|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Определение нагрузок, действующих на фундаментыСтр 1 из 3Следующая ⇒
Исходные данные Рассчитываем и проектируем основание и фундаменты одноэтажного двухпролетного промышленного здания со смешанным каркасом. Габаритные параметры и характеристика условий строительства приводятся в таблице
Таблица 1. Габаритные параметры здания и характеристика условий строительства
Где L1, L2 – ширина ипролетов, м; Н1, Н2 – высота пролетов, м; Нпр – глубина заложения приямка, м; Q1, Q2 – грузоподъемность кранов, т; tвн – расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, оС; М1- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур наружного воздуха за зиму в данном районе; S0 – снеговая нагрузка, кПа; W0 –давление ветра. Остекление здания принято ленточное (от оси 1 до оси 6 включительно). Остекление торцевых стен не предусмотрено. Инженерно-геологические условия площадки строительства установлены на глубине 0, 95 м от отметки природного рельефа. Таблица 2. Инженерно-геологический условия площадки
Таблица 3. Исходные показатели физико-механических свойств грунтов
Таблица 4. Состав подземных вод по данным химического анализа
Определение нагрузок, действующих на фундаменты Расчет нормативных значений усилий на уровне обреза фундаментов от нагрузок, воспринимаемых рамой каркаса (постоянная, снеговая, ветровая и крановая), выполняется на ЭВМ. Наиболее нагруженными являются фундаменты по оси А-5; нормативные значения усилий этих фундаментов приведены в таблице 5. Таблица 5.Нормативные значения усилий на уровне обреза фундамента по оси А-5
Таблица 6.Расчетное сочетание нагрузок.
Определяем основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных, по формуле (СП 20.13330.2011 п.6.2а):
Для расчетов по деформациям (γ f = 1.0): N col, II = Nn × γ f = 1408, 4 × 1 = 1408, 4 кН M col, II = Mn × γ f = 625, 9 × 1 = 625, 9 кН× м Q col, II = Qn × γ f = 147, 4 × 1 = 147, 4 кН
Для расчетов по несущей способности (γ f = 1, 2): N col, I = Nn × γ f = 1408, 4 × 1, 2 = 1690, 08 кН M col, I = Mn × γ f = 625, 9 × 1, 2 = 751, 08 кН× м Q col, I = Qn × γ f = 147, × 1, 2 = 176, 88 кН Слой 2 – суглинок Плотность сухого грунта: ρ d =ρ n /(1 + 0, 01× W) = 1, 85/ (1+0, 01*21, 8) = 1.518 т/м3 Пористость: n = (1 – ρ d /ρ s) × 100 = (1 – 1.518 /2.72) × 100 = 44.2% Коэффициент пористости: e = n/(100 – n) = 44.2/(100 – 44.2) = 0, 792 Степень влажности: Sr=W× ρ s/100(e× qw)= 21, 8× 2.72/100(0.792× 1)=0.75, где qw = 1 т/м3 – плотность воды Число пластичности: Ip = WL – Wр = 29, 8-19, 8=10% Показатель текучести: IL = (W – Wр) /(WL – Wр)= (21, 8 –19, 8) /10=0, 2 Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц: γ I = ρ I× g = 1, 80× 9, 81=17, 66; γ II = ρ II× g = 1.82× 9, 81=17, 85; γ s = ρ s× g = 2.72× 9, 81=26, 68. Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды: γ sb = (γ s -γ w) /(1+e)= (26, 68 -10) /(1+0, 792)=9, 31, где γ w = 10 кН/м3 – удельный вес воды Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле СП 22.13330.2011 принимаем условные размеры фундамента d1 = dусл = 2 м и bусл =1 м и установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты gc1, gc2, k, Mg, Mq и Mc. · глинистые, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL ≤ 0, 25 gc1=1, 25; · для здания с гибкой конструктивной схемой gc2=1, 1. · Коэффициент k=1, 1 принимаем по СП 22.13330.2011. · Для jII=23° по табл.5.5 СП 22.13330.2011 имеем Mg=0, 66, Mq=3, 65, Mc=6, 24. Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw=1, 0 м принимаем без учета взвешивающего действия воды γ II=17, 85, а ниже уровня УПВ, т.е. в пределах глубины d=dусл- dw и ниже подошвы фундамента, принимаем γ sb =9, 31 кН/м3 (п 1.3.4); удельное сцепление сII=23 кПа. Вычисляем условно расчетное сопротивление:
Полное наименование грунта слоя № 2 по ГОСТ 25100-95 - суглинок полутвердый. Этот грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (Rусл=342, 1 кПа) и относится к среднесжимаемым основаниям (Е=9 МПа> 7МПа).
Плотность сухого грунта: ρ d =ρ n /(1 + 0, 01× W) = 1, 84/ (1+0, 01*38, 0) = 1, 33 т/м3 Пористость: n = (1 – ρ d /ρ s) × 100 = (1 – 1, 33/2, 71) × 100 = 51% Коэффициент пористости: e = n/(100 – n) = 51/(100 – 51) = 1, 04 Степень влажности: Sr=W× ρ s/(e× qw)= 38, 0∙ 2, 71/(1, 04∙ 1∙ 100)=0, 99, где qw = 1 т/м3 – плотность воды Число пластичности: Ip = WL – Wр = 43, 1 – 25, 4=17, 7% Показатель текучести: IL = (W – Wр) /(WL – Wр)= (38, 0 –25, 4) /(43, 1-25, 4)=0, 71 Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц: γ I = ρ I× g = 1, 79× 9, 81=17, 56; γ II = ρ II× g = 1, 81× 9, 81=17, 76; γ s = ρ s× g = 2, 71× 9, 81=26, 59. Удельный вес грунта, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды: γ sb = (γ s -γ w) /(1+e)= (26, 59 -10) /(1+1, 04)=8, 13, где γ w = 10 кН/м3 – удельный вес воды Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле СП 22.13330.2011 принимаем условные размеры фундамента d1 = dусл = 2 м и bусл =1 м и установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты gc1, gc2, k, Mg, Mq и Mc. · Коэффициенты gc1, gc2 принимаем по табл.5.4 СП 22.13330.2011 для глины мягкопластичной gc1=1, 1; gc2=1. · Коэффициент k=1, 0 ( IL> 0.5). · Для jII=7° по табл.5.5 СП 22.13330.2011 имеем Mg=0, 12, Mq=1, 47, Mc=3, 82. Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw=1, 0 м принимаем без учета взвешивающего действия воды γ II=17, 76, а ниже уровня УПВ, т.е. в пределах глубины d=dусл- dw и ниже подошвы фундамента, принимаем γ sb =8, 13 кН/м3 (п 1.3.4); удельное сцепление сII=29 кПа.
= 1, 1× 1, 0/1, 0× (0, 12× 1× 1× 8, 13+1, 47× (1, 0× 17, 76+(4, 0-1, 0) × 8, 13)+3, 82× 29)=191, 08 кПа Полное наименование грунта слоя № 3 по ГОСТ 25100-95 – глина мягкопластичная. Этот грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (Rусл=191, 08 кПа) и относится к среднесжимаемым основаниям (Е=9 МПа> 7МПа).
Слой 4 – глины Плотность сухого грунта: ρ d =ρ n /(1 + 0, 01× W) = 1, 80/ (1+0, 01*29, 7) = 1, 39 т/м3 Пористость: n = (1 – ρ d /ρ s) × 100 = (1 – 1, 39/2, 72) × 100 = 49% Коэффициент пористости: e = n/(100 – n) = 49/(100 – 49) = 0, 96 Степень влажности: Sr=W× ρ s/(e× qw)= 29, 7∙ 2, 72/(0, 96∙ 1∙ 100)=0, 84, где qw = 1 т/м3 – плотность воды Число пластичности: Ip = WL – Wр = 45, 1 – 23, 1=22% Показатель текучести: IL = (W – Wр) /(WL – Wр)= (29, 7 –23, 1) /(45, 1-23, 1)=0, 3 Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц: γ I = ρ I× g = 1, 75× 9, 81=17, 17; γ II = ρ II× g = 1, 77× 9, 81=17, 36; γ s = ρ s× g = 2, 72× 9, 81=26, 68. Удельный вес грунта, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды: γ sb = (γ s -γ w) /(1+e)= (26, 68 -10) /(1+0, 96)=8, 51, где γ w = 10 кН/м3 – удельный вес воды Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле СП 22.13330.2011 принимаем условные размеры фундамента d1 = dусл = 2 м и bусл =1 м и установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты gc1, gc2, k, Mg, Mq и Mc. · Коэффициенты gc1, gc2 принимаем по табл.5.4 СП 22.13330.2011 для глины тугопластичной gc1=1, 1; gc2=1. · Коэффициент k=1, 1. · Для jII=14° по табл.5.5 СП 22.13330.2011 имеем Mg=0, 29, Mq=2, 17, Mc=4, 69. Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw=1, 0 м принимаем без учета взвешивающего действия воды γ II=17, 36, а ниже уровня УПВ, т.е. в пределах глубины d=dусл- dw и ниже подошвы фундамента, принимаем γ sb =8, 51 кН/м3 (п 1.3.4); удельное сцепление сII=37 кПа.
= 1, 1× 1, 0/1, 1× (0, 29× 1× 1× 8, 51+2, 17× (1, 0× 17, 36+( 1, 8-1, 0 ) × 8, 51)+4, 69× 37)=228, 44 кПа Полное наименование грунта слоя № 3 по ГОСТ 25100-95 – глина тугопластичная. Этот грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (Rусл=342, 1 кПа) и относится к среднесжимаемым основаниям (Е=9 МПа> 7МПа).
В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с небольшим уклоном в сторону 1 и 3 скважин. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превышает 2%). Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0, 90 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя суглинка); глина, залегающая в зоне промерзания, является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка, а при производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания. Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований: 1) фундамент мелкого заложения на естественном основании – глина; 2) свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем для свай может служить глина (слой 4); 3) фундамент на распределительной песчаной подушке(вероятно уменьшение размероы подошвы фундаментов и расчетных осадок основания). Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п.1.5 СНиП 2.02.01-83).
5. Расчёт и проектирование варианта фундамента на естественном основании. Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании по серии 1.412-2/77 под стальную колонну, расположенную по осям К - 5, для исходных данных, приведенных выше. Глубина заложения подошвы
Назначаем глубину заложения подошвы ростверка: Расчетная глубина промерзания грунта от поверхности планировки DL равна df = 1, 5 м. По конструктивным требованиям, также как и для фундамента на естественном основании верх ростверка должен быть на отметке – 0, 150, размеры подколонника (стакана) в плане lcf x bcf = 1200 x 1500 мм, глубина стакана dp = 900 мм. Если принять в первом приближении толщину дна стакана (в последующем она должна быть уточнена проверкой на продавливание колонной) равной hp =500 мм, то минимальная высота ростверка должна быть hr ³ dp + hp = 900+500 = 1400 мм = 1, 4 м. Для дальнейших расчетов принимаем большее из двух значений (1, 4 и 1, 5 м), т.е. hr = 1, 5 м (кратно 150 мм), что соответствует глубине заложения – 2.05 м. 6.2. Необходимая длина свай. В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем песок мелкий (слой 4), тогда необходимая длина сваи должна быть не менее:
Принимаем типовую железобетонную сваю СНпр8-30 (ГОСТ 19804.2-79) квадратного сечения 300 х 300 мм, длиной L = 8 м. Класс бетона сваи В15. Арматура из стали класса A-I 4 Ø 10, объем бетона 0, 73 м3, масса 1, 83 т, защитного слоя ав = 20 мм. 6.3. Несущая способность одиночной сваи. Определяем несущую способность одиночной сваи из условия сопротивления грунта основания по формуле (8) СНиП 2.02.03-85:
В соответствии с расчетной схемой сваи устанавливаем из табл.1 СНиП 2.02.03 - 85 для песков мелких при z = 10, 23 м расчетное сопротивление R = 4092 кПа. Для определения для суглинка для суглинка для суглинка для глины для глины
Площадь опирания сваи на грунт А = 0, 3 х 0, 3 = 0, 09 м2, периметр U = 0, 3 * 4 = 1, 2 м. Для сваи сплошного сечения, погружаемой забивкой дизельным молотом, по табл. 3 СНиП 2.02.03-85 Fd =1*[1*4092*0, 09 + 1, 2*1*(8, 83*2 + 0, 18*1, 56 +19, 68*1, 38+ 45, 38*2+44, 804*0, 98)] = 602, 72 кН.
Требуемое число свай. Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при
Принимаем n равным 7. Размещение свай в кусте. Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ростверка назначаем, придерживаясь унифицированных размеров в плане, кратных 0, 3 м, и по высоте, кратных 0, 15м. 6.6.Вес ростверка и грунта на его уступах. Вес ростверка и грунта:
Размещение свай в кусте.
Определим вес ростверка и грунта на его уступах. Вес ростверка и грунта:
Исходные данные Рассчитываем и проектируем основание и фундаменты одноэтажного двухпролетного промышленного здания со смешанным каркасом. Габаритные параметры и характеристика условий строительства приводятся в таблице
Таблица 1. Габаритные параметры здания и характеристика условий строительства
Где L1, L2 – ширина ипролетов, м; Н1, Н2 – высота пролетов, м; Нпр – глубина заложения приямка, м; Q1, Q2 – грузоподъемность кранов, т; tвн – расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, оС; М1- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур наружного воздуха за зиму в данном районе; S0 – снеговая нагрузка, кПа; W0 –давление ветра. Остекление здания принято ленточное (от оси 1 до оси 6 включительно). Остекление торцевых стен не предусмотрено. Инженерно-геологические условия площадки строительства установлены на глубине 0, 95 м от отметки природного рельефа. Таблица 2. Инженерно-геологический условия площадки
Таблица 3. Исходные показатели физико-механических свойств грунтов
Таблица 4. Состав подземных вод по данным химического анализа
Определение нагрузок, действующих на фундаменты Расчет нормативных значений усилий на уровне обреза фундаментов от нагрузок, воспринимаемых рамой каркаса (постоянная, снеговая, ветровая и крановая), выполняется на ЭВМ. Наиболее нагруженными являются фундаменты по оси А-5; нормативные значения усилий этих фундаментов приведены в таблице 5. Таблица 5.Нормативные значения усилий на уровне обреза фундамента по оси А-5
Таблица 6.Расчетное сочетание нагрузок.
Определяем основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных, по формуле (СП 20.13330.2011 п.6.2а):
Для расчетов по деформациям (γ f = 1.0): N col, II = Nn × γ f = 1408, 4 × 1 = 1408, 4 кН M col, II = Mn × γ f = 625, 9 × 1 = 625, 9 кН× м Q col, II = Qn × γ f = 147, 4 × 1 = 147, 4 кН
Для расчетов по несущей способности (γ f = 1, 2): N col, I = Nn × γ f = 1408, 4 × 1, 2 = 1690, 08 кН M col, I = Mn × γ f = 625, 9 × 1, 2 = 751, 08 кН× м Q col, I = Qn × γ f = 147, × 1, 2 = 176, 88 кН Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 633; Нарушение авторского права страницы
= 310+1∙ 207+0.9∙ 93+07∙ 36=625.9 кНм
= 86+1 ∙ 42+0.9∙ 20+0.7∙ 2=147.4кН
=1, 25*1, 1/1, 1·(0, 66·1·1∙ 9, 31+3, 65· [1, 0·17, 85+(2-1) ·9, 31] +6, 24·23) =342, 1 кПа.
Вычисляем условно расчетное сопротивление: 
расчленяем каждый однородный пласт грунта (инженерно-геологический элемент) на слои 
и устанавливаем среднюю глубину расположения 
каждого слоя, считая от уровня природного рельефа. Затем по табл.2 СНиП 2.02.03.-85, используя в необходимых случаях интерполяцию, устанавливаем: 
м → 
м → 
м → 
м → 
м → 
Тогда: 
= 2191, 79 кН: 
= (7, 13 *25 + 5, 79 *0, 95*18, 93)* 1, 2 = (178, 25 + 104, 12)*1, 2 = 338, 8 кН
Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ростверка назначаем, придерживаясь унифицированных размеров в плане, кратных 0, 3 м, и по высоте, кратных 0, 15м.
6.6.Вес ростверка и грунта на его уступах.