Проектирование оснований и фундаментов жилого дома в городе Волгоград

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования « Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра оснований и фундаментов

Пояснительная записка

к расчетно-графической работе на тему:

«Проектирование оснований и фундаментов жилого дома в городе Волгоград»

Студентка гр. ЭУН-11: Голубкова К. В.

Преподаватель : Белякова Н.Е.

Нижний Новгород 2014



Содержание

Введение

1. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов

1.1 Инженерно-геологический элемент №1

1.2 Инженерно-геологический элемент №2

1.3 Инженерно-геологический элемент №3

1.4 Определение модуля деформации по результатам испытания ИГЭ №1 штампом

1.5 Компрессионные испытания грунтов

1.6 Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов

2. Оценка инженерно-геологических условий участка застройки

2.1 Определение расчетной глубины промерзания грунтов

2.2 Выбор глубины заложения подошвы ленточного фундамента

2.3 Определение глубины заложения фундамента

3. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях

3.1 Расчетная схема к определению нагрузок, определение расчетных площадей

3.1.1 Постоянные распределенные нагрузки на 1 м2 перекрытия и покрытия

3.1.2 Расчетные нагружения от собственного веса кирпичных стен

3.2 Временные нагрузки

3.2.1 Снеговая нагрузка на покрытие по зданию

4. Определение размеров подошвы ленточного фундамента

5. Конструирование ленточного фундамента из сборных ж/б элементов

6. Проверка напряжений под подошвой фундамента

7. Определение осадки грунтового основания методом послойного суммирования

Список литературы



Введение

грунт ленточный фундамент послойный

В соответствии с заданными требованиями необходимо рассчитать и сконструировать фундамент для жилого дома, стоящего в городе Волгоград. Здание девятиэтажное. Наружные стены выполнены из силикатного кирпича толщиной 550 мм, внутренние стены - из силикатного кирпича толщиной 380 мм. Кровля плоская, состоит из стяжки (цементный раствор М-100), кровли (4 слоя рубероида на мастике, защитный слой - гравий), утеплителя (керамзит), покрытие (панели ж/б ребристые по серии 1.465.1-7/84),панели перекрытия многопустотные ж/б по серии 1.141-1.Под зданием расположен подвал высотой 2400 мм.

На участке строительства пробурено три скважины, каждая из которых прошла два слоя и заглубилась в третий. В грунтоведческой лаборатории выполнены исследования физико-механических свойств грунтов. Для определения деформационных свойств грунтов выполняется испытание штампом первого слоя грунта. В лабораторных условиях выполняются компрессионные испытания второго и третьего слоев грунтов. На глубине погружения скважин грунтовых вод не обнаружено.



1. Определение результатов исследования физико-механических свойств грунтов

1.1 Инженерно-геологический элемент №1

Число пластичности:

Ip = WL - Wp, % (1.1)

WL = 28 % - влажность на границе текучести;

Wp = 15 % - влажность на границе раскатывания.

Ip =28-15 = 13 %

Так как 7<Ip<17, следовательно, тип грунта - суглинок (по таб. 2.41)

Показатель текучести:

IL = (W - Wp)/Ip, д.е. (1.2)

W=11 % - влажность грунта

IL=(11-15)/13= -0,308д.е.

По показателю текучести определяем консистенцию по таб. 2.51

IL<0, следовательно, суглинок твердый.

Плотность сухого грунта:

d = /(1 + 0,01W), г/см3 (1.3)

=1,69г/см3 - плотность грунта

d =1,69/(1 + 0,01*11)=1,523 г/см3

Коэффициент пористости:



e0 = (s(1 + 0,01W)/)-1, д.е. (1.4)

s = 2,72 г/см3 - плотность частиц грунта

e0=(2,72(1 + 0,01*11)/1,69)-1 = 0,787д.е.

Степень влажности:

Sr = (0,01*W*s)/(w* e0), д.е. (1.5)

w = 1г/см3 - плотность воды

Sr = (0,01*11*2,72)/(1*0,787)=0,380д.е.

Пористость:

n= e0/(1 + e0), д.е. (1.6)

n=0,787/(1 + 0,787) = 0,440 д.е.

Полная влагоемкость:

WSAT = ((e0*w)/s)*100% , % (1.7)

WSAT=((0,787*1)/2,72)*100%=28,934 %

Расчетное сопротивление грунта для выбора основания под фундамент (по коэффициенту пористости и показателю текучести) определяем по таб. 3.11

R0 = 235,5кПа

1.2 Инженерно-геологический элемент №2

Гранулометрический состав по таблице 2.1 1:

а)содержание частиц крупнее 2 мм - 0+0+0<25 %

б)содержание частиц крупнее 0,5 мм - 0+0+0+15,7=15,7%<50%

в)содержание частиц крупнее 0,25 мм - 0+0+0+15,7+29,7=45,4<50%

г)содержание частиц крупнее 0,1 мм - 0+0+0+15,7+29,7+28,4=73,8<75%

Следовательно, песок пылеватый.

Плотность сухого грунта определяется по формуле (1.3):

=1,83 г/см3 - плотность грунта

W=12 %

d =1,83 /(1 + 0,01*12)=1,634 г/см3

Коэффициент пористости определяем по формуле (1.4):

s = 2,67 г/см3 - плотность частиц грунта

e0=(2,67 (1 + 0,01*12)/1,83)-1 = 0,634д.е.

Определяем плотность сложения грунта по таблице 2.31:

так как 0,6<e0<0,75, то песок средней плотности

Степень влажности определяем по формуле (1.5):

w = 1г/см3 - плотность воды

Sr = (0,01*12*2,67)/(1*0,634)=0,505д.е.

По степени влажности определяем влажность песка по таблице 2.21:

так как 0,5<Sr<0,8, следовательно, пески влажные

Пористость определяем по формуле (1.6) :

n=0,634 /(1 + 0,634) = 0,388

Полная влагоемкость определяем по формуле (1.7):

WSAT=((0,634 *1)/2,67)*100%=23,745%

Расчетное сопротивление грунта для выбора основания под фундамент (в зависимости от плотности и крупности) определяем по таб. 3.11

R0 = 150 кПа



1.3 Инженерно-геологический элемент №3

Гранулометрический состав по таблице 2.1 1:

а)содержание частиц крупнее 2 мм - 0+0+3,3=3,3%<25 %

б)содержание частиц крупнее 0,5 мм - 0+0+3,3+16,7=20%<50%

в)содержание частиц крупнее 0,25 мм - 0+0+3,3+16,7+29,5=49,5<50%

г)содержание частиц крупнее 0,1 мм - 0+0+3,3+16,7+29,5+38,4=87,9>75%

Следовательно, песок мелкий.

Плотность сухого грунта определяется по формуле (1.3):

=1,78 г/см3 - плотность грунта

W=12 %

d =1,78 /(1 + 0,01*12)=1,589 г/см3

Коэффициент пористости определяем по формуле (1.4):

s = 2,66 г/см3 - плотность частиц грунта

e0=(2,66 (1 + 0,01*12)/1,78)-1 = 0,674д.е.

Определяем плотность сложения грунта по таблице 2.31:

так как 0,55<e0<0,70, то песок средней плотности

Степень влажности определяем по формуле (1.5):

w = 1г/см3 - плотность воды

Sr = (0,01*12*2,66)/(1*0,674)=0,474д.е.

По степени влажности определяем влажность песка по таблице 2.21:

так как 0<Sr<0,5, следовательно, пески маловлажные

Пористость определяем по формуле (1.6) :

n=0,674/(1 + 0,674) = 0,403

Полная влагоемкость определяем по формуле (1.7):

WSAT=((0,674 *1)/2,66)*100%=25,34%

Расчетное сопротивление грунта для выбора основания под фундамент (в зависимости от плотности и крупности) определяем по таб. 3.11

R0 = 300 кПа

1.4 Определение модуля деформации по результатам испытания ИГЭ №1 штампом

Модуль деформации определяется по формуле:

E=(щ*d*(1-н2))*(Дp/ДS) (1.8)

щ=0,79 - безразмерный коэффициент, учитывающий форму штампа;

d=0,798 - диаметр штампа в метрах;

н=0,35 - коэффициент Пуассона;

Дp = (p2-p1),

кПа - приращение давления на штамп между двумя точками, взятом на определенном прямолинейном участке;

ДS=(S2 - S1),

м - приращение осадки штампа между двумя точками.

График испытания штампом представлен на рисунке 1.1.

Из графика находим:

Дp =150-50=100 кПа

ДS=0,005-0,002=0,003 м

Е=(0,79*0,789*(1-0,352))*(100/0,005)=10939,09 кПа

1.5 Компрессионные испытания грунтов

а) ИГЭ №2:

1) Коэффициент сжимаемости:

m0 = (e1-e2)/(p2-p1), кПа-1 (1.9)

p1=100 кПа

p2=200 кПа

e1 и e2 - коэффициенты пористости соответствующие принятым давлениям:

e1=0,605

e2=0,599

m0=(0,605-0,599)/(200-100)=0,00006 кПа-1

2) Компрессионный модуль деформации:

Eoed=((1+e1)/m0)в, кПа (1.10)

в=0,76-безразмерный коэффициент песка;

Eoed=((1+0,605)/0,00006)0,76=20330 кПа

3) Приведенный (природный) модуль деформации:

E=Eoed*mк , кПа (1.11)

mк =1 - корректирующий коэффициент, определяемый по таблице 2.21

E=20330*1=20330кПа

б) ИГЭ №3:

1) Коэффициент сжимаемости определяем по формуле (1.9):

p1=100 кПа

p2=200 кПа

e1=0,650

e2=0,645

m0=(0,650-0,645)/(200-100)=0,00005кПа-1

2) Компрессионный модуль деформации по формуле (1.10):

в=0,76-безразмерный коэффициент песка;

Eoed=((1+0,650)/0,00005)0,76=25080кПа

3) Приведенный (природный) модуль деформации определяем по формуле (1.11):

mк =1- корректирующий коэффициент, определяемый по таблице 2.21

E=25080*1 =25080кПа

1.6 Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов

Характеристики грунтов	ИГЭ №1	ИГЭ №2	ИГЭ №3
Вид, тип, разновидность	Суглинок твердый	Песок маловлажный средней плотности	Песок влажный средней плотности
Влажность грунта,%	11	12	12
Влажность на границе текучестиWL, %	28	-	-
Влажность на границе раскатывания Wp, %	15	-	-
Плотность грунта ,г/см3	1,69	1,83	1,78
Плотность частиц грунта s, г/см3	2,72	2,67	2,66
Плотность сухого грунта d, г/см3	1,523	0,153	1,589
Удельный вес г2, кН/м3	16,7	18,1	17,5
Коэффициент пористости e0	0,787	0,634	0,674
Полная влагоемкость Wsat,%	28,934	23,745	25,34
Число пластичности Ip,%	13	-	-
Число текучести IL, д.е.	-0,308	-	-
Степень влажностиSr, д.е.	0,380	0,505	0,191
Угол внутреннего трения ц2 °	23	30	31
Удельное сцепление с2, кПа	26	-	-
Пористостьn,д.е.	0,440	0,388	0,403
Модуль деформации Е, кПа	10939,09	20330	25080
Расчетное сопротивление R0, кПа	235,5	150	300



2. Оценка инженерно-геологических условий участка застройки

2.1 Определение расчетной глубины промерзания грунтов

В соответствии с пунктом 2.27 и 2.28 2 глубина промерзания определяется по формуле:

df = kh*dfn , м (2.1)

kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на промерзание грунта и наружные стены подвала при температуре подвала 5°С. kh = 0,7;

dfn - нормативная глубина промерзания:

dfn = d0*vMt, м (2.2)

d0 - величина, зависящая от типа грунта, принимается равной 0,23 (берем для первого слоя грунта - суглинка);

Mt - среднее значение суммы абсолютных среднемесячных отрицательных температур за зиму в районе строительства.Mt = 26,3 (по заданию).

dfn =0,23*v26,3 = 1,180 м;

df = 0,7*1,180=0,826 м.

Инженерно-геологический разрез, отведенный под застройку.

Краткая оценка площадки

Участок строительства располагается в городе Волгоград. Рельеф участка относительно ровный. На строительной площадке не устраивается планировка. Разрез участка представлен следующими инженерно-геологическими элементами:

ИГЭ № 1 представлен твердым суглинком.

Возраст dQ??.

Расчетное сопротивление R0 = 235,5 кПа.

Основные характеристики слоя:

Е=21878,181кПа;

ц2=23°;

с2 = 26 кПа;

г2 = 16,7 кН/м3;

e0= 0,787 д.е.;

Ip =13 %;

IL = -0,308 д.е.;

Sr = 0,380 д.е.

Данный слой рекомендуется использовать в качестве основания под фундамент.

ИГЭ № 2 представлен влажным песком средней плотности

Возраст аQ??.

Расчетное сопротивление R0 = 150кПа.

Основные характеристики слоя:

Е=20330кПа;

ц2=30°;

г2 = 18,1 кН/м3;

e0 = 0,634;

Sr = 0,505 д.е.

Данный слой пригоден в качестве основания под фундамент.

ИГЭ № 3 представлен влажным песком средней плотности.

Возраст aQ???.

Расчетное сопротивление R0 = 300 кПа.

Основные характеристики слоя:

Е=25080 кПа;

ц2=31°;

г2 = 17,5 кН/м3;

e0= 0,674 д.е.;

Sr=0,474 д.е.

Данный слой пригоден в качестве основания под фундамент.

2.2 Выбор глубины заложения подошвы ленточного фундамента

При выборе глубины заложения подошвы фундамента учитываются следующие факторы:

Расчетная глубина промерзания df должна быть меньше глубины заложения фундамента;

Конструктивные особенности здания: отметка подошвы фундамента должна быть не менее 0,5 м ниже отметки пола подвала;

Инженерно-геологические условия участка строительства;

Гидрогеологические условия строительной площадки - грунтовые воды не скрыты.



3. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях

Расчет оснований и фундаментов проводится по двум группам предельных состояний.

По ? группе предельных состояний определяем несущую способность свайного фундамента. Проверяется прочность конструкции фундамента и устойчивость основания. Расчет проводится по расчетным усилиям с коэффициентом надежности гf> 1.

При ?? группе предельных состояний определяется размер подошвы ленточного фундамента и осадка основания. Расчет ведется по расчетным усилиям с коэффициентом надежности гf = 1.

3.1 Расчетная схема к определению нагрузок, определение расчетных площадей

Сечение 1-1

Внутренняя несущая стена:

1ст = 1 пог. м

А. = 1(5,7/2+6,9/2)=6,3 м2

Сечение 2-2

Наружная несущая стена с окнами:

1ст = 1 пог. м

А.=(1,21/2+1,68+1,51/2)2,85=8,7 м2

Сечение 3-3

Наружная самонесущая стена:

1ст = 1 пог. м

А=0 м2

Сечение 4-4

Внутренняя несущая стена с лестницей:

1ст = 1 пог. м2

А =(2,9/2)1=1,45 м2

Сечение 5-5

Наружная несущая стена лоджии:

А= 4,0/21=2 м2

Сечение 6-6

Стена внутренняя самонесущая:

1ст = 1 пог. м2

А=0 м2

3.1.1 Постоянные распределенные нагрузки на 1 м2 перекрытия и покрытия

Таблица 1

Характеристика нагрузок	Нормативная нагрузка, кН/м2
		гf	Расчетная нагрузка , кН/м
Покрытия(кровля)
Утеплитель-керамзит	0,75	1,3	0,975
Стяжка - цементный раствор М-100	0,6	1,3	0,78
Кровля - 4 слоя рубероида на мастике, защит. слой - гравий	0,4	1,2	0,48
Ж/Б ребристая плита по серии 1.465.-1Т/84	1,7	1,1	1,78
	mпок 3,45		4,105
Междуэтажные перекрытия
Панели Ж/Б многопустотные по серии 1.141-1	3,2	1,1	3,52
Пол- доски по лагам	0,2	1,2	0,24
mперек 3,4		3,76
Перекрытие чердака
Панели Ж/Б многопустотные по серии 1.141-1	3,2	1,1	3,52
Утеплитель-керамзит	0,75	1,3	0,975
Стяжка - цементный раствор М-100	0,6	1,3	0,78
mчер 4,55		5,275
Элементы лестничных клеток
Марши Ж/Б серии 1.151-6.В.1;площадки Ж/Б серии 1.152-6.В.1	3,8	1,1	4,18
mлест. 3,8		4,18
Перегородки
Гипсобетонные панели ГОСТ 9574-80	1,0	1,2	1,2
mперег. 1,0		1,2

Панели Ж/Б многопустотные по серии 1.141-1	3,2	1,1	3,52
Стяжка - цементный раствор М-100	0,6	1,3	0,78
Кровля - 4 слоя рубероида на мастике, защит.слой - гравий	0,4	1,2	0,48
mпок.лод. 4,2		4,78
Панели Ж/Б многопустотные по серии 1.141-1	3,2	1,1	3,52
Стяжка - цементный раствор М-100	0,6	1,3	0,78
mперек.лод. 3,8		4,3

3.1.2 Расчетные нагружения от собственного веса кирпичных стен

Сечение 1-1

Внутренняя стена без окон:

а) для рассчета основания по 2-ой группе предельных состояний:

- нормативная нагрузка:

Pcm,np = гkk *дcm*hcm* Lcm , кН (3.1)

где гkk = 18 кН/м3 - удельный вес кирпичной кладки;

дсm=0,38 м - толщина стены;

hcm- высота стены;

hcm=hэm*n+hч, м (3,2)

hcm=2,8*9+1,7=26,9

где hэm=2,8 м- высота этажа;

n=9-этажность;

hч=1,7 м;

Lcm=1 м2- ширина грузовой площади.

Pcm,np=18*0,38*26,9*1=183,996 кН/м

- расчетная нагрузка:

P2= Pcm,np*гf (3.3)

P2=183,996*1=183,996 кН

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

Р1= 183,996*1,1=202,3956 кН

Сечение 2-2

Наружная несущая стена с окнами:

Расчетный вес кирпичной кладки:

а) для рассчета 2-ой группы предельных состояний:

- нормативная нагрузка:

Pcm,np= гkk* Vkk== гkk(Vcm-Vок), кН/м (3.4)

где Vcm- объем стены, м2;

Vок-объем окон, м2

Vcm= L* дсm*hcm+ L* дп*hп; (3.5)

где дсm=0,55 м - толщина стены;

дп=0,55-0,13=0,42 м - толщина парапета;

hп=1,1 м - высота парапета;

Vок=hок((bок1+bок2)/2) * дcm*nок, м3; (3.6)

где nок=9- количество окон;

Vок=1,51((1,21/2+1,51/2)0,55*9=10,17 м3;

I=1,36 м,

Vcm=1,36*0,55*26,9+1,36*0,42*1,1=20,7492 м3;

Pcm,np=18 (20,7492 - 10,17)=190,426 кН/м

- расчетная нагрузка:

P2=190,426*1=190,426 кН/м

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

P1=190,426 *1,1=230,415кН/м

Расчетный вес оконных заполнений:

а) для рассчета 2-ой группы предельных состояний:

- нормативная нагрузка:

Р=0,7* Aok* nок, кН/м (3.7)

0,7- вес 1 м2 двойного остекления,

Aok=2,053 м2- площадь окна;

nок- количество окон по высоте;

Р=0,7* 2,053* 9=12,93 кН/м

- рассчетная нагрузка:

Р2=12,93*1=12,93 кН/м

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

P1=12,93 *1,1=14,23 кН/м

Сечение 3-3

а) для рассчета 2-ой группы предельных состояний:

Наружная самонесущая стена без окон:

-нормативная нагрузка:

Pcm,np = гkk *дcm*hcm* Lcm+ L* дп*hп, кН/м (3.8)

Pcm,np = 18 *0,55*26,9 * 1+ 1* 0,42*1,1=266,772 кН/м

- рассчетная нагрузка:

Р2=266,772*1=266,772 кН/м

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

P1=266,772 *1,1=293,4492 кН/м

Сечение 4-4

Стена по лестнице:

а) для рассчета 2-ой группы предельных состояний:

-нормативная нагрузка:

Pcm,np = 18 *0,38*26,9* 1=184 кН/м

- рассчетная нагрузка:

Р2=184*1=184кН/м

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

P1=184*1,1=202,4 кН/м

Сечение 5-5

Наружная стена лоджии:

а) для рассчета 2-ой группы предельных состояний:

-нормативная нагрузка:

Pcm,np = 18 *0,55*26,9* 1=266,31 кН/м

- рассчетная нагрузка:

Р2=266,31 *1=266,31 кН/м

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

P1=266,31 *1,1=292,941 кН/м

Сечение 6-6

Внутренняя стена без окон:

а) для рассчета основания по 2-ой группе предельных состояний:

- нормативная нагрузка:

Pcm,np=18*0,38*26,9*1=183,996 кН

- расчетная нагрузка:

P2=183,996*1=183,996 кН

б) для расчета по 1-ой группе предельных состояний:

Р1= 183,996*1,1=202,3956 кН



3.2 Временные нагрузки

Нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, согласно СНиП 2.01.07-85*, могут относиться к длительным и кратковременным.

При расчете по 1 группе предельных состояний, они учитываются как кратковременные.

При расчете по 2 группе предельных состояний, как длительные.

Для определения длительных нагрузок берутся пониженные нормативные значения, для определения кратковременных - полные нормативные значения.

3.2.1 Снеговая нагрузка на покрытие по зданию

а) Нагрузка для расчета по 2 группе предельных состояний:

- полное нормативное значение нагрузки:

S=S0* (3.2)

где S - полное нормативное значение;

S0 - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, по СНиП2.01.07-85*

S0=1,2 кПа;

= 1 - коэффициент перехода от веса снегового покрова к снеговой нагрузке на перекрытия;

S=1,2*1=1,2 кПа

-пониженное значение нормативной нагрузки:

Sn = S*k (3.3)

Sn - пониженное значение снеговой нагрузки;

k - коэффициент понижения, k =0,5

Sn =1,2*0,5=0,6 кПа

-расчетное значение длительной снеговой нагрузки

S11=Sn*1* гf (3.4)

S11- расчетное значение длительной снеговой нагрузки;

1 - коэффициент сочетания для длительной нагрузки,1=0,95

S11=1,71*0,95*1=1,62 кПа

б) Нагрузка для расчета по 1 группе предельных состояний:

-расчетное значение кратковременной и снеговой нагрузки

Sl = S*11* гf (3.5)

11 -коэффициент сочетания для кратковременной нагрузки, 11=0,9;

гf=1,4;

Sl =1,2*0,9*1,4=1,5 кПа

Нагрузка на междуэтажные перекрытия

Междуэтажные перекрытия - нагрузки от людей, животных, оборудования и включают квартиры жилых зданий, чердачные помещения, коридоры и лестницы.

а) Для расчета по 2 группе предельных состояний:

Расчет длительных нагрузок производиться по формуле:

P11 = гf*1*Pn, кПа (3.6)

где гf - коэффициент надежности по нагружению, гf=1;

1 =0,95;

Pn - понижающее значение нормативной нагрузки:

Pn=0,3 кПа для квартир жилых зданий.

P11 =1*0,95*0,3=0,285 кПа

Pn=0 для чердачных помещений.

P11=0

Pn=1 для коридорных лестниц.

P11=1*0,95*1 =0,95 кПа

Pn=0,7 для балконных перекрытий

P11=1*0,95*0,7=0,665

б) Для расчета по 1 группе предельных состояний:

Расчет кратковременных нагрузок производиться по формуле:

P1 = гf*11*n1*Pn, кПа (3.7)

где Pn - полное значение нормативной нагрузки;

гf- коэффициент надежности по нагружению:

гf = 1,3 для квартир жилых зданий;

гf =1,3 для чердачных помещений;

гf = 1,2 для коридорных лестниц;

гf= 1 для балконных перекрытий;

11 - понижающий коэффициент, 11 = 0,9;

n1 - коэффициент сочетания:

n1 = 0,4 + (А1 - 0,4)/vn (3.8)

А1 = 1 для ленточных фундаментов;

n1 =0,4 + (1-0,4)/v9=0,6

Pn = 1,5 кПа для квартир жилых зданий:

P1 =1,3*0,9*0,6*1,5=1,053 кПа

Pn = 0,7 кПа для чердачных помещений:

P1 =1,3*0,9*0,7=0,819 кПа

Pn = 3 кПа для коридорных лестниц:

P1 =1,2*0,9*0,6*3= 1,944 кПа

Pn=2 для балконных перекрытий P1=2*0,6*0,9*1=1,08кП



4. Определение размеров подошвы ленточного фундамента

Ширина ленточного фундамента определяется по формуле:

b=n0II/(R-гmg*d), м (5.1)

где n0II - расчетная нагрузка по 2 группе предельных состояний в заданном сечении;

гmg - среднее значение удельного веса грунта на уступах фундамента и самого фундамента, гmg=20 кН/м3;

d - глубина заложения фундамента, d=1,4 м;

R - расчетное сопротивление грунта определяемое по формуле:

R=((гc1*гc2)/k)*Mг*kz*b*гII + Mq*d1*гII` + (Mq-1)*db*гII` + Mc*CII (5.2)

где гc1 и гc2 - коэффициенты условий работы (принимаются по таб. 3.3. методических указаний):

гc1 зависит от вида грунта, гc1 = 1,25;

гc2 зависит от соотношения длины сооружения к высоте(38,2/28=1,36), гc2 =1,1;

k - коэффициент, учитывающий способ определения характеристик прочности грунта цIIи cII. Так как характеристики определяются лабораторным путем, то k=1;

Mг, Mq, Mc -коэффициент принимаемый по табл.3.2 методических указаний в зависимости от угла внутреннего трения несущего слоя цII=230:

Mг=0,665, Mq=3,665, Mc=6,245;

kz - коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента, так как b<10 м,kz =1;

гII = гII`=16,7 кН/м3- удельный вес грунта: гII -несущего слоя, гII`-над подошвой фундамента;

d1 - приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвала:

d1 =1,105м;

db - глубина подвала-расстояние от уровня грунта до пола подвала:db=0,4 м;

сII - удельное сцепление несущего слоя грунта, сII =26 кПа

Решая совместно уравнения (5.1) и (5.2) получим квадратное уравнение для вычисления подошвы фундамента:

a0*b2 + a1*b - n0II = 0 (5.3)

То есть ширина подошвы фундамента определяется по следующей формуле:

, м (5.4)

где а0=((гc1*гc2)/k)*(Mг*kz*гII));

a1=((гc1*гc2)/k)*Mq*d1*гII` + (Mq-1)*db* гII` + Mc*cII)-гmg*d.

а0=((1,25*1,1)/1)*(0,665*1*16,7))=15,27

a1 =((1,25*1,1)/1)*3,665*1,105*16,7 + (3,665-1)*0,4*16,7 + 6,245*26) - 20*1,4=312,7305

Сечение 1-1:

м

Сечение 2-2:

м

Сечение 3-3:

Сечение 4-4:

Сечение 5-5:

=1,1 м

Сечение 6-6:

=0,672м



5. Конструирование ленточного фундамента из сборных ж/б элементов

Определив ширину подошвы фундамента подбираем стандартную фундаментную плиту ближайшего большего размера по ГОСТ 13580-85 «Железобетонные плиты из тяжелого бетона ленточных фундаментов». По ГОСТ 13579-79 «Блоки бетонные для стен подвалов». В зависимости от толщины стены подбираем марку блоков.

Сечение 1-1

ФЛ 16.24. В = 1,6 м, L = 2,38 м, H = 0,3 м, масса плиты 2,15 т.

ФБС 24.4.6-Т в = 0,4м, l = 2,38 м, h = 0,58 м, масса блока 1,30 т.

ФБС 12.4.3-Т в = 0,4м, l = 1,18 м, h = 0,28 м, масса блока 0,31 т.

Сечение 2-2

ФЛ 26.24. В = 1,6 м, L = 2,38 м, H = 0,3 м, масса плиты 2,5 т.

ФБС 24.5.6 -Т в = 0,5 м, l = 2,38м, h = 0,580 м, масса блока 1,63 т.

ФБС 12.5.3-Т в = 0,5м, l = 1,18 м, h = 0,280 м, масса блока 0,38 т.

Сечение 3-3

ФЛ 10.24. В = 1,0 м, L = 2,38 м, H = 0,3 м, масса плиты 1,38 т.

ФБС 24.5.6 -Т в = 0,5 м, l = 2,38м, h = 0,580 м, масса блока 1,63 т.

ФБС 12.5.3-Т в = 0,5м, l = 1,18 м, h = 0,280 м, масса блока 0,38 т.

Сечение 4-4

ФЛ 8.24. В = 0,8 м, L = 2,38 м, H = 0,3 м, масса плиты 1,4 т.

ФБС 24.4.6-Т в = 0,4м, l = 2,38 м, h = 0,58 м, масса блока 1,30 т.

ФБС 12.4.3-Т в = 0,4м, l = 1,18 м, h = 0,28 м, масса блока 0,31 т.

Сечение 5-5

ФЛ 12.24. В = 1,2 м, L = 2,38 м, H = 0,3 м, масса плиты 1,8 т.

ФБС 24.4.6-Т в = 0,4м, l = 2,38 м, h = 0,58 м, масса блока 1,30 т.

ФБС 12.4.3-Т в = 0,4м, l = 1,18 м, h = 0,28 м, масса блока 0,31 т.

Сечение 6-6

ФЛ 8.24. В = 0,8 м, L = 2,38 м, H = 0,3 м, масса плиты 1,4 т.

ФБС 24.4.6 -Т в = 0,4 м, l = 2,38м, h = 0,580 м, масса блока 1,30 т.

ФБС 12.4.3-Т в = 0,4м, l = 1,18 м, h = 0,28 м, масса блока 0,31 т.

Предварительное конструирование фундамента.

Высота стенки подвала: 3,4-0,3-0,3=2,8м

Определяем количество стеновых блоков:

- полные блоки:

- доборочный блок:

- 0,1 -кирпичная кладка



6. Проверка напряжений под подошвой фундамента

Основное условие, которое должно выполняться при проектировании фундаментов имеет вид:

Р R (6.1)

где: Р - среднее давление под подошвой фундамента принятых размеров

, (6.2)

где: - расчетная нагрузка на обрез фундамента в данном сечении, кН/м;

- вес фундамента на 1 п.м., кН/м;

- вес грунта на уступах фундамента, кН/м;

b - ширина подошвы фундамента, м;

R - расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа

, кН/м (6.3)

где: - вес плиты на 1п. м., кН/м;

- вес фундаментных блоков на 1 п. м., кН/м;

- вес кирпичной кладки на 1 п. м., кН/м;



, кН/м (6.4)

, кН/м (6.5)

, кН/м (6.6)

, кН/м (6.7)

где: - вес грунта на 1 уступе(без бетона), кН/м;

- вес грунта на 2 уступе(с бетоном), кН/м;

,кН/м (6.8)

где: - ширина грунта на уступе, м;

- высота грунта на уступе, м;

- 1 п. м.;

г'II - осреднённое значение удельного веса грунта лежащего выше подошвы фундамента;

,кН/м (6.9)

где гсf =22 кН/м.

Сечение 1 -1

,

n'g= n''g=0,6·1·0,62·16,7+0,6·0,08·1·22=7,2684 кН/м



349,52 кПа < 365,163 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

Сечение 2 -2

,

n'g=0,75·1·1,1·16,7=13,78 кН/м

n''g=0,75·1·0,62·16,7+0,75·0,08·1·22=9,0855 кН/м

272,888 кПа < 362,437 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

Сечение 3 -3

,

n'g=0,25·1·1,1·16,7=4,5925 кН/м

n''g=0,25·1·0,62·16,7+0,25·0,08·1·22=3,0285 кН/м

307,2028 кПа < 347,0977 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

Сечение 4-4

,

n'g= n''g=0,2·1·0,62·16,7+0,2·0,08·1·22=2,4228 кН/м

352,7268 кПа < 462,89 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

Сечение 5 -5

,

n'g=0,4·1·1,1·16,7= 7,348кН/м

n''g=0,4·1·0,62·16,7+0,4·0,08·1·22=4,8456 кН/м

335,29 кПа < 359,0549 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

Сечение 6-6

,

n'g= n''g=0,2·1·0,62·16,7+0,2·0,08·1·22=2,43 кН/м

275,2525 кПа < 352,95кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ ГРУНТОВОГО ОСНАВАНИЯ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ

Рассматриваем наиболее загруженное сечение 2-2.

1. Толщу грунта под подошвой фундамента на глубину не менее 4b = 4 · 1,6 =6,4 м разбиваем на элементарные слои толщиной не более

hi = 0,4 b = 0,4·1,6=0,64 м.

2. Определяем расстояние от подошвы фундамента до верхней границы каждого элементарного слоя zi (м).

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

, (7.1)

4. Определяем напряжение от собственного веса грунта на нижней границе каждого элементарного слоя по формуле:



(7.2)

5. Определяем напряжение от собственного веса грунта на границе основных слоев:

,кПа

,кПа

,кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

, кПа

6. Строим эпюры напряжений от собственного веса грунта слева от оси фундамента на границе основных слоев - .

7. Определяем дополнительные сжимающие напряжения на верхней границе каждого элементарного слоя от сооружения

,(кПа) (7.3)

где: p0 - дополнительное давление на уровне подошвы фундамента

(7.4)

где: p - среднее фактическое давление под подошвой фундамента;

I - коэффициент (табл. 5.1 [ 1 ]),

где: - характеризует форму и размеры подошвы фундамента,

r - относительная глубина, .

8. Строим эпюры дополнительных напряжений .

9. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи грунтового основания. За нижнюю границу сжимаемой толщи грунтового основания принимается точка пересечения эпюр и .

Для этого строим эпюру справа от оси z. Нс= м

10. Определяем среднее напряжение в элементарных слоях от нагрузки сооружения:

(7.5)

11. Определяем величину осадки основания как сумму осадок элементарных слоев:

(7.6)

где: n - количество полных элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу;

Si - осадка элементарного слоя

(7.7)

где: - безразмерный коэффициент, =0,8;

hi - толщина элементарного слоя;

Еi - модуль деформации элементарного слоя;

срzpi - напряжение в середине элементарного слоя.

Основное условие проверки на деформацию:

S = 5,1 < SU = 10 см

Вывод: осадка допустима.

Таблица определения осадки основания

hi, м	z i, м	о= 2z/b	бi	, кПа	, кПа	0,2, кПа	, кПа	Еi, кПа	Si, м
	0	0	1,000		23,38	4,676		10939,09
0,64							306,735		0,0144
	0,64	0,8	0,881	287,33	34,068	6,814
0,64							248,355		0,0116
	1,28	1,6	0,642	209,38	44,756	8,951
0,52							188,425		0,0072
	1,8	2,2	0,5135	167,47	53,44	10,688
0,64							146,6	20330	0,0037
	2,44	3,05	0,3855	125,73	64,128	12,826
0,64							114,035		0,0029
	3,08	3,85	0,3138	102,34	74,816	14,963
0,22							100	25080	0,0007
	3,3	4,13	0,2995	97,68	78,49	15,698
0,64							90,13		0,0018
	3,94	4,93	0,2532	82,58	89,178	17,836
0,64							77,005		0,0016
	4,58	5,73	0,2192	71,49	99,866	19,973
0,64							68,685		0,0014
	5,22	6,53	0,202	65,88	110,554	22,1108
0,64							61,1		0,0012
	5,86	7,33	0,1727	56,32	121,242	24,248
0,64							53,6		0,0011
	6,5	8,13	0,156	50,88	131,93	26,386
							48,63		0,0010
0,64
	7,14	8,93	0,1422	46,38	142,618	28,524
0,64							44,225		0,0009
	7,78	9,73	0,129	42,07	153,306	30,661
0,64							40,75		0,0008
	8,42	10,53	0,1209	39,43	163,994	32,799
	9,06	11,32	0,112	35,53		34,93
							37,48		0,0007
0,64
	9,7	12,12	0,1048	34,18		37,074
0,64



Список литературы

1. Канаков Г. В., Прохоров В. Ю. Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий . Учебное пособие - Н. Новгород: изд. МИПК, ННГАСУ. 2010.

2. Ухов С. Б., Семенов В. В., Знаменский В. В. Механика грунтов, основания и фундаменты/Учебное пособие:-М: Издательство Ассоциации строительных вузов.2005 г.

3. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

4. СНиП 2.02.01.-83*. Основания зданий и сооружений.

5. СНиП 2.01.07.-85*. Нагрузки и воздействия.

6. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов.

7. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции.

Размещено на Allbest.ru