Курсовая работа: Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа

К кратковременным нагрузкам относится горизонтальная нагрузка Fhq, вследствие давления подъемно-транспортного оборудования и складирования материалов на площади, прилегающей к задней стене сооружения (т. н. монтажная нагрузка, принимаемая равной 10 кН/м2).

3.2 Значения давлений и нагрузок

Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения Fn, i. Расчетное значение нагрузки Fi, определяется как произведение:

Fi= Fn, i ∙γf

γf - коэффициент надежности по нагрузке (для собственного веса железобетонных конструкций и грунтов в природном залегании γf =1,1).

Нормативные значения нагрузок Fvgi, определяют по формуле:

Fvg =bэ lэ hэ γжб bэ, lэ и hэ - размеры элемента. γжб =25 кН/м3 - собственный вес железобетона. Fvg1 =9∙12,9∙0,7∙25=2032 кН

Fvg2 = (12,9∙9,1∙0,25-4 (2,5∙2∙0,25)) ∙25=609 кН

Fvg3 =12,4∙9,1∙0,25∙25=705 кН, Fvg4 =12,9∙9,1∙0,25∙25=734 кН

Fvg5 = Fvg6 =8,5∙9,1∙0,25∙25=484 кН, Fvg7 =1,5∙9,1∙0,25∙25=85 кН

Горизонтальные σhа активное и σhp пассивное давления грунта на заднюю и переднюю стены определяют по формулам:

,  

где γsb - собственный вес взвешенного в воде песчаного грунта; ξа и ξр - коэффициенты активного и пассивного давления грунта:

,

Равнодействующие активного Fha и пассивного Fhp давления грунтов:

l - размер стены в направлении, перпендикулярном осям насосных агрегатов.

Гидростатическое давление на заднюю стенку в уровне меженных вод:

Равнодействующая гидростатического давления на заднюю стенку:

Равнодействующая Fhq от действия монтажной равномерно распределенной нагрузки:

Вес насосного агрегата FVH:

3.3 Равнодействующая горизонтальных сил

Суммарная горизонтальная сила Fh определяется алгебраическим суммированием:

Fh = Fhq + Fha + Fhw - Fhp

Fh =460+2890+2960 -1685=4625 кН

Уравнение моментов всех сил относительно отметки подошвы, включая равнодействующую, запишем в виде:

Fh lh= Fhq lhq + Fha lha + Fhw,1 lhw,1 + Fhw,2 lhw,2 - Fhp lhp

Из решения этого уравнения получим значение lh

Рисунок 3.2.: Расположение горизонтальных сил и их равнодействующей.

3.4 Равнодействующая вертикальных сил

Суммарная вертикальная сила Fv от собственного веса днища, стен, перегородок и насосов:

Уравнение моментов всех сил относительно центра симметрии подошвы, включая равнодействующую, запишем в виде:

Решив уравнение, получим значение lv.

3.5 Расчетная нагрузка на основание

После установления положения относительно центра симметрии подошвы равнодействующей горизонтальных и вертикальных нагрузок строят параллелограмм сил (Рис.3.4). В результате определяем эксцентриситет приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной eb и продольной el=0 осей фундаментной плиты.

Угол наклона к вертикали расчетной нагрузки на основание:

δ=39о

Рисунок 3.4.: Расчетная схема фундамента.

4. Расчет основания по несущей способности

Цель расчета - обеспечение прочности и устойчивости основания, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

Расчет основания по несущей способности производится исходя из условия:

где Fu - сила предельного сопротивления основания; γc - коэффициент условий работы, принимаемый: для песков, кроме пылеватых γc = 1,0; для песков пылеватых и пылевато-глинистых грунтов γc = 0,9.

4.1 Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления Fvu основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии для фундамента с плоской подошвой определяют по формуле:

где b’,l’ соответственно приведенные ширина и длина фундамента, вычисляемые по формулам:

b’=b=2ebl’=l-2el

Ny, Nq, Nc - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по таблице 7 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения φ1 и угла наклона к вертикали δ равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента; γ1 γ’1 - расчетные значения собственного веса грунтов, находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента, d - глубина заложения фундамента, м; расчетное значение удельного сцепления с1, КПа; ξγ, ξq, ξc - коэффициенты формы подошвы фундамента, определяемые по формулам:

ξγ=1-0,25/ηξq=1+0,25/η, ξc=1+0,25/ηη=l/b

Здесь l и b - соответственно длина и ширина подошвы фундамента, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки, равными приведенным значениям l/, и b'.

Такой расчет допускается выполнять, если соблюдается условие: tgδ<sinφ1, tgδ=0,82>sinφ1=sin24o=0,41. Условие не выполняется.

4.2 Расчет фундамента на сдвиг

Если условие не выполняется, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (плоский).

, ,

Где  - суммы проекций на плоскость скольжения расчетных сдвигающих и удерживающих сил, определяемых с учетом активного и пассивного давлений грунта на заднюю и переднюю стены сооружения.

Условие не выполняется. устойчивость на сдвиг не обеспеченна.

4.3 Проверка недопущения опрокидывания

Кинематически возможнойсхемой потери устойчивости является опрокидывание сооружения относительно передней грани фундамента.

,

устойчивость на опрокидывание не обеспеченна. С целью повышения устойчивости, предусматриваем "зуб" в задней стенке сооружения.

5. Расчет основания по деформациям

Цель - ограничение абсолютных перемещений здания водозабора. Совместная деформация основания и сооружения характеризуется:

абсолютной осадкой основания S, м;

креном сооружения i;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7