Фундаменты 6-ти этажного жилого дома в г. Иваново

Размещено на http://allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра оснований и фундаментов

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту

на тему: «Фундаменты 6-ти этажного жилого дома в г. Иваново»

Студент В.Ю.Соколов

Руководитель: Е.О.Воробьёва

2010г.



Содержание

I. Обработка результатов исследования физико - механических свойств грунтов

1.1 Определения дополнительных характеристик физических свойств грунтов

1.2 Определение характеристик механических свойств грунтов

1.2.1 Определение модуля деформации по результатам испытания грунта штампом

1.2.2 Определение модуля деформации по результатам компрессионных испытаний

1.3 Определение характеристик просадочности

1.3.1 Относительная просадочность

1.3.2 Давление от собственного веса грунта

1.3.3 Определяем е_ng.1 и е_ng.2 по графикам компрессионных испытаний ИГЭ-1 и ИГЭ-2

1.3.4 Определение просадочности

II. Оценка инженерно-геологические условий строительства

III. Оценка объемно - планировочных и конструктивных решений здания

IV. Определение нагрузок на фундамент

4.1 Постоянные распределенные нагрузки на 1 м²

4.2 Временные распределенные нагрузки на 1 м² перекрытия и покрытия

4.2.1 Временные распределенные нагрузки перекрытия квартир (лестниц)

4.2.2 Временная снеговая нагрузка на покрытие

4.3 Определение грузовой площади на 1м² стены

4.4 Общие распределённые нагрузки от 1м² площади здания

4.5 Нагрузка от собственного веса стен

V. Конструирование и расчёт сечений фундаментов

5.1 Определение глубины заложения фундамента

5.2 Определение ширины подошвы фундамента

5.2.1 Исходные данные

5.2.2 Типы сечений фундаментов и их основные геометрические размеры

5.2.3 Определение ширины подошвы фундамента

5.3 Проверка среднего давления под подошвой фундамента

VI. Расчёт оснований по деформациям (по II группе предельных состояяний)

6.1 Расчёт осадки грунтового основания

6.1.1 Исходные данные

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

6.1.3 Определение границы сжимаемой толщи грунтов

6.1.4 Расчёт осадки грунтового основания

6.2 Расчёт просадки грунтового основания

6.2.1 Исходные данные

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

6.2.3 Расчёт просадки грунтового основания

Литература



I. Обработка результатов исследования физико - механических свойств грунтов

1.1 Определения дополнительных характеристик физических свойств грунтов

1. Число пластичности.

I_p=W_L-W_P ,[%] (1)

где:I_P - число пластичности;

W_L - влажность на границе текучести (см. исходные данные);

W_P - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: I_P1= 26 -14 = 12%.

Для ИГЭ-2: I_P2= 25 -16 = 9%.

Для ИГЭ-3: I_P2= 37 -19 = 18%.

Тогда по табл. п.2.4 [14] тип грунтов

ИГЭ-1 - суглинок т.к. 7%<I_р=12%?17%;

ИГЭ-2 - суглинок т.к. 7%<I_р=9%?17%;

ИГЭ-3 - глина т.к. I_р=18%>17%;

2. Показатель текучести

I_L=(W-W_P)/I_P, [д. ед.],(2)

где:I_L - показатель текучести;

W - природная (естественная ) влажность (см. исходные данные);

W_P - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: I_L1=(16-14)/12=0,167

Для ИГЭ-2: I_L2=(18-16)/9=0,222

Для ИГЭ-3: I_L3=(23-19)/18=0,222

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

ИГЭ-1 - суглинок полутвёрдый т.к. 0<I_L=0,167<0,25;

ИГЭ-2 - суглинок полутвёрдый т.к. 0<I_L=0.222<0,25;

ИГЭ-3 - глина полутвёрдая т.к. 0<I_L=0.222<0,25;

3. Плотность сухого грунта

,[г/см³](3)

где: -плотность сухого грунта;

-плотность грунта в природном состоянии;

W - природная (естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1: (г/см³).

Для ИГЭ-2: (г/см³).

Для ИГЭ-3: (г/см³).

4. Коэффициент пористости

, [д. ед.](4)

где:e - коэффициент пористости грунта;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

-плотность грунта в природном состоянии;

W - природная ( естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1:.

Для ИГЭ-2:.

Для ИГЭ-3:.

5. Пористость

,[ д. ед.](5)

где:n - пористость грунта;

e- коэффициент пористости грунта.

Для ИГЭ-1: .

Для ИГЭ-2: .

Для ИГЭ-3: .

6. Степень влажности

,[ д. ед.](6)

где:S_r - cтепень влажности грунта;

=1 г/см³- плотность воды;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

W - природная ( естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1:.

Для ИГЭ-2:.

Для ИГЭ-3:.

7. Полная влажность (S_r=1)



,[%](7)

Для ИГЭ-1:

Для ИГЭ-2:

Для ИГЭ-3:

8. Показатель текучести (S_r=0.9)

I_L,sat=(0,9*W_sat - W_P) / I_P, [д. ед.],(8)

Для ИГЭ-1: I_L1,sat=(0,9 •27,19-14)/12=0,8726

Для ИГЭ-2: I_L2,sat=(0,9 •24,74-16)/9=0,6962

Для ИГЭ-3: I_L3,sat=(0,9 •23,8-19)/18=0,1344

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

ИГЭ-1 - суглинок текучепластичный т.к.0,75< I_L<1;

ИГЭ-2 - суглинок мягкопластичный т.к.0,50< I_L<0,75;

ИГЭ-3 - глина полутвёрдая т.к. 0<I_L<0,25;

1.2 Определение характеристик механических свойств грунтов

1.2.1 Определение модуля деформации по результатам испытания грунта штампом

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

Рис.1.1 График зависимости осадки штампа от давления S(p)



, [кПа](9)

где:- коэффициент, зависящий от формы штампа; принимаем как для круглого штампа =0,78;

d- диаметр штампа;

(м);

- коэффициент Пуассона; для ИГЭ-1 (суглинок) =0,35;

p_i - разность между давлением пропорциональности Рпр=200кПа по графику и природным давлением Ро=50кПа на глубине заложения фундамента;

s_i - 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; е_1,1=0,692; е_1,2=0,635; е_1,3=0,628.

р₂ = 200 кПа; е_2,1=0,659; е_2,2=0,609; е_2,3=0,611.

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;

е_1,1=0,7368; е_1,2=0,6681; е_1,2=0,6521

Для ИГЭ-1: (кПа^-1).

Для ИГЭ-2: (кПа^-1).

Для ИГЭ-3: (кПа^-1).

- Компрессионный модуль деформации:

, [кПа](12)

где: - коэффициент относительной сжимаемости;

₂ = 0,62 (суглинок) ₂ = 0,4 (глина)

Для ИГЭ-1: (кПа).

Для ИГЭ-2: (кПа).

Для ИГЭ-3: (кПа).

- Модуль деформации



, [кПа](13)

где: m_k =1 -для лёссовидных грунтов

m_k =6 -для глины

- компрессионный модуль деформации.

Для ИГЭ-1: (кПа).

Для ИГЭ-2: (кПа).

Для ИГЭ-3: (кПа).

1.2.3 Определение расчётных сопротивлений по таблице для просадочных грунтов

R₀₁ =210,3 кПа ; R₀₂ =259,3 кПа ; R₀₃ =279,25 кПа ;

1.3 Определение характеристик просадочности

1.3.1 Относительная просадочность

,[ д. ед.](14)

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

е_sat,p - коэффициент пористости для водонасыщенного грунта

е_ng - коэффициент пористости в естественном состоянии от собственного веса грунта

1.3.2 Давление от собственного веса грунта

Для ИГЭ-1: G_zg,1=0,5 ?г_II,1•h₁ = 0,5 •17,9 •5,2 = 46,54 кН

Для ИГЭ-2: G_zg,2= г_II,1 •h_{1 +} 0,5 ?г_II,2 •h₂ = 17,9 •5,2 + 0,5 •18,9 •3,0 = 121,43 кН

1.3.3 Определяем е_ng.1 и е_ng.2 по графикам компрессионных испытаний ИГЭ-1 и ИГЭ-2

e_ng1 =0,7042 e_ng2 = 0,6075

1.3.4 Определение просадочности

Грунты считаются просадочными если е_sl>0.01

Составляем таблицу 1.1 по данным графика

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	0,737	0,737	0	1,7042		0,668	0,668	0	1,6075	0
50	0,713	0,702	0,011	1,7042	0,0065	0,651	0,643	0,008	1,6075	0,0050
100	0,692	0,672	0,020	1,7042	0,0117	0,635	0,621	0,014	1,6075	0,0087
150	0,674	0,646	0,028	1,7042	0,0164	0,621	0,602	0,019	1,6075	0,0118
200	0,659	0,624	0,035	1,7042	0,0205	0,609	0,586	0,023	1,6075	0,0143
250	0,647	0,608	0,039	1,7042	0,0229	0,600	0,573	0,027	1,6075	0,0168
300	0,638	0,595	0,043	1,7042	0,0252	0,591	0,563	0,028	1,6075	0,0174
400	0,628	0,584	0,044	1,7042	0,0258	0,580	0,551	0,029	1,6075	0,0180

Таблица 1.2 Показатели физико - механических свойств грунтов основания

Характеристики грунта	Размер	ИГЭ-1	ИГЭ-2	ИГЭ-3
		Суглинок полутвёрдый	Суглинок полутвёрдый	Глина полутвёрдая
А. Нормативные характеристики Основные
1.Плотность грунта,	г/см3	1,81	1,91	2,04
2.Плотность частиц грунта, S	г/см3	2,71	2,70	2,74
3.Природная влажность, W	%	16	18	23
4.Влажность на границе раскатывания, WP	%	14	16	19
5.Влажность на границе текучести, WL	%	26	25	37
Дополнительные
6.Число пластичности, JP	%	12	9	18
7.Показатель текучести, JL	д.е.	0,167	0,222	0,222
8.Плотность сухого грунта, d	г/см3	1,5603	1,6186	1,6585
9.Коэффициент пористости, e	д.е.	0,7368	0,6681	0,6521
10.Пористость, n		0,4242	0,4005	0,3947
11.Степень влажности, Sr		0,5885	0,7274	0,9664
12.Показатель текучести при Sr=0,9;JL.sat	д.е.	0,8726	0,6962	0,1344
13.Полная влагоёмкость, Wsat	%	27,19	24,74	23,8
Б. Расчётные
14.Удельный вес грунта, II	кН/м	17,9	18,9	19,9
15.Угол внутреннего трения, II	°	23	24	20
16.Угол внутреннего трения при Sr=1;II,sat	°	17	18
17.Удельное сцепление, CII	кПа	25	31	60
18.Удельное сцепление при Sr=1;CII,sat	кПа	18	20
19.Модуль деформации, E	кПа	3263,16	3974,36	23301
20.Начальное просадочное давление, Psl	кПа	82,25	119,84



II. Оценка инженерно-геологические условий строительства

Площадка строительства 6-ти этажного дома находится в г. Иваново. Площадка строительства с уклоном, свободна от существующих зданий и инженерных коммуникаций.

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

В основании поверхности залегают:

ИГЭ - 1 - суглинок полутвёрдый, мощность слоя 5,2м г_II,1=17,9кН/м³, е=0,7368, I_L=0,4, Е=3263,16кПа. Приходиться принимать в качестве несущего слоя.

ИГЭ-2 - суглинок полутвердый, мощность слоя 3,0м. г_II,1=18,9кН/м³, е=0,6681, I_L=-0,1, Е=3974,36кПа

Является подстилающим слоем.

ИГЭ-3 - глина полутвердая, мощность слоя скважиной не определена. г_II,1=19,9кН/м³,

е=0,6521, I_L=0,17, Е=23301кПа



III. Оценка объемно - планировочных и конструктивных решений здания

Жилой 6-ти этажный дом в городе Иваново прямоугольной формы в план с размерами в осях

Ширина В=12,6м, длина L=36,16м, высотой Н=19,75м. 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 400мм

- внутренние стены из тяжёлого бетона толщиной 160мм

- панели перекрытия легкобетонные толщиной 160мм

- лестница из сборных ж/б элементов

- крыша с тёплым чердаком



IV. Определение нагрузок на фундамент.

4.1 Постоянные распределенные нагрузки на 1 м²

Таблица 4.1

№ п/п	Вид нагрузок	Нормативная нагрузка кН/м2	f	Расчетная нагрузка кН/м2
I Перекрытия
- Ж./б. плита перекрытия = 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 = 160 мм	4,0	1,1	4,4
- Сборные легкобетонные панели крыши = 250 мм	3,2	1,1	3,52
- Пароизоляция 1 слой рубероида	0,05	1,3	0,065
- Утеплитель - минераловатные жесткие плиты =300*2=600 мм	1,0	1,3	1,3
- Стяжка - цементный раствор М 100 =30*2= 60 мм	1,2	1,3	1,56
- Кровля из 4-х слоев рубероида на мастике и защитного слоя гравия = 20 мм	0,4	1,3	0,52
Итого: mпк	9,85		11,365

4.2 Временные распределенные нагрузки на 1 м² перекрытия и покрытия

4.2.1 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)

n_эт - число этажей проектируемого здания;

_;

коэффициент надежности по нагрузке:

- квартиры _{f к} = 1,3;

- лестницы _{f л} = 1,2;

коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок:

₂ = 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:

_f = 1,0;

коэффициент сочетания двух временных длительных нагрузок:

₁ = 0,95.

Тогда расчетная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы .

Сводим результаты расчета в таблицу 4.2

Таблица 4.2

Наименование	Рпр I	РпрII
Квартиры	1,1319	0,285
Лестницы	2,0896	0,95

4.2.2 Временная снеговая нагрузка на покрытие

Нормативная снеговая нагрузка на 1 м² поверхности земли для IV снегового района:

S = 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)



S - 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

S=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
2,268	0,855

4.3 Определение грузовой площади на 1м² стены

Ширина грузовой полосы

- для квартир а_в = в/4, (м)

а_l = (2*l - в)*в/(4*l), (м)

где: в и l соответственно меньшая и большая сторона помещения

- для лоджий а_в = l/4, (м)

а_l = 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=6 ) а) Постоянная нагрузка перекрытия mnp1*nэт перегородки mпп*nэт покрытия mnк3	30 6 9,85	34,2 6,6 11,365
Итого:	45,85	52,165
б) Временная нагрузка - перекрытия Рnp*nэт перегородки Рсн	1,71 0,855	6,791 2,268
Итого:	2,565	9,059
Всего: m1	48,415	61,224
2. От 1м2 площади лестниц а) Постоянная нагрузка элементы лестниц mnp2*nэт покрытие mnк3	22,8 9,85	25,08 11,365
Итого:	32,65	36,445
б) Временная нагрузка на лестницу Рnp*nэт на покрытие Рсн	5,7 0,855	12,538 2,268
Итого:	6,555	14,806
Всего: m2	39,205	51,251

4.5 Нагрузка от собственного веса стен

4.5.1 Нагрузка от наружной стены (торцовой) на отметке - 2.400

кН/м (22)

где: а_i - толщина стен; м

h_i - высота стены; м

г_ст,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.

А_пр - площадь проёмов на 1 этаже по длине участка стены l_ст

l_ст - длина стены в осях 1-11

По оси А: А_пр =(10*О -З + 4*Д -1)

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

кН/м

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

А_пр =(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

q_ст= q_ст,г+ q_ст,пр; кН/м (24)

по оси А: q_ст= 166,62 -29,85 =136,77 кН/м

по оси Ж: q_ст= 166,62 -28,01 =138,61 кН/м

4.5.3 Нагрузка от внутренней стены без проёмов

кН/м (25)

h_i =16,8+1,7+2,4 =20,9м

кН/м

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.5

Таблица 4.5

Наименование	Нормативная нагрузка; кН/м	гf	Расчётная нагрузка; кН/м
1. Глухая стена	166,62	1,1	183,282
2. Стена с проёмами по оси А по оси Ж	136,77 138,61	1,1 1,1	150,447 152,471
3. Стена внутренняя без проёмов	83,6	1,1	91,96

4.6 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



V. Конструирование и расчёт сечений фундаментов

5.1 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: d_o =0,23 м для суглинков (принимаем по указанию на стр.20[14]);

M_t = 42,1 - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму (см. исходные данные);

(м).

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

, [м](28)

где: k_h - коэффициент, учитывающий тепловой режим помещений, примыкающих к фундаменту;

k_h = 0,7 (по табл. 2.4 [14] для жилых зданий при температуре подвала t^о = 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_b = 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

гII кН/м3	г/II кН/м3	Мq	Мг	Мс	cII,sat	гc1	гc2	k	kz
17,9	17,9	2,7055	0,4265	5,2945	18	1,0	1,0	1,0	1,0

Обозначаем через коэффициенты одинаковые параметры для все типов сечений фундаментов



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

5.2 Определение ширины подошвы фундамента

5.2.1 Исходные данные

Несущим слоем при проектирование фундамента мелкого заложения является ИГЭ - 1

Таблица 5.1

ИГЭ - 1	гII кН/м3	г/II кН/м3	цII,satо	IL sat	cII,sat	L/H м	гc1	гc2
	17,9	17,9	17	0,8726	18	1,83	1,0	1,0

5.2.2 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



Таблица 5.2

	bc, м	d, м	dn, м	d1, м	db, м	d21, м	d22, м	d2, м
Тип I	0,4	1,3(1,5)	0,82(1,02)	0,5(0,7)	0,8	1,0	0,12	1,12
Тип II	0,16	1,3	0,82	0,5	0,8	0,12	0,12	0,24
Тип III	0,16	1,735	0,99	1,1/0,5	0,635/1,235	0,72	0,12	0,84
Тип IV	0,16	1,3	0,82	1,3	-	1,0	1,0	2,0

5.2.3 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

b - ширина подошвы фундамента, м

- удельный вес грунта под подошвой фундамента кН/м³

- осредненное значение удельного веса грунта, лежащего выше подошвы фундамента кН/м³

c_II,sat - расчётное значение удельного сцепления грунта в водонасыщенном состоянии залегающих под подошвой фундамента кПа



Таблица 5.3 Расчет ширины подошвы фундамента.

№ сечения	Рас-ние 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	bр, м	b, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	14	15
1	1 - Б/Д	I	7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,7278	1,6
2	1 - Д/Ж		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6753	1,6
3	Ж - 1/2		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,4012	1,4
4	Ж - 2/3		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,4446	1,4
5	Ж - 3/4		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3210	1,4
6	Ж - 4/5		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,4446	1,4
7	5 - Е/Ж		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,7	0,8	1,5	123,623675	1,9502	2,0
8	Е - 5/6		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6582	1,6
9	А - 5/6		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3880	1,4
10	А - 4/5		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6876	1,6
11	А - 3/4		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3076	1,4
12	3 - А/Б		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,7	0,8	1,5	123,623675	2,1796	2,4
13	Б - 2/3		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6876	1,6
14	Б - 1/2		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6454	1,6
15	Д - 1/2	II	7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3047	1,2
16	Д - 2/3		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3921	1,4
17	Г - 3/4		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,0987	1,0
18	Г - 4/5		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3921	1,4
19	В - 5/6		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3047	1,2
20	2 - Б/Д		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6005	1,6
21	2 - Д/Ж		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,4773	1,4
22	3 - Д/Ж		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,3965	1,4
23	3 - Г/Д		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,4672	1,4
24	3 - Б/Д		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,5357	1,4
25	4 - А/Г		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,5357	1,4
26	4 - Г/Ж		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,4672	1,4
27	5 - В/Е		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,6005	1,6
28	5 - А/В		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	0,8	1,3	117,937985	1,5473	1,4
29	6 - А/В	III	7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	1,1	0,635	1,735	133,257861	1,3143	1,2
			7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	1,235	1,735	122,517861	1,4127	1,4
30	6 - В/Е		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	1,1	0,635	1,735	133,257861	1,4126	1,4
			7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	0,5	1,235	1,735	122,517861	1,5173	1,4
31	1 - А/Б	IV	7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	1,3	-	1,3	132,257985	1,7591	1,6
32	4 - А//А		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	1,3	-	1,3	132,257985	0,9415	1,0
33	5 - А//А		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	1,3	-	1,3	132,257985	0,9415	1,0
34	6 - Е/Ж		7,63435	1	48,42845	30,52845	95,301	1,1	-	1,735	113,872295	1,3010	1,2

5.3 Проверка среднего давления под подошвой фундамента

инженерный строительство фундамент сечение

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

m - масса на 1м длины

g = 9,81м/с - ускорение свободного падения

- собственный вес грунта на уступах фундамента, кН/м



, кН/м (40)

R - расчетное сопротивление грунта основания(41)

Расчёт проверки среднего давления под подошвой фундамента сводим в таблицу 5.4

Таблица 5.4 Расчет проверки среднего давления под подошвой фундаментов.

№	Расп-ние сечения	Тип сечений фундаментов	b, м	m, тс	n0,II кН/м	nf,II кН/м	d2, м	ng,II кН/м	Р, кПа	а0*b, кН/м2	А*Б*d1, кН/м2	А*В*db, кН/м2	А*Г, кПа	R, кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	10	11	12	13	14	15	16
1	1 - Б/Д	I	1,6	1,02	226,5578	11,0622	1,12	13,44	156,9125	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
2	1 - Д/Ж		1,6	1,02	219,005	11,0622	1,12	13,44	152,192	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
3	Ж - 1/2		1,4	0,85	180,2469	9,2185	1,12	11,2	143,3324	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
4	Ж - 2/3		1,4	0,85	186,2988	9,2185	1,12	11,2	147,6552	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
5	Ж - 3/4		1,4	0,85	169,1115	9,2185	1,12	11,2	135,3786	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
6	Ж - 4/5		1,4	0,85	186,2988	9,2185	1,12	11,2	147,6552	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
7	5 - Е/Ж		2,0	2,03	270,1313	21,3223	1,12	17,92	154,6868	15,2687	24,214225	24,42276	95,301	159,2067
8	Е - 5/6		1,6	1,02	216,5582	11,0622	1,12	13,44	150,6628	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
9	А - 5/6		1,4	0,85	178,4069	9,2185	1,12	11,2	142,0181	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
10	А - 4/5		1,6	1,02	220,77	11,0622	1,12	13,44	153,2951	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
11	А - 3/4		1,4	0,85	167,2715	9,2185	1,12	11,2	134,0643	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
12	3 - А/Б		2,4	2,37	305,7163	25,0097	1,12	22,4	147,1358	18,32244	24,214225	24,42276	95,301	162,2604
13	Б - 2/3		1,6	1,02	220,77	11,0622	1,12	13,44	153,2951	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
14	Б - 1/2		1,6	1,02	214,7182	11,0622	1,12	13,44	149,5128	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
15	Д - 1/2	II	1,2	0,73	166,8738	8,9917	0,24	2,496	148,6346	9,16122	24,214225	24,42276	95,301	153,0992
16	Д - 2/3		1,4	0,85	178,9776	10,5209	0,24	2,976	137,4818	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
17	Г - 3/4		1,0	0,62	138,8006	7,5606	0,24	2,016	148,3772	7,63435	24,214225	24,42276	95,301	151,5723
18	Г - 4/5		1,4	0,85	178,9776	10,5209	0,24	2,976	137,4818	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
19	В - 5/6		1,2	0,73	166,8738	8,9917	0,24	2,496	148,6346	9,16122	24,214225	24,42276	95,301	153,0992
20	2 - Б/Д		1,6	1,02	208,3170	12,5406	0,24	3,456	140,196	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
21	2 - Д/Ж		1,4	0,85	190,8876	10,5209	0,24	2,976	145,9889	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
22	3 - Д/Ж		1,4	0,85	179,5895	10,5209	0,24	2,976	137,9189	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
23	3 - Г/Д		1,4	0,85	189,4661	10,5209	0,24	2,976	144,9736	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
24	3 - Б/Д		1,4	0,85	199,1182	10,5209	0,24	2,976	151,8679	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
25	4 - А/Г		1,4	0,85	199,1182	10,5209	0,24	2,976	151,8679	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
26	4 - Г/Ж		1,4	0,85	189,4661	10,5209	0,24	2,976	144,9736	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
27	5 - В/Е		1,6	1,02	208,317	12,5406	0,24	3,456	140,196	12,21496	24,214225	24,42276	95,301	156,1529
28	5 - А/В		1,4	0,85	200,7643	10,5209	0,24	2,976	153,0437	10,68809	24,214225	24,42276	95,301	154,6261
29	6 - А/В	III	1,2	0,73	188,3216	8,9917	0,84	8,736	171,7078	9,16122	53,271295	19,38558	95,301	177,1191
			1,4	0,85	188,3216	10,5209	0,84	10,416	149,4704	10,68809	24,214225	37,70264	95,301	167,9060
30	6 - В/Е		1,4	0,85	203,4755	10,5209	0,84	10,416	160,2946	10,68809	53,271295	19,38558	95,301	178,6460
			1,4	0,85	203,4755	10,5209	0,84	10,416	160,2946	10,68809	24,214225	37,70264	95,301	167,9060
31	1 - А/Б	IV	1,6	1,02	254,9774	10,0062	2,0	24,0	178,1148	12,21496	62,956985	-	95,301	170,4730
32	4 - А//А		1,0	0,62	131,2888	6,0822	2,0	16,8	154,171	7,63435	62,956985	-	95,301	165,8923
33	5 - А//А		1,0	0,62	131,2888	6,0822	2,0	16,8	154,171	7,63435	62,956985	-	95,301	165,8923
34	6 - Е/Ж		1,2	0,73	161,064	7,1613	2,0	20,8	157,5211	9,1612	62,956985	-	95,301	167,4192

Размещено на http://allbest.ru/

VI. Расчёт оснований по деформациям

(по II группе предельных состояяний)

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

6.1.1 Исходные данные

Расчётное сечение по оси 9 мажду осями А - Б

1. Ширина подошвы фундамента в=2,4м

2. Нагрузка на 1м² фундамента n_о.II=305,7163 кН/м

3. Глубина заложения подошвы фундамента

- от планировочной отметки

d = /FL/ - /DL/ = 3,5 -1,76 = 1,74м

-от природного рельефа

d_n = /FL/ - /NL/ = 3,5 - 2,9 = 0,6м

4. Давление под подошвой фундамента Р = 147,1358 кПа

5. Инженерно - геологические условия

ИГЭ - 1 - суглинок полутвёрдый, мощность слоя 5,2м г_II,1=17,9кН/м³, Е=3263,16кПа.

ИГЭ-2 - суглинок полутвердый, мощность слоя 3,0м. г_II,1=18,9кН/м³, Е=3974,36кПа

ИГЭ-3 - глина полутвердая, г_II,1=19,9кН/м³, Е=23301кПа

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

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

(43)

2. дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения

(44)

3. Расчётная толщина элементарного слоя

, м (45)

h_i = 0,4*2,4 = 0,96 м

4. Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

(46)



5. Относительная глубина подошвы i-го слоя

(47)

6. Глубина расположения подошвы инженерно - геологического элемента

z_n1 = H₁ - d_n = 5,2 - 0,6 = 4,6м

z_n2 = z_n1 + H₂ = 4,6 +3,0 = 7,6м

7. Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

(48)

8. Напряжение от собственного веса грунта

(49)

6.1.3 Определение границы сжимаемой толщи грунтов

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

_zр = 0,2 _zg (50)

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

_zg - 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 z = H_c , нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия

_zр = 0,1 _zg . (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: - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента

h_i и Е_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания

Осадка основания

Вывод: принимаем ФЛ 28.24

6.2 Расчёт просадки грунтового основания

6.2.1 Исходные данные

Расчётное сечение по оси 9 мажду осями А - Б

1. Ширина подошвы фундамента в=2,8м

2. Глубина заложения подошвы фундамента

- от планировочной отметки

d = /FL/ - /DL/ = 3,5 -1,76 = 1,74м

-от природного рельефа

d = /FL/ - /NL/ = 3,5 - 3,9 = 0,6м

3. Давление под полошвой фундамента Р_о = 118,89 кПа

4. Инженерно - геологическин условия

ИГЭ - 1 - суглинок полутвёрдый, мощность слоя 5,2м г_II,1=17,9кН/м³, P_sl1 = 82,25 кПа

ИГЭ-2 - суглинок полутвердый, мощность слоя 4,1м. г_II,1=18,9кН/м³, P_sl2 = 119,84 кПа

ИГЭ-3 - глина полутвердая, г_II,1=19,9кН/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.

2. дополнительное давление в уровне подошвы фундамента от сооружения

3. Расчётная толщина элементарного слоя

, м

h_i = 0,4*2,8 = 1,12м

4. Глубина расположения подошвы каждого i-го слоя

5. Относительная глубина подошвы i-го слоя

6. Глубина расположения подошвы инженерно - геологического элемента

z_n1 = H₁ - d_n = 5,2 - 0,6 = 4,6м

z_n2 = z_n1 + H₂ = 4,6 +3,0 = 7,6м

7. Нормальное вертикальные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя.

8. Напряжение от собственного веса грунта



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

_z = _zp + _zg ; кПа

10. Суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса в середине

Р_i = _z/2 ; кПа

6.2.3 Расчёт просадки грунтового основания

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

(53)

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

, (54)

где: е_n,p и е_sat,p- - коэффициент пористость грунта соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = w_sat) при давлении p

h_i - толщина i-го слоя;

k_sl,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);

p_sl,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 k_sl,i , полученными

при b = 3 м и b = 12 м.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать k_sl = 1 при H_sl 15 м и k_sl = 1,25 при H_sl 20 м, при промежуточных значениях Н_sl коэффициент k_sl определяется по интерполяции.

n - число слоев, на которое разбита зона просадки h_sl, принимаемая в соответствии с указаниями п. 16 [7].



Литература

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

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

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

4. СТП ННГАСУ 1 - 4 - 98 Пояснительная записка.

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

6. СТП ННГАСУ 1 - 6 - 98 Расчёт.

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

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

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

10. СНиП 2.02.03 - 85 Свайные фундаменты. Москва 1986

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

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

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

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

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

Размещено на Allbest.ru