Курсовая работа: Промышленное здание в городе Соликамск

Граница распределительной подушки и верхнего слоя суглинка условна смещена до глубины zi = 0,96 м. от подошвы фундамента (фактическое положение на глубине z = 0,90 м.), граница верхнего и среднего слоев – до глубины zi = 3,84 м. (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница суглинка и глины смещена до глубины zi = 5,23 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3). На глубине Hc = 6,72 м. от подошвы фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01–83* (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

szp= 16,86 кПа. » 0,2×szg = 17,16 кПа.,

поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=β×h×∑σzp,i/Ei=0,8×0,48×[1/45000×(259,41×0,5+250,33+211,42×0,5)+

+1/12000××(211,42×0,5+163,17+123,22+93,39+72,12+56,81+45,66×0,5)+

+1/10000×(45,66×0,5+37,36+31,13+26,20×0,5)+

+1/30000×(26,20×0,5+22,05+19,46+16,86×0,5)]=0,028м.=2,8см.

Условие S =2,8 см. < Su = 8,0 см. выполняется (значение Su = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).

Расчет и проектирование свайного фундамента

Рассмотрим вариант свайного фундамента из забивных свай сечением 300x300 мм., погружаемых дизельным молотом.

Глубина заложения подошвы ростверка

Назначаем глубину заложения подошвы ростверка:

Расчетная глубина промерзания грунта от поверхности планировки DL равна df = 1,45 м.

По конструктивным требованиям, также как и для фундамента на естественном основании верх ростверка должен быть на отметке – 0,150, размеры подколонника (стакана) в плане lcf x bcf = 2100 x 1200 мм., глубина стакана dp = 1250 мм. Если принять в первом приближении толщину дна стакана (в последующем она должна быть уточнена проверкой на продавливание колонной) равной hp =500 мм., то минимальная высота ростверка должна быть:

hr ³ dp + hp = 1750 мм. = 1,75 м.

Для дальнейших расчетов принимаем большее из двух значений (1,58 м. и 1,75 м.), т.е. hr = 1,8 м. (кратно 150 мм.), что соответствует глубине заложения – 1,95 м. (абс. отм. +83,45).

Необходимая длина свай

В качестве несущего слоя висячей сваи принимаем песок мелкий (слой №4), тогда необходимая длина сваи должна быть не менее:

lсв=h1+h2+h3=0,05+5,15+1 = 6,20 м.

Принимаем типовую железобетонную сваю С-7–30 (ГОСТ 19804.1–79*) квадратного сечения 300 х 300 мм., длиной L = 7 м. Класс бетона сваи В20. Арматура из стали класса 4 Æ10АIII, объем бетона 0,64 м3., масса сваи 1,60 т., толщина защитного слоя ав = 20 мм.

Несущая способность одиночной сваи

Определяем несущую способность одиночной сваи из условия сопротивления грунта основания по формуле (8) СНиП 2.02.03–85*:

Fd = gC × (gCR × R × A + uågcf × fi × hi).

В соответствии с расчетной схемой сваи устанавливаем из табл. 1 СНиП 2.02.03–85* для песков при z = 10,15 м. расчетное сопротивление R=4075 кПа. Для определения fi расчленяем каждый однородный пласт грунта (инженерно-геологический элемент) на слои Li £ 2 м. и устанавливаем среднюю глубину расположения zi каждого слоя, считая от уровня природного рельефа (отн. отм. +1,250). Затем по табл. 2 СНиП 2.02.03. – 85*, используя в необходимых случаях интерполяцию, устанавливаем:

для суглинка при JL = 0,45 и z1 = 4,20 м. Þ f1 = 23,5 кПа.;

для суглинка при JL = 0,45 и z2 = 6,025 м. Þ f2 = 26,50 кПа.;

для суглинка при JL = 1,2 и z3 = 7,60 м. Þ f3 = 6,00 кПа.;

для песков и z4 = 9,25 м. Þ f4 = 62,75 кПа.

Площадь опирания сваи на грунт А=0,3х0,3=0,09м2., периметр U=0,3×4=1,2 м. Для сваи сплошного сечения, погружаемой забивкой дизельным молотом, по табл. 3 СНиП 2.02.03–85* gCR = gCf =1, gС = 1.

Тогда:

Fd=1×[1×4075×0,09 + 1,2×1×(23,5×2,0 + 26,50×1,65 + 6,000×1,50 +62,75×1,80)]= =609,50 кН.

Требуемое число свай

Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при Ncol I = 1900,4 кН.:

n=1900,4 ×1,4×1,3×0,95/[609,50 – 20×1,8×(3×0,3)2×1,4]=5,79.

Принимаем n = 6.

Размещение свай в кусте

Размещаем сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ростверка назначаем, придерживаясь унифицированных размеров в плане, кратных 0,3 м., и по высоте, кратных 0,15 м.

Вес ростверка и грунта на его уступах

Определим вес ростверка и грунта на его уступах.

Объем ростверка: Vr = 3×1,8×0,9 + 2,1×1,2 × 0,9 = 7,13 м3.;

Объем грунта: Vgr = 3×2,1×1,8 – Vr = 4,21 м3.

Вес ростверка и грунта:

Gr+Ggr=(Vr×gb + Vgr×Kрз×gII)×gf =(7,13×25 + 4,21×0,95×18,7)× 1,2 = 303,65 кН.

Определение окончательных нагрузок

Все действующие нагрузки приводим к центру тяжести подошвы ростверка:

Ntot I = Ncol I + Gr I + Ggr I = 1900,4 + 303,65 = 2204,1 кН.;

Qtot I = Qcol I = 70,0 кН.;

Mtot I = Mcol I + Qtot I×Hr = 702,1 + 70 × 1,8 = 828,1 кН.×м.

Проверка нагрузок на крайние сваи

Определяем расчетные нагрузки, передаваемые на крайние сваи в плоскости подошвы ростверка по формуле (3) СНиП 2.02.03–85*:

NI max = 2204,1 /6+828,1 ×1,25/4×1,252 = 532,97 кН.;

NI min = 2204,1 /6–828,1 ×1,25/4×1,252 =201,73 кН.

Проверяем выполнение условий:

NI max = 532,974 кН.<1,2× Fd /gk×gn = 1,2×609,50 /1,4×0,95=549,9 кН.;

NI mt = 367,35 кН.< Fd /gk×gn = 609,50 /1,4×0,95 = 458,27 кН.;

NI min = 201,73 кН. > 0

Коэффициент надежности по назначению здания gn = 0,95 принят в соответствии со СНиП 2.01.07–85* «Нагрузки и воздейсвия».

Предварительная проверка все сваи по прочности материала

Выполним предварительную проверку сваи по прочности материала по графикам и указаниям учебного пособия.

Определяем коэффициент деформации ae:

.

Начальный модуль упругости бетона класса В20, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, по табл. 18 СНиП 2.03.01–84*, Еb=24×103МПа. Момент инерции поперечного сечения сваи:

.

Условная ширина сечения сваи bp = 1,5×dсв + 0,5 = 1,5×0,3 + 0,5 = 0,95м. Коэффициент пропорциональности k по табл. 1 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* для песков (е = 0,65), принимаем k = 17МН./м4. Коэффициент условий работы gс = 1.

αε = (17×0,95/1×24×103×0,675×10-3)0,2 = 0,999 м-1.;

Глубина расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка:

l1 = 2/αε = 2/0,999 = 2,00 м.

В заделке действуют усилия: продольная сила NI max = 532,97 кН.; изгибающий момент МI = Qtot I×l1/n = 70 ×2,00/6 = 23,33 кН.×м.

Точка, соответствующая значениям указанных усилий, лежит на графике ниже кривой для принятой сваи (сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование 4Æ10АIII), следовательно, предварительная проверка показывает, что прочность сваи по материалу обеспечена.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Класс бетона ростверка принимаем В20, тогда Rbt = 0,90 МПа. (табл. 13 СНиП 2.03.01–84*). Рабочую высоту сечения принимаем h0 = 50 см.

Расчетное условие имеет следующий вид:

;

Размеры bcol = 600 мм., hcol = 1400 мм., c1 = 400 мм. и c2 = 200 мм. показаны на рис., коэффициент надежности по назначению gn = 0,95.

Определяем коэффициент a, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана, для чего предварительно определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны Аf (по наружному обводу обоих ветвей).

Af = 2 × (bcol + hcol) × hg = 2 ×(0,6 + 1,4)×1,25 = 5,00 м2.;

α=1–0,4×Rbt×Аf/Ncol I=1–0,4×0,9×103×5,00 /2649,6 =0,32<0,85.

Принимаем a = 0,85.

Значения реакций по верхней горизонтальной грани:

а) в первом ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части:

F1=NcolI/n+McolI×y1/Σyi2=1900,4 /6+702,1 ×1,25/4×1,252=457,15 кН.

Величина продавливающей силы определяется по формуле:

Fper =2×ΣFi =2×(F1+2×F2)=2×(457,15 +2×0)=914,3 кН.

Предельная величина продавливающей силы, которую может воспринять ростверк с принятой толщиной дна стакана:

F= (2×h0×Rbt/α)×[h0×(bcol + c2)/c1 +h0×(hcol + c1)/c2] =

=(2×0,5×0,9×103/0,85)×[0,5×(0,6+0,2)/0,4+0,5×(1,4+0,4)/0,2]=

=5823,4 кН.> gn× Fper = 0,95× 914,3 =868,59 кН.,

т.е. прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Выполним расчет свайного фундамента по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента по формуле 14 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16