє навантаження.
Підбір робочої арматури виробляємо по двох сторонах:
Перетин 1-1
кПа
кНм

см2
Площа перерізу одного стержня:
см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 12 мм з As1 = 1,313 см2, тоді As = 5х1, 313 = 6,565 см2.
Перетин 2-2
кПа
кНм
см2
Площа перерізу одного стержня: см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 8 мм з As1 = 0,503 см2, тоді As = 5х0, 503 = 4,024 см2
Перетин 3-3
кПа
кНм
см2
Площа перерізу одного стержня: см2
З сортаменту вибираємо арматуру діаметром 6 мм з As1 = 0,283 см2, тоді As = 5х0, 283 = 1,415 см2
Приймаються сітку з арматуру А-400 діаметром 12 мм . За стороні l і b її кількість становитиме шт.
7. Розрахунок опади методом пошарового підсумовування
7.1. Середній тиск підошви фундаменту Рср = 336,85 кПа
7.2. Природне тиск грунту на рівні підошви фундаменту.
кПа
7.3. Додаткове вертикальний тиск під підошвою фундаменту.
кПа
7.4. Розбиваємо підставу фундаменту на елементарні шари м
Обчислюємо і будуємо епюру природного тиску
7.5. Обчислюємо і будуємо епюру , Де
a - коефіцієнт загасання напруг. Залежить від співвідношення сторін фундаменту і відносної глибини, вибирається значення з таблиці СниП.
7.6. Знаходимо нижню межу стисливої ​​товщі:
7.7. Вважаємо сумарну осадку по всіх верствах:

Розрахунки за даним алгоритмом наведені нижче у таблиці 8
Таблиця 8

ел.
Z,
м
про
б
у zg0, кПа
0.2 у zg0, кПа
у zpi, кПа
у zpiср, кПа
Е,
кПа
S,
м
0
0
0
1.000
36,31
7,26
300,54

1
0,72
0,6
0.972
50,20
10,04
291,52
296,03

0,0061
2
1,44
1,2
0.848
64,10
12,82
254,86
273,19

0,0056
3
2,16
1,8
0.682
77,99
15,60
204,97
229,92

0,00473
4
2,88
2,4
0.532
91,89
18,37
159,89
182,43

0,00375
5
3,6
3,0
0.414
105,79
21,16
124,42
142,16

0,00292
6
4,32
3,6
0.325
119,68
23,94
97,67
111,05

0,00228
7
5,04
4,2
0.260
133,58
26,72
78,14
87,91

0,0018
8
5,76
4,8
0.210
147,48
29,50
63,11
70,63

0,00145
9
6,84
5,4
0.173
161,37
32,27
51,99
57,55

0,00118
10
7,2
6,0
0.145
172,17
34,43
43,58
47,79

0,00289
11
7,92
6,6
0.123
182,97
36,60
36,96
40,27

0,00244
12
8,64
7,2
0.105
193,77
38,75
31,55
34,26

0,0020
У = 0,0371
Перевіряємо виконання умови S <Su. У нашому випадку 3,70 см < 8 см , Де Su = 8см - граничне значення опади. Умова виповнилося.

Епюра розподілу напружень szp, szg

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Будівництво та архітектура | Курсова
364.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Проектування і розрахунок фундаментів мілкого і глибокого закладення одноповерхового виробничого
Проектування фундаментів мілкого і глибокого закладення під проміжні опори мостів
Проектування пальових і стрічкових фундаментів
Розрахунок і проектування основ і фундаментів промислових будівель
Проектування фундаментів будівлі
Розрахунок основ і фундаментів складу
Проектування основ і фундаментів багатоповерхового громадянського будинку
Проектування основ і фундаментів восьмиповерхового житлового будинку
Проектування основ і фундаментів конструювання промислових будівель і споруд
© Усі права захищені
написати до нас