Фундаменты и основания

Содержание

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.

2.1. Определяемые характеристики.

Приводимые ниже характеристики определены либо лабораторным путем, либо получены в результате полевых испытаний.

Слой №1.

Мощность слоя 3м.

Плотность грунта при природной  влажности  r =1,92 кН/м³

Плотность твердых частиц грунта r_s = 2, 73 кН/м³.

Природная влажность грунта W = 0,32 д.е.

Влажность на границе раскатывания W_p =0, 26 д.е.

Влажность на границе текучести  W_L =0.47 д.е.

 

Слой №2.

Мощность слоя 7м.

Плотность грунта при природной  влажности  r =1,99 кН/м³

Плотность твердых частиц грунта r_s = 2,70 кН/м³.

Природная влажность грунта W = 0,26д.е.

Влажность на границе раскатывания  W_p = 0,20 д.е.

Влажность на границе текучести  W_L = 0,30 д.е.

 

Слой №3.

Мощность слоя 8м.

Плотность грунта при природной  влажности  r =1,7 кН/м³

Плотность твердых частиц грунта r_s = 2,66 кН/м³.

Природная влажность грунта W = 0,12 д.е.

Влажность на границе раскатывания  W_p = 0

Влажность на границе текучести  W_L = 0

 

 

2.2.  -Вычисляемые характеристики.

 

•  Число пластичности 

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

  По числу пластичности определяем, что слой №3 относится к пескам, слой №1 к глинам и №2 к суглинкам.

 

• Плотность сухого грунта

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

 

• Удельный вес грунта природного сложения (где g=9.81»10м/сек²)

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

• Удельный вес твердых частиц

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

• Удельный вес сухого грунта

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

• Пористость

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

• Коэффициент пористости

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

- Степень влажности , (где - плотность воды).

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

 

 

• Показатель текучести 

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3: -

• Коэффициент пористости при влажности на границе текучести

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3: -

• Показатель

 

Слой №1: 0,22

Слой №2: -

Слой №3: -

• Удельный вес насыщенного водой грунта

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

 -    Удельный вес взвешенного водой грунта

Слой №1:

Слой №2:

Слой №3:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На основе приведенных  выше расчетов определяем:

 

Слой №1 – Глина мягкопластичная, непросадочная, ненабухающая.

Слой №2 – Суглинок мягкопластичный, непросадочный, ненабухающий.

Слой №3 – Песок мелкий, средней плотности, маловлажный.

 

-    Удельное сцепление  с, кПа:

 

Слой №1  с = 43 кПа

Слой №2  с = 20кПа

Слой №3  с = 2 кПа

 

 

-   Модуль деформаций  Е МПа:

 

Слой №1 Е = 15 МПа

Слой №2  Е = 12МПа

Слой №3  Е = 18 МПа

 

-   Угол внутреннего  трения  φ:

 

Слой №1  φ = 16°

Слой №2  φ =18°

Слой №3  φ = 28°

 

-   Расчетное сопротивление  грунта R, кПа:

 

Слой №1  R = 255 кПа

Слой №2  R = 208 кПа

Слой №3  R = 300 кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Сводная ведомость физико-механических характеристик грунта

№	Характеристика грунта	Обозна чение	Размер ность	Слой грунта
				1	2	3
1	Мощность слоя	hi	м	3	7	8
2	Плотность грунта	r	г/см3	1,92	1,99	1,7
3	Плотность частиц грунта	rS	г/см3	2,73	2,70	2,66
4	Влажность природная	w	д.ед.	0,32	0,26	0,12
5	Влажность на границе текучести	wL	д.ед.	0,47	0, 3	0
6	Влажность на границе раскатывания	wp	д.ед.	0,26	0,2	0
7	Плотность сухого грунта	rd	г/см3	1,45	1,58	1,52
8	Удельный вес	g	кН/м3	19,2	19,9	17
9	Удельный вес частиц грунта	gs	кН/м3	27,3	27	26,6
10	Удельный вес сухого грунта	gd	кН/м3	14,55	15,8	15,2
11	Удельный вес взвешенного водой грунта	gsb	кН/м3	9,22	9,95	9,46
12	Удельный вес насыщенного водой грунта	gsat	кН/м3	19,22	19,95	19,49
13	Пористость	n	д.ед.	0,47	0,415	0,43
14	Коэффициент пористости	e		0,88	0,71	0,75
15	Коэффициент пористости при	eL		1,28	0,81	-
16	Показатель Iss	Iss		0,22	0,006	-
17	Степень влажности	Sr		0,996	0,99	0,43
18	Число пластичности	IP	д.ед.	0,21	0,1	0
19	Показатель текучести	IL		0,29	0,6	-
20	Удельное сцепление	C	кПа	43	20	2
21	Модуль деформации	E	МПа	15	12	18
22	Угол внутреннего трения	j	град	16	18	28
23	Расчетное сопротивление	R0	кПа	255	208	300
24	Полное наименование грунта			Глина тугопластичная, непросадочная, ненабухающая.	Суглинок тугопластичный, непросадочный, ненабухающий.	Песок мелкий, средней плотнос-ти, маловлажный.

 

3. Сбор нагрузок.

1.  Сбор нагрузок в заданных сечениях.

Для расчёта прикладываем к каркасу следующие нагрузки:

1. Нагрузка от собственного веса элементов.
2. От веса покрытия и снега.
3. Временная на перекрытия и от веса перегородок и конструкции пола.
4. Ветровая с учётом знакопеременного характера нагрузки и пульсационной составляющей.

 

№ сече- ния	Нагрузки	Формула расчета и  величина  (кН/мм)	Норматив, ΣFV02	gf	Расчетная ΣFV01
1-1	Постоянные вес стены вес перекрытия вес покрытия и кровли вес перегородки Временные на перекрытие снеговая	d·H· gст ·1п.м. = 0,38·22·18·1 = 150,48 GПЕР· (N-1) ·A1-1 = 4,5·4·3 = 54 GПОКР· A1-1 = 4,1·3= 12,3 GПЕРЕГ ·(N-1)  ·A1-1 = 1,2·4·3 = 14,4   GПЕР,ВР · (N-1) ·A1-1 = 3·4·3 = 36 GСНЕГ · A1-1 = 2·3 = 6	150,48 54 12,3 14,4   36 6	1.1 1.1 1.2 1.1   1,2 1,4	165,53 59,4 14,76 15,84   43,2 8,4
			273,18		307,13
2-2	Постоянные вес стены вес перекрытия вес покрытия и кровли вес перегородки Временные на перекрытие снеговая	d·H·gст·1п.м. = 0,38·22·18·1= 150,48 GПЕР· N · A2-2 = 4,5·5·3 = 67,5 GПОКР· A2-2 = 4,1·3 = 12,3 GПЕРЕГ ·N ·A2-2 = 1,2·5·3 =18 dбл·hпод· gст ·1п.м. = 0,5·2,4·24·1 = 28,8   GПЕР,ВР· N ·A2-2 =3·5·3 = 45 GСНЕГ  ·A2-2 = 2·3 = 6	150,48 67,5 12,3 18 28,8   45 6	1,1 1,1 1,2 1,1 1,1   1,2 1,4	165,53 74,25 14,76 19,8 31,68   54 8,4
			328,08		368,42
3-3	Постоянные вес колонны вес перекрытия вес покрытия и кровли вес перегородки Временные на перекрытие снеговая	bK· hK · Н· gжб = 0,6·0,8·22·23 = 242,88 GПЕР· (N-1) · A3-3 = 4,5·4·36 = 648 GПОКР ·A3-3 = 4,1·36 = 147,6 GПЕРЕГ · (N-1) ·A3-3 = 1,2·4·36 = 172,8   GПЕР,ВР· (N-1) ·A3-3 =3·4·36 = 432 GСНЕГ · A3-3 = 2·36 = 72	242,88 648 147,6 172,8   432 72	1,1 1,1 1,2 1,1   1,2 1,4	267,2 712,8 177,12 190,08   518,4 100,8
			1715,28		1966,4
4-4	Постоянные вес колонны вес покрытия и кровли вес стеновых панелей Временные -  снеговая	bK· hK· hЭТ · g = 0,4·0,5·6·22 = 26,4 GПОК · A4-4= 4,1·90 = 369 d· hЭТ ·g ·l-3 = 0,42·6·22·12 = 665.28   GСНЕГ  ·A4-4 = 2·90= 180	26,4 369 665.28   180	1,1 1,1 1,2   1,4	29,04 405,9 798.336   252
	Кратковременные крановая момент от крана момент от ветра	240 4.2 ±36	240 4.2 ±36	1,2 1,2 1,2	288 5.04 ±43.2

 

 

 

 

2.  Сочетания нагрузок для сечения 4-4.

 

Сочетания нагрузок для сечения 4-4 представлены в таблице №4.

№ сечения	№ сочетания	SFV0 SM0			II предельное состояние
	1	SFV0,MAX			1725.276
		SM0,COOT			4.2
	2	SM0,MAX			+36
		SFV0,COOT			1485.276
	3		SFV0,COOT	1485.276
			SM0,MIN	-36

 

4.Расчет и проектирование  фундаментов мелкого заложения.

4.1 Центрально нагруженный ленточный фундамент (сечение 1-1) .

 

Глубина заложения определяется с учетом:

1. Климатических особенностей района строительства.
2. Гидрогеологических условий района строительства.
3. Конструктивных особенностей сооружения.
1. Наличие подвала.
2. Наличие уже существующих фундаментов.

 

d ≥ d_f^н ∙ K_{h ,}

 

где K_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых зданий ( K_h=0.5 – сооружение без подвала, полы по грунту, среднесуточная температура 20°С ).

        d_fn – нормативная глубина промерзания грунта, принимаемая по схематической карте [2] (d_fn=2.3м ).

Конструктивно принимаю  

 

Вычисляем предварительные размеры  подошвы фундамента в плане.

где g_СР – усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах   ( g_СР = 20 кН/м³ ).

А_ПРЕД – предварительная площадь подошвы фундамента.

SF_V02 – суммарная вертикальная сила.

Расчетное сопротивление R :

где g_С1; g_С2 – коэффициенты условий работы (g_С1=1,2; g_С2=1).

     k – зависит от способа назначения характеристик грунта ( k=1,1 ).

     k_z – зависит от ширины ФЛ ( k=1 т.к. b£10м ).

     M_g; M_q; M_c – коэффициенты, (M_g=0,36; M_q=2,43; M_c=4,99).

     g¢ - удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (g¢=0.8g=0.8∙19,2=15,36 кН/м³ ).

 

где G_Ф – вес фундамента и грунта на его уступе.

P<R на 12.9%

Условие не выполняется

Уточнение 1.

  

После назначения основных размеров подошвы фундамента производим проверку условия:

 

Условие выполняется.

 

По данным расчета производим конструирование  фундамента в сечение 1-1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция фундамента в сечении 1-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 4.2 Внецентренно нагруженный ленточный фундамент. (сечение 2-2)

h_s = 0,5 м – высота слоя грунта со стороны подвала

h_cf = 0.2 м - толщина пола подвала

d_цок = 0,2 м ―высота цоколя

 

d =2,4 + 0,5 + 0,2 - 0,2 = 3.3м

 

 

 где d_b = 2 м  – глубина подвала.

 d₁ – глубина заложения подошвы фундамента, определяемая по формуле 8[1].

где  g_cf – расчетное значение удельного веса конструкций пола подвала ( g_cf=22кН/м³ ).

 

где b_Ф – ширина фундаментный блоков (b_Ф=0,5м ).

           

где h_пл – высота плитной части фундамента (h_пл=0,3м).

       g_б – расчетное значение удельного веса ЖБ (g_б=25кН/м³).