Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2022-12-20 | 20 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Исходные данные
Рис. 1. Разрез сооружения и его план с нумерацией фундаментов
Назначение: механический цех.
Таблица 1. Значения нормативных нагрузок на обрезы фундаментов
при наиболее невыгодных сочетаниях
Вариант и наименование сооружения | Вариант нагрузок и размеров | Номер фундамента | Первое сочетание | Второе сочетание | ||||
N 0 n , кН | M 0 n , кН·м | Q 0 n , кН | N 0 n , кН | M 0 n , кН·м | Q 0 n , кН | |||
Схема 7. Механический цех | Нечетный L1=18м L2=9м Канал у оси А | 1 | 900 | -260 | -10 | 1190 | 180 | 10 |
2 | 1260 | 310 | 10 | 1400 | -200 | -8 | ||
3 | 380 | - | - | 600 | - | - | ||
4 | 470 | -180 | - | 470 | 240 | - |
Рис. 2. Схема размещения буровых скважин
и инженерно-геологические разрезы
Таблица 2 – Значения физико-механических характеристик грунтов
Характеристика грунта | Грунт | ||
Супесь | Глина | Суглинок | |
Удельный вес грунта, кН/м3: - для расчета несущей способности gI; - для расчета деформаций gII | 17,4 19,2 | 16,5 18,1 | 18,6 20,5 |
Удельный вес твердых частиц грунта γ s, кН/м3 | 26,5 | 27,1 | 26,5 |
Влажность w | 0,21 | 0,39 | 0,15 |
Влажность на границе текучести wL | 0,23 | 0,46 | 0,24 |
Влажность на границе пластичности wp | 0,18 | 0,25 | 0,11 |
Коэффициент фильтрации k ф, см/с | 2,1.10-5 | 2,0.10-8 | 2,3.10-7 |
Угол внутреннего трения, град: - для расчета несущей способности jI; - для расчета деформаций jII | 20 24 | 13 15 | 20 24 |
Удельное сцепление, кПа: - для расчета несущей способности с I; - для расчета деформаций с II | 5 8 | 12 18 | 27 40 |
Модуль деформации Е, МПа | 14 | 5 | 22 |
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
Вычисление дополнительных характеристик
1. Удельный вес скелета грунта (отношение веса сухого грунта к занимаемому этим грунтов объему, включающему поры):
|
· Супесь: .
· Глина: .
· Суглинок: .
2. Относительное содержание твердых частиц:
· Суглинок:
· Глина:
· Супесь:
3. Пористость (отношение объема пор к объему всего грунта):
· Суглинок:
· Глина:
· Супесь:
4. Коэффициент пористости (отношение объема пор к объему твердых частиц):
· Суглинок:
· Глина: .
· Супесь:
5. Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению:
· Суглинок:
· Глина:
· Супесь:
6. Степень влажности грунта (отношение объема воды в порах грунта к объему пор):
· Суглинок:
· Глина:
· Супесь:
7. Число пластичности:
· Суглинок: = 13%
· Глина: = 20%
· Супесь:
8. Показатель текучести:
· Супесь: . Супесь находится в пластичном состоянии.
· Глина: . Глина находится в мягкопластичном состоянии.
· Суглинок: . Суглинок находится в тугопластичном состоянии.
9. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:
· g sb = (g s − g w) (1-n) = (26,5-9,8).0,6 = 10,02 – супеси
· g sb = (g s − g w) (1-n) = (27,1-9,8).0,48 = 8,3 – глины
· g sb = (g s − g w) (1-n) = (26,5-9,8).0,67= 11,19 – суглинка
Нормативная глубина промерзания грунтов
Нормативную d fn глубину сезонного промерзания грунта вычисляют по п. 5.5.3 [1] формуле (5.3):
где
d 0 – величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28 м; для песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30 м; для крупнообломочных грунтов – 0,34 м. Для грунтов неоднородного сложения значение d 0 определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания;
M t = 47 (г.Вологда)
Заключение об инженерно-геологических условиях площадки строительства
Общая характеристика участка. Площадка строительства расположена в г. Вологда, климатический район 1А.
Геологическое строение и гидрогеологические условия. Основание площадки слагают следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):
ИГЭ-1 – супесь (IL = 0,6; Е =14 МПа; jII = 24 град; с II = 8 кПа);
ИГЭ-2 – глина (IL = 0,67; Е =5 МПа; jII = 15 град; с II = 18 кПа);
|
ИГЭ-3 – суглинок (IL = 0,31; Е = 22 МПА; jII = 24 град; с II = 40 кПа).
Уровень грунтовых вод зафиксирован на глубине 1,6 м от уровня природного рельефа. Нет водоупора.
Геологические и инженерно-геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений, отсутствуют.
Свайный фундамент
1) Выбор глубины заложения подошвы ростверка
Примем глубину заложения ростверка
2) Выбор несущего слоя грунта, типа сваи и ее габаритов
В качестве несущего слоя – суглинок тугопластичный. Принимаем висячие сваи сечением 0,2×0,2 м и длиной ориентировочно 7 м по ГОСТ 19804-2012.
3) Определение несущей способности основания сваи по грунту по СП 24.13330.2011
Висячие сваи:
, где
FR – несущая способность сваи за счет грунта под нижним концом сваи; FS – несущая способность сваи за счет трения по грунту.
- коэффициент условий работы забивной сваи в грунте;
коэффициент условий работы грунта под нижним концом забивной сваи;
- коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности забивной сваи.
— расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по 7.2.7 [5]. Для глинистых грунтов в основании (основание-суглинок) - по табл. 7.8:
i. Определение несущей способности сваи
Исходные данные:
буронабивная железобетонная сплошная свая без уширений , ;
глубина заложения ростверка: ;
глубина заложения сваи в несущий слой:
заделка сваи в ростверк .
Согласно п. 7.2.6 [5] несущая способность буронабивной сваи:
,где
- коэффициент условий работы сваи (в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности Sr < 0,85 и на лессовые грунты — γc = 0,8, в остальных случаях — γc = 1);
коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи ( во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями и буро-инъекционных свай по 6.5 е [5]);
— расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по 7.2.7 [5]. Для глинистых грунтов в основании (основание-суглинок) - по табл. 7.8:
IL=0,31; => ;
— площадь опирания сваи, принимаемая равной: для набивных и буровых свай без уширения — площади поперечного сечения сваи;
— периметр поперечного сечения ствола сваи;
(для суглинка) — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по таблице 7.6[5];
|
fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3[5]:
По примечанию к табл. 7.3[5]:
1) При определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай fi пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м;
2) Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости e < 0,5 и глин с коэффициентом пористости e < 0,6 следует увеличивать на 15 % по сравнению со значениями, приведенными в таблице 7.3, при любых значениях показателя текучести. Данные сведены в табл. 9
Таблица 9. Расчетные сопротивление расчетных слоев грунта
слой | глубина заложения z | толщина слоя h | IL | f | f*h |
1 | 2,5 | 1,0 |
| 22,6 | 22,6 |
2 | 4,0 | 2,0 | 0,45 | 24,5 | 49 |
3 | 5,5 | 1,0 | 0,45 | 27,25 | 27,25 |
4 | 6,5 | 1,0 | 0,31 | 32,63125 | 32,63125 |
Рис. 6 Схема к расчету несущей способности сваи
Расчетное сопротивление сваи по грунту:
где - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4 если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта.
Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия п.7.1.11[5]:
где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю;
— коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, равный 1,15 при кустовом расположении свай;
- коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, принимаемый равным 1,15 для сооружений уровня ответственности.
Расчетное сопротивление сваи:
.
Определим ориентировочное кол-во свай в ростверке с помощью инженерного приема, изложенного в п. 9.4.2 [3]:
Среднее давление на основание под ростверком:
Среднее давление на основание под ростверком:
Площадь подошвы ростверка:
где для расчета по несущей способности вертикальная нагрузка принята равной: (из табл.1);
- коэффициент надежности по нагрузке;
|
- среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах.
Приближенный вес ростверка с грунтом на уступах:
Число свай в ростверке под колонну:
.
Для учета действия момента увеличим число свай:
.
Размеры ростверка очень велики - кол-во свай нецелесообразно. Увеличим длину сваи
-Исходные данные:
буронабивная железобетонная сплошная свая без уширений , ;
глубина заложения ростверка: ;
глубина заложения сваи:
заделка сваи в ростверк .
- по таблице 7.8 [5]:
IL=0,31; => .
Дальнейшие расчеты сведены в табл. 10
Таблица 10. Расчетные сопротивление расчетных слоев грунта
слой | глубина заложения z | толщина слоя h | IL | f | f*h |
1 | 2,5 | 1 |
| 22,6 | 22,6 |
2 | 4 | 2 | 0,45 | 24,5 | 49 |
3 | 5,5 | 1 | 0,45 | 27,25 | 27,25 |
4 | 7 | 2 | 0,31 | 33,0625 | 66,125 |
5 | 9 | 2 | 0,31 | 34,5 | 69 |
Рис.7 Схема к расчету несущей способности сваи
Определим ориентировочное кол-во свай в ростверке:
Среднее давление на основание под ростверком:
Площадь подошвы ростверка:
где для расчета по несущей способности вертикальная нагрузка принята равной:
Приближенный вес ростверка с грунтом на уступах:
Число свай в ростверке под колонну:
.
Конструирование ростверка завершается определением веса ростверка и грунта на его уступах.
Рис.8 Конструирование ростверка
Вес ростверка под колонну (ф-ла 9.28 [3]):
где
- коэффициент надежности по нагрузке;
объем ростверка;
.
Вес грунта над плитой ростверка:
- объем грунта над ростверком;
.
Проверим требуемое кол-во свай:
Произведем подсчет с учетом моментов:
Количество свай в ростверке соответствует нагрузкам, передаваемым на фундамент.
ii. Расчет осадки одиночной сваи
Расчет осадки одиночной сваи висячей сваи производим в соответствии с рекомендациями п.7.4.2 [5].
Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига , МПа, коэффициентом Пуассона и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига и коэффициентом Пуассона , допускается производить при выполнении требований подраздела 7.2 [5] и при условии
,
где — длина сваи,
— наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи
по формуле:
,
где — вертикальная нагрузка, передаваемая на крайнюю в ростверке сваю, МН;
— коэффициент, определяемый по формуле:
,
где - коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае;
- тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками и ;
- относительная жесткость сваи;
- жесткость ствола сваи на сжатие;
- параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия сваи;
и - коэффициенты, определяемые по формуле:
|
соответственно при и .
Характеристика слоев
Песок серовато-желтый пылеватый
gII=19,0 кН/м3 | Е=17 МПа | |
jII=30о | сII=0 кПа | e=1,1 |
Глина коричневато-серая пылеватая ленточная
gII=18,2 кН/м3 | Е=7,5 МПа | IL=0,45 |
jII=16о | сII=30 кПа | e=1,06 |
Суглинок серый пылеватый с линзами песка и гравия
gII=21,5 кН/м3 | Е=22 МПа | IL=0,31 |
jII=24о | сII=40 кПа | e=0,42 |
1. Средневзвешенное значение коэффициента Пуассона:
- в пределах длины сваи;
- под острием сваи.
2. Модули сдвига:
,
;
;
.
3. Средневзвешенное значение модуля сдвига:
- в пределах длины сваи;
- под острием сваи.
4. Проверяем условие :
,
-условие выполнено, продолжаем расчет.
5. Жесткость ствола сваи на сжатие:
,
где ;
6. Относительная жесткость:
.
7. Параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия сваи:
.
8. Коэффициенты и :
.
9. Коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае:
;
10. Тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками и :
.
11. Коэффициент :
.
12. Определим усилия в сваях ростверка:
Рис. 9 Определение расстояний для расчета нагрузок на сваи
Нагрузка на j-тую сваю определяется по формуле:
,
где
- значение изгибающего момента в центре тяжести подошвы фундамента:
;
- расстояние от оси j-той сваи до оси Х;
- сумма квадратов расстояний от каждой сваи до оси Х:
Крайние сваи 1, 2, 3, 7, 8, 9 ():
, .
Сваи 4,5,6 ():
.
Осадка самой нагруженной сваи без учета влияния других свай в ростверке: .
Расчет осадки свайного куста производим согласно указаниям [5]. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии a (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка N, равна (ф-ла 7.38 [5]):
, где по ф-ле 7.39 [5]:
Расчет осадки i -й сваи в группе из n свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле 7.40 [5]:
.
;
;
.
Рис. 10 Определение размеров для расчета осадки свайного куста
Рассматриваем одну из крайних самых нагруженных свай - сваю №3. Рассчитаем дополнительную осадку для сваи 3 от каждой сваи в ростверке.
Сваи №1,9:
Проверка условия :
- влияние учитывается.
- от сваи №1:
;
- от сваи № 9:
.
Сваи №4,8:
Проверка условия :
- влияние учитывается.
- от сваи №4:
;
- от сваи 8:
.
Сваи №2,6:
Проверка условия :
- влияние учитывается.
- от сваи №2:
;
- от сваи №6:
.
Свая №5:
Проверка условия :
- влияние учитывается.
.
Свая №7:
Проверка условия :
- влияние не учитывается.
Полная осадка сваи №3:
.Из приложения Д [1] для производственных многоэтажных зданий с полным железобетонным каркасом с устройством монолитных перекрытий:
- максимальная осадка при использовании свайного фундамента на искусственном основании на самом нагруженном участке имеет допустимое значение.
Таблица 9. Расчет затрат по возведению свайного фундамента
Наименование работ | Стоимость одной единицы, руб. | Необходимый объем работ | Стоимость на конструкцию, руб. |
Разработка грунтов 1-й и 2-й группы в отвал экскаваторами «обратная лопата» | 29,4 (коэф.1,2) | 39,6 | 1164,3 |
Забивка свай | 6439,2 | 9 | 57952,8 |
Изготовление жб свайного фундамента общего назначения под колонны | 1076,5 | 3,42 | 3680,4 |
Стоимость тяжелого бетона класса В15 на один фундамент | 560,0 | 3,42 | 1915,2 |
Итого | 64712,7 |
Итого
2. Расчет фундаментов по основному варианту
A. Фундамент №1
i. Определение размеров фундамента
Исходные данные:
подвал отсутствует;
1,8 ×0,9 - размеры колонны в плане;
- глубина заложения фундамента;
примем
где
γ с 1=1,1
γ с 2 =1,17
k = 1,0
M γ=1,15
Mq =5,59
Mc =7,95
kz =1
b= b1= 5,4 м;
;
;
.
При этом значении R найдем значение b:
примем
примем
Подколонник площадью сеч.: 1,8×0,9 м
Таблица 13. Конструирование столбчатого фундамента
Размер ступеней плитной части, м | Высота фундамента, м | Объем бетона, м3 | |
4,2×3,0×0,3 | 3×2,1×0,3 | 1,5 | 6,64 |
в) Проверка давления
- вес фундамента;
Среднее давление:
С учетом момента:
Недогруз:
Принимаем фундамент шириной
ii. Расчет осадки методом послойного суммирования
Исходные данные
г. Петрозаводск
Глубина промерзания d f =1,77 м
Размеры подошвы фундамента:
Подвал отсутствует
Грунтовые воды на глубине 1,0 м от поверхности земли
Характеристика слоев
Песок серовато-желтый пылеватый
gII=19,0 кН/м3 | Е=17 МПа | |
jII=30о | сII=0 кПа | e=1,1 |
Глина коричневато-серая пылеватая ленточная
gII=18,2 кН/м3 | Е=7,5 МПа | IL=0,45 |
jII=16о | сII=30 кПа | e=1,06 |
Суглинок серый пылеватый с линзами песка и гравия
gII=21,5 кН/м3 | Е=22 МПа | IL=0,31 |
jII=24о | сII=40 кПа | e=0,42 |
Среднее давление под подошвой фундамента: p=182 кПа.
Расчет осадки
1. Разбиваем основание на элементарные слои на глубину» . Мощность элементарного слоя (максимальная):
- соотношение сторон плиты фундамента.
2. Определяем вертикальные напряжения от внешней нагрузки σ z p на границах слоев под центром подошвы фундамента (п.5.6.32 [1]):
, где
— коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины ξ1= 2z / b;
р — среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
Расчет сведен в табл. 14.
3. Определяем σ zg вертикальное напряжение от собственного веса грунта σ zg в характерных точках:
- на уровне грунтовых вод:
- под подошвой фундамента:
В точках под подошвой фундамента:
Дальнейший расчет сведен в табл. 14.
4. Определяем напряжение σ zγ от веса выбранного при отрывке котлована грунта в характерных точках (п.5.6.33 [1]):
,
где
— вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы;
— коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 в зависимости от относительной глубины ξ2= 2z / bк,
где
- ширина котлована.
- длина котлована.
.
Расчет сведен в табл. 14
Таблица 14. Расчет напряжений в характерных точках под подошвой фундамента на естественном основании
Точка | h, м | z, м | σ zg, кПа | ξ1 | α1 | σ zp, кПа | ξ2 | α2 | σzg, кПа | |
0 | 0,0 | 0,0 | 29 | 0,000 | 1,000 | 182,0 | 0,000 | 1,000 | 29 | |
1 | 0,95 | 0,95 | 37 | 0,727 | 0,857 | 156,0 | 0,453 | 0,959 | 26,5 | |
2 | 1,0 | 1,95 | 45,3 | 1,333 | 0,607 | 110,5 | 0,830 | 0,802 | 22,5 | |
3 | 1,0 | 2,95 | 53,6 | 1,939 | 0,407 | 74,0 | 1,208 | 0,628 | 18 | |
4 | 1,0 | 3,95 | 61,9 | 2,546 | 0,281 | 51,1 | 1,585 | 0,482 | 14 | |
5 | 1,0 | 4,95 | 73,7 | 3,152 | 0,200 | 36,4 | 1,962 | 0,373 | 11 | |
6 | 1,0 | 5,95 | 85,4 | 3,758 | 0,149 | 27,2 | 2,340 | 0,292 | 8,7 | |
7 | 1,0 | 6,95 | 97,2 | 4,364 | 0,115 | 20,9 | 2,717 | 0,233 | 7,0 | |
8 | 1,0 | 7,95 | 109 | 4,970 | 0,091 | 16,5 | 3,094 | 0,188 | 5,7 |
5. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (п. 5.6.41 [1]):
Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине z = Hc, где выполняется условие
6. Определяем средние напряжения (п 5.6.31 [1]) в пределах сжимаемой толщи:
σzp,i — среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента:
;
;
Расчет сведен в табл. 15.
σzγ,i — среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, аналогично:
;
;
Дальнейший расчет сведен в табл. 15.
7. Определяем осадку основания фундаментов (п. 5.6.31 [1]):
Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяют методом послойного суммирования по формуле:
где - безразмерный коэффициент, равный 0,8 (учитывает отсутствие бокового расширения грунта);
- толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;
- модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;
- модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа. В нашем случае принимаем
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!