Курсовая работа: Расчет и проектирование оснований и фундаментов промышленных зданий
szp= 13,86 кПа »
0,2×szg = 0,2×76,38 = 15,28
Осадку
основания определяем по формуле:
Условие S =
3,5 см < Su = 12,0 см выполняется (значение Su = 12,0 см принято по таблице
прил.4 СНиП 2.02.01-83).
Расчетная
схема и эскиз фундамента на распределительной подушке приведена на рис.7.
Рассмотрим
вариант свайного фундамента из забивных висячих свай сечением 300x300 мм,
погружаемых дизельным молотом.
Назначаем
глубину заложения подошвы ростверка:
Расчетная
глубина промерзания грунта от поверхности планировки DL равна df = 1,27 м.
По
конструктивным требованиям, также как и для фундамента на естественном
основании верх ростверка должен быть на отметке – 0,700, размеры подколонника
(стакана) в плане lcf x bcf = 2100 x 1200 мм, минимальная высота ростверка
должна быть
hr ³ dp + hp = 1250 + 500= 1750 мм = 1,75 м
Для
дальнейших расчетов принимаем большее из двух значений (1,27 и 1,75 м), т.е. hr
= 1,8 м (кратно 150 мм), что соответствует глубине заложения –2,05м (абс. отм.63,35).
В качестве
несущего слоя висячей сваи принимаем глину (слой 4), тогда необходимая длина
сваи должна быть не менее: lсв = h1 + h2 + h3 = 0,05 + 5,05 + 1 = 6,1 м (рис.8)
Принимаем
типовую железобетонную сваю С7-30 (ГОСТ 19804.1-79*) квадратного сечения 300 х
300 мм, длиной L = 7 м. Класс бетона сваи В20. Арматура из стали класса А-III 4 Æ12,
объем бетона 0,64 м3, масса сваи 1,6 т, толщина защитного слоя ав = 20 мм.
Определяем
несущую способность одиночной сваи из условия сопротивления грунта основания по
формуле (8) СНиП 2.02.03-85:
Fd = gC × (gCR
× R × A + U × ågcf × fi × hi).
В
соответствии с расчетной схемой сваи (рис.8) устанавливаем из табл.1 СНиП 2.02.03-85
для глины (IL = 0,2) при z = 8,1
м расчетное сопротивление R = 4788 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. Затем по табл.2 СНиП 2.02.03.
-85, используя в необходимых случаях интерполяцию, устанавливаем:
для глины
при IL = 0,60 и z1 = 2,95 м Þ f1 = 14,3 кПа
для глины
при IL = 0,60 и z2 = 4,625 м Þ f2 = 16,8 кПа
для суглинка
при IL = 0,60 и z3 = 6,15 м Þ f3 = 18,2 кПа
для глины
при IL = 0,20 и z4 = 7,95 м Þ f4 = 62,1 кПа
Площадь
опирания сваи на грунт А = 0,3 х 0,3 = 0,09 м2, 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×
[1×4788×0,09 + 1,2×1×(14,3×2,0
+ 16,8×1,35 + 18,2×1,7 + 62,1×1,90)] = 671 кН
Определяем
требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при Ncol I =1572,22 кН
Принимаем n равным 5
Размещаем
сваи в кусте по типовой схеме. Окончательно размеры подошвы ростверка
назначаем, (рис.9) придерживаясь унифицированных размеров в плане, кратных 0,3
м, и по высоте, кратных 0,15м. (рис.8).
Определим
вес ростверка и грунта на его уступах.
Объем
ростверка: Vr = 3·1,8×0,9
+ 1,5×1,2 × 0,6 = 6,37 м3
Объем грунта:
Vgr = 3·1,5×1,5
- Vr = 9,45-6,37 = 3,08 м3
Вес
ростверка и грунта:
Gr + Ggr = (Vr × gb + Vgr × Kрз × gII) ×gf = (6,37× 25 + 3,08· 0,95× 17,05) × 1,2 = 251 кН
Все
действующие нагрузки приводим к центру тяжести подошвы ростверка:
Ntot I = Ncol I + Gr I + Ggr I = 1572,22 + 251 = 1823 кН
Qtot I = Qcol I = 98,29 кН
Mtot I = Mcol I + Qtot I×Hr = 922,24 + 98,29 × 1,5 = 1070
кН×м
Определяем
расчетные нагрузки, передаваемые на крайние сваи в плоскости подошвы ростверка
по формуле (3) СНиП 2.02.03-85:
NI max = 572,6 кН; NI min = 154,6 кН
Проверяем
выполнение условия:
NI max= 574,6
< 1,2Fd/gк×gn = 1,2×671/1,33
= 605,4 кН
NI mt = (NI max + NI min) /2 = 727,2/2 = 363,6 кН
NI mt = 363,6 < Fd/gк×gn = 671/1,33 = 504,5 кН
NI min = 154,6 кН > 0
Условия
проверки выполняются с достаточным приближением.
Выполним
предварительную проверку сваи по прочности материала по графикам и указаниям
учебного пособия.
Определяем
коэффициент деформации a e: 
Начальный
модуль упругости бетона класса В20, подвергнутого тепловой обработке при
атмосферном давлении, по табл.18 СНиП 2.03.01-84, Еb =
24×103 МПа
Момент
инерции поперечного сечения сваи: 
Условная
ширина сечения сваи bp = 1,5×dсв + 0,5 =
1,5×0,3 + 0,5 = 0,95 м.
Коэффициент пропорциональности к по табл.1 прил.1 к СНиП 2.02.03-85 для глины (IL = 0,60), принимаем к = 7 МН/м4. Коэффициент условий работы gс = 1
Глубина
расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка:
 ;
В заделке
действуют усилия: продольная сила NI max = 574,6 кН; изгибающий момент:
 кН×м
Точка,
соответствующая значениям указанных усилий, лежит на графике ниже кривой для
принятой сваи (сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование
4Ø 12АIII), следовательно, предварительная
проверка показывает, что прочность сваи по материалу обеспечена.
Вывод: принимаем
сваю С 7-30 сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование 4Ø
12АIII количество свай n = 5.
Класс бетона
ростверка принимаем В20, тогда Rbt = 0,9 МПа (табл.13
СНиП 2.03.01-84). Рабочую высоту сечения принимаем h0 =
150 см. Схему к расчету см. (рис.10)
Расчетное
условие имеет следующий вид: 
Размеры bcol = 500 мм, hcol = 1000 мм, c1 = 600 мм и c2 = 250мм, коэффициент
надежности по назначению gn = 0,95.
Значения
реакций по верхней горизонтальной грани:
а) в первом
ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части:
Величина
продавливающей силы определяется по формуле:
Предельная
величина продавливающей силы, которую может воспринять ростверк:
т.е. прочность
ростверка на продавливание колонной обеспечена
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:
проверяем
выполнение условия:
Горизонтальная
нагрузка на голову сваи равна:
Коэффициент
деформации ae = 0,837 м-1 (п.6.9. настоящего расчета). Условная
ширина сечения сваи bp = 0,95 м. Прочностной коэффициент
пропорциональности, для глины мягкопластичной (IL = 0,60),
по табл.1прил.1СНиП 2.02.03-85 равен: a =50 кН/м3
Приведенное
расчетное значение продольной силы  для приведенной глубины
погружения сваи в грунт  = l × ae = 6,95×0,837
= 5,81 > 4 определяем по табл.2 прил.1 к СНиП 2.02.03-85 (шарнирное
сопряжение сваи с ростверком) при l = 4 и zi = 0(уровень подошвы). Получаем  =
0,409, тогда:
Так как сила
Hel = 27,73 кН > gn×HI = 0,95×19,7=18,17, то расчет ведем по первой (упругой) стадии
работы системы свая-грунт.
При
шарнирном опирании низкого ростверка на сваи М0 = 0 и  = 0,
следовательно, формулы (30) и (31) по п.12 прил.1 к СНиП 2.02.03-85 примут вид:
  .
Определяем
перемещение в уровне подошвы ростверка от единичной горизонтальной силы НII =1:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |
