Проектирование и расчет оснований и фундаментов одноэтажного промышленного здания

 

где γ_с1=1,25;

γ_с2=1;

k=1;

М_γ=0,51;

М_q=3,06;

М_с=5,66;

k_z=1;

γ_II=19,01 кН/м³;

;

с_II=30 кПа;

d_z=1,35 м.

 

Краевые давления  под  подошвой фундамента:

где - момент сопротивления подошвы фундамента.

Вертикальное напряжение от действия собственного веса грунта на уровне подошвы условного свайного фундамента:

Дополнительное давление под подошвой  условного фундамента:

1. z=0,45м

2. z=0,9м

 

3. z=1,35м

4. z=1,8м

5. z=2,25м

6. z=2,7м

 

Расчетная схема на рис.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Рис.7

 

 

 

Результаты расчетов сведены в таблицу №5.

Таблица №5

 

Осадка основания:

Требование СНиП выполняется

 

 

5.Конструирование свайного фундамента (II тип).

 

5.1.Определение глубины заложения ростверка. Выбор размера сваи.

 

Принимаем свободное  сопряжение ростверка со сваей с глубиной заделки оголовка сваи в  ростверк – 100 мм.

Тогда требуемая длина  сваи:

Принимаем сваи диаметром  сечения 40см длиной 8 м.

 

5.2.Определение несущей способности  сваи.

 

Несущая способность висячей сваи определяется  по формуле:

,

где γ_с=1 – коэффициент условий работы сваи  в грунте;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А – площадь поперечного сечения сваи, равна 0,1256 м²;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи;

f_i – расчетное  сопротивление i-го  слоя грунта основания на боковой поверхности  сваи;

h_i – толщина i-го слоя  грунта,  соприкасающегося с  боковой поверхностью сваи;

γ_CR,γ_cf  - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на  боковой  поверхности сваи.

Расчетное  сопротивление  грунта под нижним концом сваи определяем  по табл.VI.1 приложения VI [3]: R=4918 кПа (I_L=0,2)

По табл. VI.2 приложения VI [3] определяем расчетное  сопротивление i-го  слоя грунта основания на боковой поверхности  сваи:

          f₁=18,11 кПа;

f₂=21,2 кПа;

f₃=12,11 кПа;

f₄=12,66 кПа;

f₅=61,2 кПа;

f₆=63,47 кПа;

 

Площадь поперечного  сечения ствола сваи А=0,1256 м².

Периметр  ствола  сваи:

По табл. VI.3 приложения VI [3]:

Несущая способность  сваи:

 

Рис.8

 

Определение требуемого количества свай в фундаменте. Определение  фактической  нагрузки  на сваю.

 

Требуемое  количество свай  в кусте определяют по формуле:

,

где ,

n=1,1 – коэффициент перегрузки;

d_p=1,35 м – глубина заложения подошвы ростверка от отметки планировки;

γ₀=20 кН/м³ – осредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

N₁=777,6 кН; М₁=163,2 кНм.

- площадь ростверка (здесь  a – расстояние  между осями свай, для висячих свай-оболочек принимается a=3d=1,2 м, d=0,4 м – размер поперечного сечения сваи );

γ_k=1,4 – коэффициент надежности;

Требуемое  количество свай:

.

 Принимаем 4 сваи  и располагаем их из конструктивных  соображениях на расстоянии 1,2 м в осях друг от друга.

Нагрузка с учетом  изгибающего момента, действующего  на крайние сваи:

,

где N_d – вертикальная сила, кН, действующая на обрезе фундамента (с учетом );

М - расчетный изгибающий момент в уровне обреза фундамента;

n – число свай в кусте;

y_i – расстояние от главной оси до каждой сваи.

Проверим выполнение условия:

.

.

Условие выполняется, поэтому  конструируем ростверк для фундамента из 4 свай.

 

 

 

Рис.9

Конструирование ростверка.

 

Принимаем ростверк одноступенчатый  высотой 450 мм  размерами в плане 2х2 м. Материал ростверка - бетон кл. В15.

 

5.3.Определение осадки основания свайного фундамента.

 

Определение осадки основания  фундамента из висячих свай производится как для условного фундамента на естественном  основании. Границы  условного фундамента:  снизу – плоскостью АБ, походящей  через  нижние концы свай, с боков – вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних  рядов свай на  расстоянии: , сверху – поверхностью планировки  грунта ВГ, где - средневзвешенное расчетное значение угла  внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

,

где φ_II1,φ_II2 и φ_II3 – расчетные значения углов внутреннего трения для пройденных сваей слоев  грунта толщиной соответственно d₁, d₂, d₃;

d – глубина погружения свай в грунт, считая  от подошвы  ростверка.

       В_усл=2,88 м; L_усл=2,88 м. А=8,29 см²

Вес ростверка:

.

Вес свай:

Вес грунта в объеме АБВГ:

Давление под подошвой условного  фундамента:

Расчетное сопротивление  грунта  под  подошвой  условного  фундамента:

 

где γ_с1=1,25;

γ_с2=1;

k=1;

М_γ=0,51;

М_q=3,06;

М_с=5,66;

k_z=1;

γ_II=19,01 кН/м³;

;

с_II=30 кПа;

d_z=1,35 м.

 

Краевые давления  под  подошвой фундамента:

где - момент сопротивления подошвы фундамента.

Вертикальное напряжение от действия собственного веса грунта на уровне подошвы условного свайного фундамента:

Дополнительное давление под подошвой  условного фундамента:

         

1. z=0, 5м

2. z=1м

 

3. z=1,5м

4. z=2м

5. z=2,5м

6. z=3м

Расчетная схема на рис.10 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 Рис.10

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов сведены в таблицу №6.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

                                                                                       Таблица №6

 

Осадки  основания:

              

 

Требование СНиП выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Определение стоимости вариантов фундамета.

Таблица №7

 

 

 

По результатам сравнения стоимости трех вариантов фундамента наиболее экономичным является II тип фундамента. Поэтому для дальнейшего расчета принимаем – свайный фундамент из забивных свай длиной 7 м и сечением 0,3х0,3 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Свайный фундамент под колонну фахверка (№2).

 

Нагрузка на обрез фундамента: N=216 кН, М=107 кНм.

Обрез фундамента на отм. –0,150 м.

 

Определение требуемого количества свай в фундаменте. Определение  фактической  нагрузки  на сваю.

 

Требуемое  количество свай  в кусте определяют по формуле:

,

где ,

n=1,1 – коэффициент перегрузки;

d_p=1,35 м – глубина заложения подошвы ростверка от отметки планировки;

γ₀=20 кН/м³ – осредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

- площадь ростверка (a=3d=0.9 м, d=0,3 м – размер поперечного сечения сваи );

 

γ_k=1,4 – коэффициент надежности;

- расчетная нагрузка на обрез свайного фундамента;

Требуемое  количество свай:

. Принимаем 4 сваи и располагаем их на расстоянии 0,9 м в осях друг от друга.

Давление под подошвой условного  фундамента:

 

Краевые давления  под  подошвой фундамента:

где - момент сопротивления подошвы фундамента.

 

Условие выполняется, поэтому  конструируем ростверк для фундамента с одной  ступенью высотой 450 мм , размерами в плане  1,5х1,5м из 4 свай. Материал ростверка  - бетон кл. В15.

 

 

8. Свайный фундамент под крайнюю колонну (№3).

 

N=378 кН, М=115 кНм. Колонна фахверка - железобетонная, сечением 40х40 см.

 

 

Требуемое  количество свай  в кусте определяют по формуле:

,

где ,

n=1,1 – коэффициент перегрузки;

d_p=1,35 м – глубина заложения подошвы ростверка от отметки планировки;

γ₀=20 кН/м³ – осредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

- площадь ростверка (a=3d=0.9 м, d=0,3 м – размер поперечного сечения сваи );

 

γ_k=1,4 – коэффициент надежности;

- расчетная нагрузка на обрез свайного фундамента;

Требуемое  количество свай:

.

Конструктивно принимаем 4 сваи и располагаем их на расстоянии 0,9 м  в осях друг от друга.

 

Давление под подошвой условного  фундамента:

 

Краевые давления  под  подошвой фундамента:

где - момент сопротивления подошвы фундамента.

 

Условие выполняется, поэтому  конструируем ростверк для фундамента с одной  ступенью высотой 450 мм , размерами в плане  1,5х1,5м из 4 свай. Материал ростверка  - бетон кл. В15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. СНиП  2.02.01-83. Основания зданий  и сооружений / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1986. 40 с.
2. СНиП  2.02.03-85. Свайные  фундаменты / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 48 с.
3. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов. М.:  Стройиздат,  1986. 173 с., ил.
4. Потапов С.Н. Механика грунтов,  основания и фундаменты. Методические указания к выполнению  курсового проекта. – СГТУ, 1992. 27 с.
5. Далматов Б.И. механика грунтов, основания и фундаменты.  – 2-е изд. перераб. п доп. – Л.: Стройиздат, Ленинградское отд-ние, 1988. – 415 с. ил.

 

Приложение

Ведомость курсового  проекта

 

№ п/п	Формат	Наименование	Кол-во	Примечание
1	А-4	Пояснительная записка	35
2	А-1	Графическая часть	1