Слой
1
|
Наименование
характеристики
|
индекс
|
Размерность
|
Грунты
|
Плотность
грунта
|
γ
|
т/м3
|
1.83
|
Плотность
части грунта
|
γs
|
т/м3
|
2.68
|
Влажность
|
W
|
-
|
0.05
|
Предел
раскатывания
|
WР
|
-
|
0.10
|
Предел
текучести
|
WL
|
-
|
0.13
|
Коэффициент
фильтрации
|
К*ф
|
м/сут
|
2.3
|
Сцепление
грунта
|
С
|
МПа
|
0.004
|
Угол
внутреннего трения
|
φ
|
град
|
20
|
Модуль
общей деформации
|
Е
|
МПа
|
7.45
|
Слой
2
|
Плотность
части грунта
|
γ
|
т/м3
|
1.68
|
Плотность
части грунта
|
γS
|
т/м3
|
2.74
|
Влажность
|
W
|
-
|
0.20
|
Предел
раскатывания
|
WР
|
-
|
0.14
|
Предел
текучести
|
WL
|
-
|
0.20
|
Коэффициент
фильтрации
|
К*ф
|
м/сут
|
0.35
|
Сцепление
грунта
|
С
|
МПа
|
0.012
|
Угол
внутреннего трения
|
φ
|
град
|
20
|
Модуль
общей деформации
|
Е
|
МПа
|
10.0
|
Изменение
коэффициента пористости при зама-ии под дав-м 0.3 МПа (3 кг/см2)
|
℮m
|
-
|
0.059
|
Слой
3
|
Плотность
грунта
|
γ
|
т/м3
|
1.86
|
Плотность
части грунта
|
γs
|
т/м3
|
2.65
|
Плотность
предельно рыхлого состояния грунта
|
γсрых
|
т/м3
|
1.43
|
Плотность
предельно плотного состояния грунта
|
γспл
|
т/м3
|
1.75
|
Влажность
|
W
|
-
|
0.26
|
Угол
внутреннего трения
|
φ
|
град
|
34
|
Модуль
общей деформации
|
Е
|
МПа
|
15.2
|
Коэффициент
фильтрации
|
Кф
|
м/сут
|
43.4
|
Гранулометрический
состав d
> 5мм
|
d >5мм
|
%
|
22.2
|
5….3
|
|
%
|
10.1
|
3….2
|
|
%
|
11.8
|
2….1
|
|
%
|
17.6
|
1….0,5
|
|
%
|
10.5
|
0,5….0,25
|
|
%
|
4.1
|
0,25….0,10
|
|
%
|
0.3
|
d
< 0,10
|
|
%
|
23.4
|
Оценка инженерно-геологических условий
Слой 1
1. Число пластичности:
Ip=
WL - WР
=
0,13 - 0,10 = 0,3
Где WLь
-
Предел текучести; WР
-
предел раскатывания
Грунт глина Ip
>
0,17 по ГОСТ 25100-95
. Индекс текучести:
I1= - 0,17
где
W- природная
влажность грунта; WР-
предел раскатывания;
Ip
- число
пластичности.
Твердая консистенция (менее 0).
. Коэффициент пористости:
℮ =
Где γ-плотность
грунта γs-плотность
части грунта
W - Природная
влажность грунта.
Плотная консистенция (менее 0,55).
. Коэффициент водонасыщения:
Sr = = 0,249 где
γs - плотность
части грунта γw - плотность
воды;
W - Природная
влажность
Грунт малой степени водонасыщения
(0-0,50).
Первый слой - глина твердо-плотная
малой степени водонасыщения с коэффициентом пористости = 0,537
Модуль деформации: Е = 7,45 МПа
Слой 2
1. Число пластичности.
Ip=
WL - WР
=
0, 20 - 0, 14 = 0, 06
Где WL
-
предел текучести; WР
- предел раскатывания.
Грунт - супесь (0,07 > Ip
> 0,01) по ГОСТ 25100-95
. Индекс текучести:
I1=1
Где W природная
влажность грунта;
Wp - Предел
раскатывания; Ip - число
пластичности
Пластичная консистенция 0 - 1
. Коэффициент пористости:
℮ =
Где γ-плотность
грунта γs-плотность
части грунта
W - Природная
влажность грунта.
Рыхлая пылеватая консистенция (свыше
0,80).
Коэффициент водонасыщения:
Sr = = 0,573 где
γs - плотность
части грунта γw - плотность
воды;
W - Природная
влажность
Грунт средней степени водонасыщения
(0,50-0,80).
Второй слой - супесь
пластично-рыхлая со средней степенью водонасыщения с коэффициентом пористости =
0,957.
Модуль деформации: Е = 10,0 МПа
Слой 3
. Определение гранулометрического
состава:
,2%+10,1%+11,8% = 44,1%
Песок гравелистый, т.к. содержание частиц
крупнее 2мм >25% (44,1%)
. Плотность сухого грунта:
γd=
где γ - плотность
грунта, W - влажность
грунта
γd =
3. Степень неоднородности
гранулометрического состава:
Си=
где , - диаметр частиц, мм, меньше
которых в грунте содержится соответственно 60% и 10% (по массе) частиц
Наибольший
размер частиц во фракции, мм
|
>5
|
5
|
3
|
2
|
1
|
0,5
|
0,25
|
0,10
|
Суммарное
содержание частиц, %
|
100
|
77,8
|
67,7
|
55,9
|
38,3
|
27,8
|
23,7
|
23,4
|
Си= согласно ГОСТу 12536-79 Сu > 3,
соответственно грунт неоднородный.
. Коэффициент пористости
грунта: ℮ =
Где γS - плотность
частиц грунта,
γd - плотность
сухого грунта,;
℮ = = 0,795
Пески гравелистые, крупные и средней
крупности, рыхлые по ГОСТу 25100-95 (℮ свыше 0,70)
. Коэффициент водонасыщения
(степень влажности): Sr =
Где W
- природная влажность грунта;
℮ - Коэффициент пористости;
γS - плотность
частиц грунта,
γw - плотность
воды, применяемая = 1 .
Sr = = 0,867
Грунт насыщенный водой, т. к. (0,8 -
1) по ГОСТу-25100-95
Третий слой - песок гравелистый
крупный и средней крупности, неоднородный, рыхлого сложения, насыщенный водой,
с модулем деформации Е = 15,2 МПА
Слой-4
Скала
Приближенное расчётное сопротивление
грунтов
R = (Mγ ·kz b + Mq · d1 · γII + (Mq - 1)
db + Mc · CII)
Где и - коэффициенты, условий работы,
применяемые по таблице №3 СНиП 2. 02. 01-83*:
= 1,1; b = 1м
Мg, Мq, Мс
- Коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения грунта. Принимаются по
таблице №4 СНиП 2.02.01-89*:
z = 1 (т.к. b<10м)
- осреднённое расчётное значение
удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента.
= кН/м3
- осреднённое расчётное значение
удельного веса грунта, залегающего выше фундамента.
Слой 1
γс1=1,25; γс2=1; = 1,1; Мγ= 0,51; Мq= 3,06; Mc= 5,66; z= 1; CII= 45; γII= 1,83 кН/м3
; = 1,83 кН/м3
Примем: d1 =1 b =1 db =1
R = (0,51·1·1·1,83+3,06·1·1,83+(3,06-1)·1·1,83+5,66·45)
= 301,043 кПа
Слой 2
γс1=1,1; γс2=1; = 1,1; Мγ= 0,51; Мq= 3,06; Mc= 5,66; z= 1; CII=1; γII= 1,68 кН/м3
; = 1,68 кН/м3
Примем: d1 =1 b =1 db =1
R = ·
(0,51·1·1·1,68+3,06·1·1,68+(3,06-1)·1·1,68+5,66 ·1) = 15,1184 кПа
Слой 3
γс1=1,4; γс2=1,2; = 1,1;
Мγ= 1,55; Мq= 7,22; Mc= 9,22; z= 1; CII= 1; γII= 1,86 кН/м3
; = 1,86 кН/м3
Примем: d1 =1 b =1 db =1
R = ·
(1,55·1·1·1,86+7,22·1·1,86+(7,22-1)·1·1,86+9,22 ·1) = 56,67 кПа
Эпюра относительных сопротивлений
слоёв грунта
Фундаменты (А-3; Б-3)
Глубина заложение подошвы фундамента
Глубина заложения фундамента в
первую очередь зависит от глубины сезонного промерзания грунтов. Нормативная
глубина промерзания определяется по следующей формуле:
= d0 ·
Где
- безразмерный коэффициент,
численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных
температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиПу по строительной
климатологии и геофизике;0 - величина, принимаемая равной, м, для:
суглинков
и глин - 0,23
супесей,
песков мелких и пылеватых - 0,28
песков
гравелистых, крупных и средней крупности -0,30
скальный
породы - ?
Т.к.
по разрезу чертежа здания видно, что подошва фундамента опирается на первый
слой, и он имеет наибольшее сопротивление, рассчитываем глубину заложения для
первого слоя.
Для
г. Копейск |М0| = | -16,4-14,1-8,4-6,7-13,5| = 59,1
Т.к. грунт первого слоя, глина малой
пластичности, принимаем d0 -0,23
= 0,23 · = 1,77
Расчётная глубина сезонного
промерзания грунта , м, определяется по формуле = · Кh
Где - нормативная глубина промерзания
Кh -
коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, применяемый; для
наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по табл.1 СНиП 2.02.01.-83*; для
наружных и внутренних фундаментов.
Кh = 0,6; т.к.
моё здание не имеет подвального помещения и температура в нём в районе 150
С
= 1,77 · 0,6 = 1,062м
Принимаем= 1,1м
Т.к. по конструкции здание не имеет
подвального помещения с бетонным полом по грунту (200мм), и щебневую подушку
(200мм). Фундаментную подушку (300мм). Принимаемая окончательная глубина заложения
исходя из рациональности, и конструктивности, примем строительный стакан по
серии
ФЖ-1М В = 900; А = 900; Н = 1100
Принимаем подошву фундамента для
крайнего ряда - В = 2,2м. А = 2,4м.
Принимаем подошву фундамента для
среднего ряда - В = 1,4м. А = 1,8м.
= 0,900+0,15+0,3 = 1,35м
Оценка грунтовой обстановки
Для сравнений расчётных давлений
отдельных слоёв грунта в одинаковых условиях, определяем величины условных
расчётных давлений, при одинаковых значениях глубины заложения, h = 1,35м и
ширину подошвы фундамента b = 1,8м приведены безразмерные
коэффициенты, определённые по СНиП 2.02.01.-83(2000).
№
слоя
|
Угол
трения, град
|
Мγ
|
|
|
1
|
20
|
0,51
|
3,06
|
5,66
|
2
|
20
|
0,51
|
3,06
|
5,66
|
3
|
34
|
1,55
|
7,22
|
9,22
|
Сбор нагрузок
Фундамент А = 3; Агр 6 · 12 =72 м2
Фундамент Б = 3; Агр 18 · 12 = 216 м2
Сбор нагрузок
Комбинации
Основного сочетания нагрузок
|
М,кН·м
|
N,кН
|
Q,кН
|
По
оси А
|
1
|
36
|
484
|
5,1
|
|
2
|
42
|
678
|
21,5
|
По
оси В
|
1
|
126
|
584
|
9,1
|
|
2
|
82
|
923
|
47
S - Нормативный вес
снегового покрова на 1м2; h
- высотность здания.
Определяем давление под подошвой
Сбор нагрузок для
проектируемого сооружения ведется на подошву фундамента в характерных сечениях,
указанных в задании. При сборе нагрузок учитываются указания и рекомендации
СНиП 2.02.01-83*. Сбор нагрузок выполняется на основное сочетание нагрузок. Для
упрощения расчетов при сборе нагрузок учитываются только наиболее характерные
виды вертикальных нагрузок. Ветровая нагрузка не учитывается. Расчетные
значения нагрузок по 2-м группам предельных состояний определяются по формуле:
Р1 =
G = γ
· I · b
· Н =1,8 · 1,5 · 1,2 · 1,35 = 4,4
F = 1,2 · 1,5 = 1,8м2;
Р1 = ±
По оси А
1) Р1 = ± = 29,4 ± 1.4
mc\м2
2) Р2 = ± = 40,1 ± 1.6
mc\м2
Находим расчётное давление
R = · (Mγ ·
kz · b + Mq ·
d1 · γII +
(Mq - 1) · db + Mc
· CII)
= · (0.51· 1 · 1,2 · 1, 83 + 3.06 · 1
· 1.83 + (3.06 - 1) 0 ·1.83 + 5.66 · 4.5) = 41,9 mc\м2
db = 0 - При
отсутствии подвала.
Производим проверку выполнения
условий
Рmax≦ R Рср≦ R Рmin > 0
,7 < 41,9 40,1 < 41,9 40,1
< 38,5
Условия выполняются удовлетворительно. Принимаем
размеры фундамента; 1,2 · 1,8:
По оси Б
Р1 = ±
G = γ · I · b · Н =1,8 ·
1,5 · 1,5 · 1,35 = 5,5
F = 1,5
· 1,5
=
2,25м2;
1) Р1 = ± = 28,4 ± 4,4 mc\м2
2) Р1 = ± = 43,5 ± 2,85 mc\м2
Находим расчётное давление
R = · (Mγ · kz · b + Mq · d1 · γII + (Mq - 1) · db + Mc · CII)
R = · (0.51· 5,6 · 1.5 + 3.06 · 1.35 ·
1.8 + (5.66 - 1) 1.79 + 5.66 · 4.5) = 48,5 mc\м2
db = 0 - При
отсутствии подвала.
Рmax≦ R Рср≦ R Рmin > 0
) 46,35 < 48,5 2) 43,5 < 48,5
2) 40,65 < 48,5
Условия выполняются
удовлетворительно. Принимаем размеры фундамента: 1,5 м х 1,5 м.
Расчёт осадки фундамента по оси А
Методом элементарного суммирования
определяем стабилизированную осадку сборного ж/б фундамента под колонной
среднего ряда.
Дано: L = 1,5м; b =
1,2м; h = 1.35м;
Р1 = 40,1 mc/м2
Р0 = Р1 - σzg0
Р0 = 40,1 -(1,83 · 0,3 +
1,68 · 1,05) = 37,787 mc/м2
Вычисляем ординаты эпюры природного
давления σzg, и
вспомогательной эпюры 0,2 σzg
= 0 0,2 = 0 = 0,3 · 1,83 = 0,549 mc/м2
0,2 = 0,110 mc/м2
= 0,549 +1,68 · 4,5 = 8,109 mc/м2
0,2 = 1,622 mc/м2
= 8,109+1,86 · 1,7 = 11,271 mc/м2
0,2 = 2,254 mc/м2
Вычисляем ординаты эпюры
дополнительного давления.
|
|
α
|
σzg=
α Р0mc/м2
|
слой
|
Е,(mc/м2)
|
0.0
|
0.00
|
1.000
|
37,787
|
2
|
100
|
0.4
|
0.48
|
0.960
|
36.275
|
|
|
0.8
|
0.96
|
0.800
|
29.020
|
|
|
1.2
|
1.44
|
0.606
|
17.586
|
|
|
1.6
|
1.92
|
0.449
|
7.896
|
|
|
2.0
|
2.4
|
0.336
|
2.653
|
|
|
2.4
|
2.88
|
0.257
|
0.681
|
|
|
2.7
|
3.36
|
0.201
|
0.137
|
|
|
2.8
|
3.84
|
0.160
|
0.021
|
3
|
152
|
3.2
|
4.32
|
0.131
|
0.002
|
|
|
3.6
|
4.8
|
0.108
|
0.0003
|
|
|
4.2
|
5.28
|
0.091
|
0.00003
|
|
|
4.8
|
5.76
|
0.077
|
0.000002
|
|
|
Расчёт осадки фундамента по оси В
Методом элементарного суммирования определяем
стабилизированную осадку сборного ж/б фундамента под колонной среднего ряда.
Дано: L
= 1,5м; b = 1,5м; h = 2.25м;
Р1 = 43,5 mc/м2
Р0 = Р1 - σzg0
Р0 = 43,5 - (1,83 · 0,3 + 1,68 ·
1,05) =27,1 mc/м
Вычисляем ординаты эпюры дополнительного
давления.
|
|
α
|
σzg=
α Р0mc/м2
|
слой
|
Е,(mc/м2)
|
0.0
|
0.00
|
1.000
|
41,187
|
2
|
100
|
0.4
|
0.48
|
0.960
|
39.539
|
|
|
0.8
|
0.96
|
0.800
|
31.631
|
|
|
1.2
|
1.44
|
0.606
|
19.168
|
|
|
1.6
|
1.92
|
0.449
|
8.606
|
|
|
2.0
|
2.4
|
0.336
|
2.891
|
|
|
2.4
|
2.88
|
0.257
|
0.743
|
|
|
2.7
|
3.36
|
0.201
|
0.149
|
|
|
2.8
|
3.84
|
0.160
|
0.023
|
3
|
152
|
3.2
|
4.32
|
0.131
|
0.003
|
|
|
3.6
|
4.8
|
0.108
|
0.0003
|
|
|
4.2
|
5.28
|
0.091
|
0.00003
|
|
|
4.8
|
5.76
|
0.077
|
0.000002
|
|
|
Определяем полную осадку фундамента
S =1= 0,8 [ (
+39,539+31,631+19,168+8,606+2,891+0,743+)+ ·( +0,023+)] = 3,94 см
Литература
фундамент проектирование
промышленное здание
1) СНиП
2.02.01-83*
) ПОСОБИЕ
по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны
зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84)
3) <http://www.remstroyinfo.ru/tom05/tom0513.php>
) Методы
определения гранулометрического состава грунтов (ГОСТ 12536-79)
) ГОСТ
25100-95: Грунты. Классификация.
) ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)
Похожие работы на - Основы расчета фундамента промышленного здания
|