Фундаменты 5-этажного жилого дома в г. Барнаул

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Строительство
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    92,85 Кб
  • Опубликовано:
    2012-06-21
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Фундаменты 5-этажного жилого дома в г. Барнаул

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра оснований, фундаментов







ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему: Фундаменты 5-этажного жилого дома

в г. Барнаул











Н. Новгород - 2011г.

1. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов

.1 Определения дополнительных характеристик физических свойств грунтов

. Число пластичности.

=WL-WP,[%] (1)

где:IP - число пластичности;- влажность на границе текучести (см. исходные данные);- влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: IP1= 19 -14 = 5%.

Для ИГЭ-2: IP2= 25 -15 = 10%.

Для ИГЭ-3: IP2= 29 -17 = 12%.

Тогда по табл. п.2.4 [14] тип грунтов

ИГЭ-1 - супесь т.к. 1%<Iр<7%;

ИГЭ-2 - суглинок т.к. 7%<Iр<17%;

ИГЭ-3 - суглинок т.к. 7%<Iр<17%;

. Показатель текучести

=(W-WP)/IP, [д. ед.],(2)

где: IL - показатель текучести;- природная (естественная) влажность (см. исходные данные);- влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: IL1=(16-14)/5=0,4

Для ИГЭ-2: IL2=(14-15)/10=-0,1

Для ИГЭ-3: IL3=(19-17)/12=0,17

Тогда по табл. п.2.5 [14] разновидность пылевато-глинистых грунтов:

ИГЭ-1 - супесь пластичная т.к. 0<IL<1;

ИГЭ-2 - суглинок твёрдый т.к. IL<0;

ИГЭ-3 - суглинок полутвёрдый т.к. 0<IL<0,25;

. Плотность сухого грунта

, [г/см3](3)

где: -плотность сухого грунта;

-плотность грунта в природном состоянии;- природная (естественная) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: (г/см3).

Для ИГЭ-2: (г/см3).

Для ИГЭ-3: (г/см3).

. Коэффициент пористости

, [д. ед.](4)

где: e - коэффициент пористости грунта;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

-плотность грунта в природном состоянии;- природная (естественная) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1:.

Для ИГЭ-2:.

Для ИГЭ-3:.

. Пористость

,[ д. ед.](5)

где: n - пористость грунта;- коэффициент пористости грунта.

Для ИГЭ-1: .

Для ИГЭ-2: .

Для ИГЭ-3: .

. Степень влажности

,[ д. ед.](6)

где: Sr - степень влажности грунта;

=1 г/см3- плотность воды;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);- природная (естественная) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1:.

Для ИГЭ-2:.

Для ИГЭ-3:.

. Полная влажность (Sr=1)

,[%](7)

Для ИГЭ-1:

Для ИГЭ-2:

Для ИГЭ-3:

. Показатель текучести (Sr=0.9)

IL, sat=(0,9*Wsat - WP) / IP, [д. ед.],(8)

Для ИГЭ-1: IL1,sat=(0.9*31-14)/5=2,78

Для ИГЭ-2: IL2,sat=(0.9*33-15)/10=1,47

Для ИГЭ-3: IL3,sat=(0.9*26-17)/12=0,53

Тогда по табл. п.2.5 [14] разновидность пылевато-глинистых грунтов:

ИГЭ-1 - супесь текучая т.к. IL>1;

ИГЭ-2 - суглинок текучий т.к. IL>1;

ИГЭ-3 - суглинок мягкопластичный т.к. 0,5<IL<0,75;

1.2 Определение характеристик механических свойств грунтов.

.2.1 Определение модуля деформации по результатам испытания грунта штампом

Строим график зависимости осадки штампа от давления S(p).

, [кПа](9)

где:- коэффициент, зависящий от формы штампа; принимаем как для круглого штампа =0,79;диаметр штампа;

(м);

- коэффициент Пуассона; для ИГЭ-1 (супесь) =0,30;- разность между давлением пропорциональности Рпр=200кПа по графику и природным давлением Ро=50кПа на глубине заложения фундамента;- разность осадки штампа между Ро=50кПа и Рпр=200кПа ;

 (кПа).

1.2.2 Определение модуля деформации по результатам компрессионных испытаний

Строим графики зависимости е = f (p) для ИГЭ-2 и ИГЭ-3:

Коэффициент сжимаемости:

, [кПа-1](10)

где: р1 = 100 кПа; е1,1=0,773; е1,2=0,842; е1,3=0,682.

р2 = 200 кПа; е2,1=0,734; е2,2=0,803; е2,3=0,664.

Для ИГЭ-1:  (кПа-1).

Для ИГЭ-2:  (кПа-1).

Для ИГЭ-3: (кПа-1).

Коэффициент относительной сжимаемости

, [кПа-1](11)

где:m0- коэффициент сжимаемости;

е1,1=0,825; е1,2=0,895; е1,2=0,704

Для ИГЭ-1: (кПа-1).

Для ИГЭ-2: (кПа-1).

Для ИГЭ-3: (кПа-1).

Компрессионный модуль деформации:

, [кПа](12)

где: - коэффициент относительной сжимаемости;

b2 = 0,62 (суглинок)

b2 = 0,74 (супесь)

Для ИГЭ-1:  (кПа).

Для ИГЭ-2:  (кПа).

Для ИГЭ-3:  (кПа).

Модуль деформации

, [кПа](13)

где: mk - переходный коэффициент от компрессионного модуля деформации к естественному модулю деформации (тк=1 - посадочные грунты)

- компрессионный модуль деформации.

Для ИГЭ-1: (кПа).

Для ИГЭ-2: (кПа).

Для ИГЭ-3: (кПа).

Определение характеристик просадочности

Относительная просадочность

,[ д. ед.](14)

где: еn - коэффициент пористости при естественной влажности при давлении Р

еsat,p - коэффициент пористости для водонасыщенного грунта

еng - коэффициент пористости в естественном состоянии от собственного веса грунта

Давление от собственного веса грунта

Для ИГЭ-1: Gzg,1=0,5*γII,1*h1 = 0,5*16,8*5,2 = 43,68 кН

Для ИГЭ-2: Gzg,2= γII,1*h1 + 0,5*γII,2*h2 = 16,8*5,2 + 0,5*16,1*4,1 = 120,365 кН

Грунты считаются просадочными если εsl>0.01

Составляем таблицу 1.1 по данным графика (рис. 1.3)

Исходные данные сводим в таблицу 1.2

Таблица 1.1

Р кПа

ИГЭ - 1

ИГЭ - 2


еn

еsat

еn - еsat

1 + еng

Еsl

еn

еsat

еn - еsat

1 + еng

Еsl

0

0,825

0,825

0

1,8

0

0,895

0,895

0

1,833

0

50

0,797

0,788

0,009

1,8

0,005

0,867

0,859

0,008

1,833

0,004364

100

0,773

0,755

0,018

1,8

0,01

0,842

0,827

0,015

1,833

0,008183

150

0,752

0,726

0,026

1,8

0,014444

0,821

0,8

0,021

1,833

0,011457

200

0,734

0,701

0,033

1,8

0,018333

0,803

0,776

0,027

1,833

0,01473

250

0,719

0,68

0,039

1,8

0,021667

0,789

0,756

0,033

1,833

0,018003

300

0,707

0,663

0,044

1,8

0,024444

0,779

0,74

0,039

1,833

0,021277

400

0,692

0,642

0,05

1,8

0,027778

0,769

0,721

0,048

1,833

0,026187


Рис. 1

1.2 Показатели физико-механических свойств грунтов основания

Таблица 1.2

№ п/п

Нормативные характеристики

ИГЭ - 1

ИГЭ - 2

ИГЭ -3


Тип

супесь

суглинок

суглинок


Вид

-

-

-


Разновидность

пластичная

твёрдый

полутвёрдый


Основные:




1.

Плотность r, г/см3

1,71

1,63

1,90

2.

Плотность частиц rs, г/см3

2,69

2,71

2,72

3.

Природная влажность W, %

16

14

19

4.

Граница раскатывания Wp, %

14

15

17

5.

Граница текучести WL, %

19

25

29


Дополнительные:




6.

Число пластичности Ip, %

5

10

12

7.

Показатель текучести IL

0,4

-0,1

0,17

8.

Плотность сухого грунта rd, г/см3

1,47

1,43

1,6

9.

Коэффициент пористости е, д.ед.

0,825

0,895

0,704

10.

Пористость n, д.ед.

0,45

0,47

0,41

11.

Степень влажности Sr, д.ед.

0,52

0,42

0,73

12.

Полная влажность при Sr=1, Wsat, %

31

33

26

13.

Показатель текучести при Sr=1, IL,sat

2,78

1,47

0,53


Расчётные:




14.

Удельный вес грунта gII, кН/м3

16,8

16,1

18,8

15.

Угол внутреннего трения jII,°

20

22

23

16.

Угол внутреннего трения при Sr=1 jsat,°

17

15


17.

Удельное сцепление сII, кПа

13

25

28

18.

Удельное сцепление при Sr=1, сII, кПа

9

15


19.

Модуль деформации Е, кПа

8605

3010

5849

20.

Начальное просадочное давление Рsl кПа

100

127,75

-

2. Оценка инженерно-геологические условий строительства

Площадка строительства 5-ти этажного дома находится в г. Барнаул. Площадка строитель-ства с уклоном, свободна от существующих зданий и инженерных комуникаций.

По результатам бурения скважин построен инженерно-геологический разрез. Он представлен на рис. 2.1

ИГЭ - 1 - супесь пластичная, мощность слоя 5,2м γII,1=16,8кН/м3, е=0,825, IL=0,4, Е=8605кПа.

Приходиться принимать в качестве несущего слоя.

ИГЭ-2 - суглинок твердый, мощность слоя 4,1м. γII,1=16,1кН/м3, е=0,895, IL=-0,1, Е=3010кПа

Является хорошим подстилающим слоем.

ИГЭ-3 - суглинок полутвердый, мощность слоя скважиной не определена. γII,1=18,8кН/м3,

е=0,704, IL=0,17, Е=5849кПа

3. Оценка объемно-планировочных и конструктивных решений здания

Жилой 5-ти этажный дом в городе Барнаул прямоугольной формы в план с размерами в осях ширина В=13,4м, длина L=36,16м, высотой Н=16,95м. Дом крупно - панельный, несущими стенами являются и продольные и поперечные, в том числе межкомнатные стены. Панели перекрытий опираются на 4 стороны.

Основные конструкции:

наружные стены: трёхслойные ж/б панели толщиной 450мм

внутренние стены из тяжёлого бетона толщиной 160мм

панели перекрытия легкобетонные толщиной 250мм

лестница из сборных ж/б элементов

крыша с тёплым чердаком

4. Определение нагрузок на фундамент

Постоянные распределенные нагрузки на 1 м2

Таблица 4.1

№ п/п

Вид нагрузок

Нормативная нагрузка кН/м

gf

Расчетная нагрузка кН/м

I Перекрытия

- Ж./б. плита перекрытия d = 160 мм

4,0

1,1

4,4

- Конструкция пола линолеум по бетонной подготовке

1,0

1,3

1,3

Итого: mпр 1

5


5,7

II Элементы лестничных клеток

- Ж./б. площадки и марши

3,8

1,1

4,18

Итого: mпр2

3,8


4,18

III Покрытие.

- Сборные ж./б. чердачное перекрытия d = 160 мм

4,0

1,1

4,4

- Сборные легкобетонные панели крыши d = 250 мм

3,2

1,1

3,52

- Пароизоляция 1 слой рубероида

0,05

1,3

0,065

- Утеплитель - минераловатные жесткие плиты d =300*2=600 мм

1,2

1,3

1,56

- Стяжка - цементный раствор М 100 d =30*2= 60 мм

1,2

1,3

1,56

- Кровля из 4-х слоев рубероида на мастике и защитного слоя гравия d = 20 мм

0,4

1,3

0,52

Итого: mпк

10,05


11,625


4.2 Временные распределенные нагрузки на 1 м2 перекрытия и покрытия

.2.1 Временные распределенные нагрузки перекрытия квартир (лестниц)

а) Временная расчетная нагрузка для расчета по первому предельному состоянию:

, [кН/м2],где (15)

нормативная полная кратковременная нагрузка:

квартиры ;

лестницы ;

коэффициент сочетания временных нагрузок по этажности:

, где (16)

эт - число этажей проектируемого здания;

;

коэффициент надежности по нагрузке:

квартиры gf к = 1,3;

лестницы gf л = 1,2;

коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок:

y2 = 0,9.

Тогда временная расчетная нагрузка:

квартиры ;

лестницы .

б) Расчетная нагрузка для расчета оснований по деформациям (по второму предельному состоянию):

, [кН/м2],где(17)

нормативная длительная нагрузка (пониженное значение):

квартиры ;

лестницы ;

коэффициент надежности по нагрузке:

gf = 1,0;

коэффициент сочетания двух временных длительных нагрузок:

y1 = 0,95.

Тогда расчетная нагрузка:

квартиры ;

лестницы .

Сводим результаты расчета в таблицу 4.2

Таблица 4.2

Наименование

Рпр I

РпрII

Квартиры

1,172

0,285

Лестницы

2,164

0,95


4.2.2 Временная снеговая нагрузка на покрытие

Нормативная снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности земли для IV снегового района:= 1,8 кН/м2 (кПа).

а) Снеговая нагрузка на покрытие для расчета по первой группе предельных состояний:

, [кН/м2],где(18)

нормативная нагрузка на 1 м2 покрытия:

, [кН/м2],где (19)

- снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности земли для IV снегового района;

 =1;

 (кН/м2; кПа);

 - коэффициент надежности по нагрузке;

=0,9 - коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок.

Тогда снеговая нагрузка на покрытие:

(кН/м2).

б) Снеговая нагрузка на покрытие для расчета по второй группе предельных состояний:

, [кН/м2],где (20)

за нормативную нагрузку принимается пониженное значение:

, [кН/м2],где (21)

к=0,5 - коэффициент определяемый в зависимости от снегового района =0,5*1,8=0,9 кН/м2

- коэффициент надежности по нагрузке;

.

Тогда снеговая нагрузка на покрытие:

(кН/м2).

Сводим результаты расчёта в таблицу 4.3

Таблица 4.3

Рсн I

РснII

1,89

0,71

4.3 Определение грузовой площади на 1м2 стены

Схема несущих стен здания рисунок 4.3

Ширина грузовой полосы

для квартир ав = в/4, (м)

аl = (2*l - в)*в/(4*l), (м)

где: в и l соответственно меньшая и большая сторона помещения

для лоджий ав = l/4, (м)

аl = в/2, (м)

4.4 Общие распределённые нагрузки от 1м2 площади здания

Таблица 4.4

Наименование

По I предельному состоянию; кН/м2

По II предельному состоянию; кН/м2

1. От 1м2 площади квартир (nэт=5) а) Постоянная нагрузка перекрытия mnp1*nэт перегородки mпп*nэт покрытия mnк3

25 5 10,05

28,5 5,5 11,625

Итого:

40,5

45,625

б) Временная нагрузка  - перекрытия Рnp*nэт перегородки Рсн

1,425 0,855

5,86 2,268

Итого:

2,28

8,128

Всего: m1

42,78

53,753

2. От 1м2 площади лестниц  а) Постоянная нагрузка  элементы лестниц mnp2*nэт покрытие mnк3

19 10,05

20,9 11,625

Итого:

29,05

32,525

б) Временная нагрузка на лестницу Рnp*nэт на покрытие Рсн

4,75 0,855

10,82 2,268

Итого:

5,605

13,088

Всего: m2

34,655

45,613


4.5 Нагрузка от собственного веса стен.

.5.1 Нагрузка от наружной стены (торцовой) на отметке - 2.400

кН/м (22)

где: аi - толщина стен; м- высота стены; м

γст,i - удельный вес стен; кН/м3

 кН/м

4.5.2 Нагрузка от наружных стен (продольных по оси А(Ж))

глухая стена  кН/м

снижение нагрузки за счёт проёмов в стене.

 (23)

где: 0,4 - коэффициент снижения за счёт оконных блоков.

Апр - площадь проёмов на 1 этаже по длине участка стены lстст - длина стены в осях 1-11

По оси А: Апр =(10*О -З + 4*Д -1)

Апр =(10*1,21*1,51 + 4*0,76*2,21) = 24,9894м2

 кН/м

По оси Ж: Апр =(2*О -1 + 4*О -З + 2*О -2 + 2*О -4 + 2*Д -1)

Апр =(2*2,11*1,51 + 4*1,21*1,51 + 2*1,51*1,51 + 2*0,61*1,51 + 2*0,76*2,21) = 23,4422 кН/м

 кН/м

Нагрузка от наружной стены с проёмами

ст= qст,г+ qст,пр; кН/м (24)

по оси А: qст= 145,34 -25,05 =120,29 кН/м

по оси Ж: qст= 145,34 -23,5 =121,84 кН/м

4.5.3 Нагрузка от внутренней стены без проёмов

кН/м (25)

=14+1,7+2,4 =18,1м

кН/м

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.5

Таблица 4.5

Наименование

Нормативная нагрузка; кН/м

γf

Расчётная нагрузка; кН/м

1. Глухая стена

145,125

1,1

159,6375

2. Стена с проёмами  по оси А по оси Ж

120,29 121,84

1,1 1,1

132,319 134,024

3. Стена внутренняя без проёмов

72,4

1,1

79,64

.6 Нагрузка на 1м2 фундамента на отметке -2.400

Вычисляется по формуле:

кН/м (26)

где:  - нагрузка от собственного веса стены

- коэффициент принимаемый по таблице 4.4

- грузовая площадь на 1 м2

Расчёт нагрузок выполняется в таблице 4.6

Таблица 4.6

№ сечения

Расположение сечения

Тип сечения фундамента

qcm,i кН/м

Mi кН/м2

ai, м2 (осред. знач.)

nn,II кН/м

1

2

3

4

5

6

7

1

1 - Б/Д

I

145,125

42,78

1,17

195,1776

2

1 - Д/Ж


145,125

42,78

1,06

190,4718

3

Ж - 1/2


121,84

42,78

0,76

154,3528

4

Ж - 2/3


121,84

42,78

1,085

168,2563

5

Ж - 3/4


121,84

42,78

0,63

148,7914

6

Ж - 4/5


121,84

42,78

1,085

168,2563

7

5 - Е/Ж


145,125

42,78

2,14

236,6742

8

Е - 5/6


121,84

42,78

1,51

186,4378

9

А - 5/6


120,29

42,78

0,76

152,8028

10

А - 4/5


120,29

42,78

1,54

186,1712

11

А - 3/4


120,29

42,78

0,63

147,2414

12

3 - А/Б


145,125

42,78

2,85

267,048

13

Б - 2/3


120,29

42,78

1,84

199,0052

14

Б - 1/2


120,29

42,78

1,51

184,8878

15

Д - 1/2

II

72,4

42,78

1,51

136,9978

16

Д - 2/3


72,4

42,78

2,18

165,6604

17

Г - 3/4


72,4

0,63

193,5841




72,4

34,655

0,63


18

Г - 4/5


72,4

42,78

2,18

165,6604

19

В - 5/6


72,4

42,78

1,52

137,4256

20

2 - Б/Д


72,4

42,78

2,62

184,4836

21

2 - Д/Ж


72,4

42,78

2,3

170,794

22

3 - Д/Ж


72,4

42,78

1,24

233,1953




72,4

34,655

1,02


23

3 - Г/Д


72,4

42,78

1,45

242,1791




72,4

34,655

1,02


24

3 - Б/Д


72,4

42,78

2,47

178,0666

25

4 - А/Г


72,4

42,78

2,47

178,0666

26

4 - Г/Д


72,4

42,78

1,45

242,1791




72,4

34,655

1,02


27

5 - В/Е


72,4

42,78

2,62

184,4836

28

5 - А/В


72,4

42,78

2,51

179,7778

29

6 - А/В

III

72,4

42,78

2,12

163,0936

30

6 - В/Е


72,4

42,78

2,34

172,5052

31

1 - А/Б

IV

145,125

42,78

1,83

223,4124

32

4 - А//А


72,4

42,78

1,09

119,0302

33

5 - А//А


72,4

42,78

1,09

119,0302

34

6 - Е/Ж


72,4

42,78

1,38

131,4364

5. Конструирование и расчёт сечений фундаментов

.1 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента назначается в зависимости от:

инженерно - геологических условий;

наличия технического подполья;

величины и характера нагрузок;

климатических особенностей района.

Нормативная глубина промерзания грунта:

, [м](27)

где: do =0,28 м для супесей (принимаем по указанию на стр.20[14]);= 66,9- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму (см. исходные данные);

(м).

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

, [м](28)

где: kh - коэффициент, учитывающий тепловой режим помещений, примыкающих к фундаменту;= 0,7 (по табл. 2.4 [14] для жилых зданий при температуре подвала tо = 5 0С);

- нормативная глубина промерзания грунта;

м.

- приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвала

 (29)

где: - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала

- толщина бетонного пола

- удельный вес конструкций пола подвала

- глубина подвала

= d - d1 (30)

среднее значение удельного веса материалов фундамента и грунта на его уступах

расчетная нагрузка на отметке -2,400

Одинаковые параметры для всех типов сечений фундаментов приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1

γII кН/м3

γ/II кН/м3

Мq

Мγ

Мс

cII,sat

γc1

γc2

k

kz

16,8

16,8

2,055

0,26

4,555

9

1,0

1,0

1,0

1,0


Обозначаем через коэффициенты одинаковые параметры для все типов сечений фундаментов


тогда: а1 = (А*(Б*d1 + B*db + Г) - γmq*d (31)

Определение ширины подошвы фундамента

Исходные данные

Несущим слоем при проектирование фундамента мелкого заложения является ИГЭ - 1

Таблица 5.2

ИГЭ - 1

γII кН/м3

γ/II кН/м3

φII,sat о

IL sat

cII,sat

L/H м

γc1

γc2


16,8

16,8

17

2,78

9

2,13

1,0

1,0


Типы сечений фундаментов и их основные геометрические размеры

Тип I - наружные стены

Тип II - внутренние стены

Тип III - стена разделяющая секции

Тип IV - стены лоджий

Рис. 5.1

грунт просадочность фундамент покрытие

Таблица 5.3


bc, м

d, м

dn, м

d1, м

db, м

d21, м

d22, м

d2, м

Тип I

0,45

1,7

0,4

0,7

1,0

1,2

0,12

1,32

Тип II

0,16

1,7(1,5)

0,4

0,7(0,5)

1,0

0,12

0,12

0,24

Тип III

0,16

2,3

1,01

1,3/0,7

1,0/1,6

0,72

0,72/0,12

1,44/0,84

Тип IV

0,16

1,7(1,5)

0,4

1,7(1,5)

-

1,2

1,2

2,4


Определение ширины подошвы фундамента

(32)

(33)

(34)

где: коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 [7] к = 1 - коэффициент, учитывающий способ определения характеристик прочности грунта:  и - по результатам испытания грунта

 - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 [7]

коэффициент, принимаемый равным 1 при ширине подошвы фундамента менее 10м- ширина подошвы фундамента, м

- удельный вес грунта под подошвой фундамента кН/м3

- осредненное значение удельного веса грунта, лежащего выше подошвы фундамента кН/м3, sat - расчётное значение удельного сцепления грунта в водонасыщенном состоянии залегающих под подошвой фундамента кПа

Расчет ширины подошвы фундамента.

Таблица 5.4

№ сечения

Расположение сечения

Тип сечений фундаментов

а0, кН/м3

А

Б, кН/м3

В, кН/м3

Г, кПа

d1, м

db, м

d, м

а1, кН/м3

n0,II кН/м

bр, м

b, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

1 - Б/Д

I

4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

195,178

3,121760278

2,4

2

1 - Д/Ж


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

190,472

3,059749358

2,4

3

Ж - 1/2


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

154,353

2,568122657

2

4

Ж - 2/3


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

168,256

2,760791982

2

5

Ж - 3/4


4,368

1

34,524

17,724

40,995

1

1,7

48,8858

148,791

2,489769544

2

6

Ж - 4/5


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

168,256

2,760791982

2

7

5 - Е/Ж


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

236,674

3,650598578

2,8

8

Е - 5/6


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

186,438

3,006235271

2,4

9

А - 5/6


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

152,803

2,5463609

2

10

А - 4/5


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

186,171

3,002686886

2,4

11

А - 3/4


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

147,241

2,467796335

2

12

3 - А/Б


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

267,048

4,019267354

3,2

13

Б - 2/3


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

199,005

3,171875235

2,4

14

Б - 1/2


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

184,888

2,985584593

2,4

15

Д - 1/2

II

4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,5

1

1,5

41,981

136,998

2,5739787

1,6

16

Д - 2/3


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

165,66

2,72515772

2

17

Г - 3/4


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

193,584

3,100811363

2,4

18

Г - 4/5


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

165,66

2,72515772

2

19

В - 5/6


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

137,426

2,327230202

2

20

2 - Б/Д


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

184,484

2,980191255

2

21

2 - Д/Ж


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

170,794

2,795481056

2

22

3 - Д/Ж


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

233,195

3,607430085

2,8

23

3 - Г/Д


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

242,178

3,718485972

2,8

24

3 - Б/Д


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

178,067

2,894108725

2

25

4 - А/Г


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

178,067

2,894108725

2

26

4 - Г/Ж


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

242,179

3,718498262

2,8

27

5 - В/Е


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

184,484

2,980191255

2

28

5 - А/В


4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1

1,7

48,8858

179,778

2,917149178

2

29

6 - А/В

III

4,368

1

34,524

17,724

40,995

1,3

1

2,3

69,6002

163,094

2,073474876

2




4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

2,3

59,5202

163,094

2,338735709

2

30

6 - В/Е


4,368

1

34,524

17,724

40,995

1,3

1

2,3

69,6002

172,505

2,180206223

2




4,368

1

34,524

17,724

40,995

0,7

1,6

2,3

59,5202

172,505

2,455704751

2

31

1 - А/Б

IV

4,368

1

34,524

17,724

40,995

1,7


1,7

65,6858

223,412

2,858042395

2,8

32

4 - А//А


4,368

1

34,524

17,724

40,995

1,5


1,5

58,781

119,03

1,787536561

1,6

33

5 - А//А


4,368

1

34,524

17,724

40,995

1,5


1,5

58,781

119,03

1,787536561

1,6

34

6 - Е/Ж


4,368

1

34,524

17,724

40,995

1,7


1,7

65,6858

131,436

1,788319015

2

5.3 Проверка среднего давления под подошвой фундамента

Ширина подошвы центрально нагруженных ленточных фундаментов (b) определяется из условия, что среднее давление по подошве фундамента не должно превышать расчетного сопротивления несущего слоя грунта:

P R,(35)

где: Р - среднее давление по подошве фундамента:

(36)

где: расчетная нагрузка на отметке -2,400

 - собственный вес фундамента, кН/м

; кН/м - для I - типа (37)

; кН/м - для II и III - типов (38)

; кН/м - для IV - типа (39)

где: l=1 - погонный метр- масса на 1м длины= 9,81м/с - ускорение свободного падения

- собственный вес грунта на уступах фундамента, кН/м

, кН/м (40)

 

Расчёт проверки среднего давления под подошвой фундамента сводим в таблицу 5.5.

Расчет проверки среднего давления под подошвой фундаментов.

Таблица 5.5

№ сечения

Расположение сечения

Тип сечений фундаментов

b, м

m, тс

n0,II кН/м

nf,II кН/м

d2, м

γ/II*(b-bc)/2 кН/м2

ng,II кН/м

Р, кПа

а0*b, кН/м2

А*В*d1, кН/м2

А*В*db, кН/м2

А*Г, кПа

R, кПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

1 - Б/Д

I

2,4

2,37

195,1776

24,9657

1,32

16,38

21,6216

100,7354

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

2

1 - Д/Ж


2,4

2,37

190,4718

24,9657

1,32

16,38

21,6216

98,77463

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

3

Ж - 1/2


2

2,03

154,3528

21,2783

1,32

13,02

17,1864

96,40875

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

4

Ж - 2/3


2

2,03

168,2563

21,2783

1,32

13,02

17,1864

103,3605

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

5

Ж - 3/4


2

2,03

148,7914

21,2783

1,32

13,02

17,1864

93,62805

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

6

Ж - 4/5


2

2,03

168,2563

21,2783

1,32

13,02

17,1864

103,3605

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

7

5 - Е/Ж


2,8

2,88

236,6742

30,3208

1,32

19,74

26,0568

104,6614

12,2304

24,1668

34,524

40,995

111,9162

8

Е - 5/6


2,4

2,37

186,4378

24,9657

1,32

16,38

21,6216

97,09379

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

9

А - 5/6


2

2,03

152,8028

21,2783

1,32

13,02

17,1864

95,63375

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

10

А - 4/5


2,4

2,37

186,1712

24,9657

1,32

16,38

21,6216

96,98271

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

11

А - 3/4


2

2,03

147,2414

21,2783

1,32

13,02

17,1864

92,85305

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

12

3 - А/Б


3,2

3,39

267,048

35,6759

1,32

23,1

30,492

104,13

13,9776

24,1668

34,524

40,995

113,6634

13

Б - 2/3


2,4

2,37

199,0052

24,9657

1,32

16,38

21,6216

102,3302

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

14

Б - 1/2


2,4

2,37

184,8878

24,9657

1,32

16,38

21,6216

96,44796

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

15

Д - 1/2

II

1,6

1,02

136,9978

0,24

12,096

2,90304

95,2759

6,9888

17,262

34,524

40,995

99,7698

16

Д - 2/3


2

2,03

165,6604

23,1527

0,24

15,456

3,70944

96,26127

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

17

Г - 3/4


2,4

2,37

193,5841

27,1921

0,24

18,816

4,51584

93,87168

10,4832

24,1668

34,524

40,995

110,169

18

Г - 4/5


2

2,03

165,6604

23,1527

0,24

15,456

3,70944

96,26127

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

19

В - 5/6


2

2,03

137,4256

23,1527

0,24

15,456

3,70944

82,14387

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

20

2 - Б/Д


2

2,03

184,4836

23,1527

0,24

15,456

3,70944

105,6729

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

21

2 - Д/Ж


2

2,03

170,794

23,1527

0,24

15,456

3,70944

98,82807

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

22

3 - Д/Ж


2,8

2,88

233,1953

32,8992

0,24

22,176

5,32224

96,93455

12,2304

24,1668

34,524

40,995

111,9162

23

3 - Г/Д


2,8

2,88

242,1781

32,8992

0,24

22,176

5,32224

100,1427

12,2304

24,1668

34,524

40,995

111,9162

24

3 - Б/Д


2

2,03

178,0666

23,1527

0,24

15,456

3,70944

102,4644

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

25

4 - А/Г


2

2,03

178,0666

23,1527

0,24

15,456

3,70944

102,4644

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

26

4 - Г/Ж


2,8

2,88

242,1791

32,8992

0,24

22,176

5,32224

100,1431

12,2304

24,1668

34,524

40,995

111,9162

27

5 - В/Е


2

2,03

184,4836

23,1527

0,24

15,456

3,70944

105,6729

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

28

5 - А/В


2

2,03

179,7778

23,1527

0,24

15,456

3,70944

103,32

8,736

24,1668

34,524

40,995

108,4218

29

6 - А/В

III

2

2,58

163,0936

30,8045

2,28

15,456

35,23968

114,5689

8,736

44,8812

34,524

40,995

129,1362




2

2,58

163,0936

30,8045

2,28

15,456

35,23968

114,5689

8,736

24,1668

55,2384

40,995

129,1362

30

6 - В/Е


2

2,58

172,5052

30,8045

2,28

15,456

35,23968

119,2747

8,736

44,8812

34,524

40,995

129,1362




2

2,58

172,5052

30,8045

2,28

15,456

35,23968

119,2747

8,736

24,1668

55,2384

40,995

129,1362

31

1 - А/Б

IV

2,8

2,88

223,4124

28,2528

2,4

22,176

53,2224

108,8884

12,2304

58,6908


40,995

111,9162

32

4 - А//А


1,6

1,02

119,0302

10,0062

2,4

12,096

29,0304

98,79175

6,9888

51,786


40,995

99,7698

33

5 - А//А


1,6

1,02

119,0302

10,0062

2,4

12,096

29,0304

98,79175

6,9888

51,786


40,995

99,7698

34

6 - Е/Ж


2

2,03

131,4364

19,9143

2,4

15,456

37,0944

94,22255

8,736

58,6908


40,995

108,4218

6. Расчёт оснований по деформациям (по II группе предельных состояний)

Расчёт грунтового основания, сложённого просадочными грунтами выполняется из условия:

 (42))

где:  - предельно допустимая деформация; определяется по приложению 4 [7]

 - осадка грунтового основания при природной влажности, см

- просадка основания, см

6.1 Расчёт осадки грунтового основания

.1.1 Исходные данные

Расчётное сечение по оси 9 между осями А - Б

Ширина подошвы фундамента в=3,2м

Нагрузка на 1м2 фундамента nо.II=267,048 кН/м

Глубина заложения подошвы фундамента

от планировочной отметки = /FL/ - /DL/ = 3,5 -1,9 = 1,6м

от природного рельефа= /FL/ - /NL/ = 3,5 - 3,2 = 0,3м

Давление под полошвой фундамента Р = 104,13 кПа

Инженерно - геологическин условия

ИГЭ - 1 - супесь пластичная, мощность слоя 5,2м γII,1=16,8кН/м3, Е=8605кПа.

ИГЭ-2 - суглинок твердый, мощность слоя 4,1м. γII,1=16,1кН/м3, Е=3010кПа

ИГЭ-3 - суглинок полутвердый, γII,1=18,8кН/м3, Е=5849кПа

6.1.2 Определение напряжений в грунте от собственного веса и дополнительно от здания

 (43)

Определяем напряжения от собственного веса грунта, действующие в уровне подошвы фундамента.

дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения

 (44)

Расчётная толщина элементарного слоя

, м (45)

= 0,4*3,2 = 1,28 м

Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

 (46)

Относительная глубина подошвы i-го слоя


Глубина расположения подошвы инженерно - геологического элемента= H1 - dn = 5,2 - 0,3 = 4,9м= zn1 + H2 = 4,9 +4,1 = 9,0м

Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

(48)

Напряжение от собственного веса грунта

(49)

6.1.3 Определение границы сжимаемой толщи грунтов

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Hc, где выполняется условие:

szр = 0,2 szg (50)

где: szр - дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

szg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (50 кгс/см2) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины = Hc, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия

szр = 0,1 szg. (51)

6.1.4 Расчёт осадки грунтового основания

1. Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (52)

где: b - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

szp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундаментаи Еi - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;- число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания

Результаты расчёта сводим в таблицу 6.1

Осадка основания

Вывод: осадка допустима

Определение осадки.

Таблица 6.1

№  эл.сл.

грунт, γII, кН/м3

hi, м

zi,  м

σzgi, кПа


αi

σzpi, кПа

0,1σzgi, кПа

σzpi, кПа

Еi, кПа

Si, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

16,8

1,28

0

5,04

0

1

99,09

0,504

93,19415

8605

0,011090157




1,28

26,544

0,8

0,881

87,29829

2,6544




2


1,28







75,45704


0,008979431




2,56

48,048

1,6

0,642

63,61578

4,8048




3


1,28







55,44086


0,006597494




3,84

69,552

2,4

0,477

47,26593

6,9552




4


1,06







42,95552


0,004233152




4,9

87,36

3,0625

0,39

38,6451

8,736




5

16,1

0,22







37,85238

3010

0,002213295




5,12

90,902

3,2

0,374

37,05966

9,0902




6


1,28







33,6906


0,01146152




6,4

111,51

4

0,306

30,32154

11,151




7


1,28







27,94338


0,009506319




7,68

132,118

4,8

0,258

25,56522

13,2118




8


1,28







23,83115


0,00810734




8,96

152,726

5,6

0,223

22,09707

15,2726




9


0,04







22,04753


0,000234392




9

153,37

5,625

0,222

21,99798

15,337




10

18,8

1,24







20,70981

5849

0,003512418




10,24

176,682

6,4

0,196

19,42164

17,6682




11


0,5







18,97574


0,001297708




10,74

186,082

6,7125

0,187

18,52983

18,6082




 









0,067233227

 









6.2 Расчёт просадки грунтового основания

.2.1 Исходные данные

Расчётное сечение по оси 9 мажду осями А - Б

Ширина подошвы фундамента в=3,2м. Глубина заложения подошвы фундамента - от планировочной отметки

d = /FL/ - /DL/ = 3,5 -1,9 = 1,6м

от природного рельефа= /FL/ - /NL/ = 3,5 - 3,2 = 0,3м

Допустимое давление под подошвой фундамента Ро = 99,09 кПа

Инженерно - геологические условия

ИГЭ - 1 - супесь пластичная, мощность слоя 5,2м γII,1=16,8кН/м3, Psl1 = 100 кПа

ИГЭ-2 - суглинок твердый, мощность слоя 4,1м. γII,1=16,1кН/м3, Psl2 = 127,75 кПа

ИГЭ-3 - суглинок полутвердый, γII,1=18,8кН/м3.

6.2.2 Определение напряжений в грунте от собственного веса и дополнительно от здания

1. Определяем напряжения от собственного веса грунта, действующие в уровне подошвы фундамента.


дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения


Расчётная толщина элементарного слоя

, м

hi = 0,4*3,2 = 1,28м

Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя


Относительная глубина подошвы i-го слоя


Глубина расположения подошвы инженерно - геологического элемента= H1 - dn = 5,2 - 0,3 = 4,9м= zn1 + H2 = 4,9 +4,1 = 9,0м

Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.


Напряжение от собственного веса грунта


Суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса на подошве i-го слоя грунта

sz = szp + szg ; кПа

Суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса в середине

Рi = sz/2; кПа

6.2.3 Расчёт просадки грунтового основания

Просадка грунтов ssl основания при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей, а также замачивания снизу при подъеме уровня подземных вод определяется по формуле

 (53)

где: esl,i - относительная просадочность i-го слоя грунта, определяемая в соответствии с указаниями п.13 [7];

, (54)

где: еn,p и еsat,p- - коэффициент пористост грунта соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = wsat) при давлении p- толщина i-го слоя;,i - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 14 [7];

при b = 12 м - принимается равным 1 для всех слоев грунта в пределах зоны просадки;

при b = 3 м - вычисляется по формуле

, (55)

где: р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа (кгс/см2);,i - начальное просадочное давление грунта i-го слоя, кПа (кгс/см2), определяемое в соответствии с указаниями п. 15;

р0 - давление, равное 100 кПа (1 кгс/см2);

при 3 м < b < 12 м - определяется по интерполяции между значениями ksl,i, полученными

при b = 3 м и b = 12 м.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать ksl = 1 при Hsl £ 15 м и ksl = 1,25 при Hsl ³ 20 м, при промежуточных значениях Нsl коэффициент ksl определяется по интерполяции.- число слоев, на которое разбита зона просадки hsl, принимаемая в соответствии с указаниями п. 16 [7].

6.3 Суммарная деформация основания


Суммарная деформация основания

Вывод: Суммарная деформация основания допустима.

Определение просадки.

Литература

1.       ГОСТ 25100 - 95. Грунты. Классификация - М.: ГУП. ЦПП 1997.

2.       ГОСТ 13579 - 78. Блоки бетонные для стен подвалов.

.        ГОСТ 13580 - 85. Железобетонные плиты из тяжёлого бетона для ленточных фундаментов.

.        СТП ННГАСУ 1 - 4 - 98 Пояснительная записка.

.        СТП ННГАСУ 1 - 5 - 98 Основные требования к архитектурно - строительным чертежам.

.        СТП ННГАСУ 1 - 6 - 98 Расчёт.

.        СНиП 2.02.01 - 83* Основания зданий и сооружений / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП.

.        СНиП 2.01.01 - 82 Строительная климатология и геофизика М.: Стройиздат, 1983.

.        СНиП 2.01.07 - 85* Нагрузки и воздействия /Минстрой России. - М.: ГП ЦПП.

.        СНиП 2.02.03 - 85 Свайные фундаменты. Москва 1986.

.        Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) НИИОСП им Н. М. Герсеванова. Стройиздат, 1985.

.        Основания фундаменты и подземные сооружения (справочник проектировщика) М.: Стройиздат, 1985.

.        Ухов С.Б. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: 1994.

.        Канаков Г.В., Прохоров В.Ю. Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий. Учебно-методическое пособие.

.        Григорьев Ю.С. Правила оформления графической части курсовых и дипломных проектов. Методические указания. Г. 1989.

Похожие работы на - Фундаменты 5-этажного жилого дома в г. Барнаул

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!