Расчет основания и фундаментов стройплощадки на грунте, состоящем из пяти слоев (насыпной слой, почвенный слой, песок мелкий, песок пылеватый, глина зеленая)

Страницы работы

22 страницы (Word-файл)

Фрагмент текста работы

3 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ


3.1 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СТРОЙПЛОЩАДКИ

№ слоёв

Наименование грунтов

Скважины

Физико-механические характеристики  грунтов

№1

№2

№3

r, г/см3

rs, г/см3

W, %

WL, %

Wr, %

j,

 град

С, кПа

р

Е, мПа

h

H

h

H

h

H

1

Насыпной слой

1,80

1,8

1,90

1,9

2,10

2,1

1,4

2

Почвенный слой

0,95

2,75

0,80

2,7

0,80

2,9

1,2

3

Песок мелкий, аллювиальный

3,15

5,9

2,85

5,55

3,60

6,5

1,79

2,65

12

34

16,0

4

Песок пылеватый, аллювиальный

4,90

10,8

4,20

9,75

3,80

10,3

1,95

2,65

25

32

1

16,0

5

Глина зелёная

3,85

14,65

3,60

13,35

4,10

14,1

1,84

2,70

36

49

28

20

30

11,5


h – мощность слоя в м;

H – глубина от устья скважины до подошвы слоя в м.

Строительство девятиэтажного панельного жилого дома ведется в г.Харькове. Данные особенностей строительной площадки даны в таблице.

1)Проведем анализ и выбор основания фундамента:

  1.Насыпной слой - не рассматриваем.

  2.Почвенный слой не рассматриваем.

  3.Песок мелкий аллювиальный.

  е – коэффициент пористости

rs *W

 
S – степень влажности;

2,65*0,12

 

  4.Песок пылеватый аллювиальный

  5.Глина зеленая.

Ir – число пластичности;

Ir = WLWr = 49 – 28 = 21;

IL – показатель консистенции;

Анализ характеристики грунтов показывает, что в качестве несущего предпочтительнее  третий слой – песок  аллювиальный

Глубина промерзания грунта для г.Харькова 1,1м с учетом наличия технического подполья h = 1,8м, принимаем глубину заложения фундамента 2,85м. Грунтовые воды отсутствуют.

2) Расчетное сопротивление грунта основания

где  в = 1м ;

       j c1 = 1,3;

jс2 = 1;

k = 1,1;

j = 34о;

      Мс = 9,22;  Mg = 7,22Mj= 1,55;

Kz = 1;

  СII = 0;

aI = hr + her(j ct/ jII ) *aв = 1,8;

aI= 2+0,2(2,2 / 1,4) = 2,31;

R= (1,3*1 / 1,1)*(1,55*1*1*18,7+7,22*2,31*14+1* (7,22-1)*1,8*14+0) = 503 кПа.

3) Предварительный расчёт размера подошвы фундамента:

A = в 2 = (116*162) / (503 – 20*2*8,5) = 0,2 м;

Принимаем наименьший типовой размер фундамента Ф6:

Размеры:  в = 0,6; е = 2,38; h = 0,3;

Проверяем условия R > Pср ;

Pср = (N +Q ) / A ;        Q = 0,1*N;

Pср = (N+ sгр+ sср+ Сс)/А = (0,116 + 0,003 + 0,029 + 0,012) / (0,6*2,38) = = 0,112 (мПа);

R = 0,49 (мПа);

Сс = 4 * 10 * (1960 / 2,38) + 10 * (490 / 1,18) = 0,029 (мН).

4) Расчёт и построение эпюр бытовых давлений, определение осадки:

а) Давление

в точке 1 – sz1 = 10r1h1 = 10*1,9*1.4 = 26.6 кПа;

в точке 2 – sz= 26,6+0,8*10*1,7=40,2 кПа;

в точке 3 – sz3 = sz+10r3h3 1 = 40.2+10*1.79*0.15 = 42.88 кПа;

в точке 4 –sz4  = 42,88+10*1,79*2,85 = 93,89 кПа;

в точке 5 – sz= 93,89+10r4 h3 = 93.89+10*4.2*1.95 = 175.8 кПа;

в точке 6 – sz6 = 175,8+10*3,6*1,84 = 242,03 кПа.

Дополнительные давления на основание

sz  = ai  (rср -sz3r ) = (0,112-0,4288)ai= 69,12ai

Расчет ленточного фундамента

Выбранный фундамент марки Ф6 имеет размеры в = 0,6; l = 2,38;

h = 0,3; Рср = 0,112 мПа;

N = 116,162 кН;

N р = 172,8 кН;

Условие Рср < R выполняется.

Рассчитываем конструкцию фундамента по I и П группам предельных состояний.

В качестве материала фундамента берем бетон класса В-15.

Высота защитного слоя бетона а = 3,5 см.

Рабочая высота сечения  hо = 0,3 – 0,035 = 0,265 м.

Находим расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на обрезах.

sсрр = 1,1 (0,003 + 0,029) = 0,035мН;

s срр = 1,2 * 0,012 = 0,014.

Давление под подошвой фундамента у грани стены

Q = 0,113 * 0,6 ((2,38 – 0,6) / 2) = 0,06 мН.

Проверяем условие 

Q = jb3*Rbt *h о * b,

0,06< 0,6* 0,75 * 0,6 * 0,265 = 0,07.

Условие выполняется, следовательно, установка поперечной арматуры не требуется.

Q = 0,113 [0,5 ( 2,38 – 0,6 ) – 0,625] – 0,6 = 0,018 < 0,075.

Определяем расчетную продавливающую силу

F = (0,113 * 2,38 – 0,6 – 2 * 0,265) / 2 = 0,07 мН.

Проверим прочность фундамента на продавливание по условию

F< jb * Rbt* h0 * b* Um;

0,07< 1,0 * 0,75 * 1,0 * 0,265 = 0,198.

Прочность на продавливание обеспечена.

Изгибающий момент в сечении у грани стены:

М = 0,125 * 0,113 * (2,38 – 0,6)2  = 0,0268 мНм.

В качестве рабочих стержней принимаем арматуру класса АIII с расчетным сопротивлением R3 = 355 мПа.

Требуемая площадь сечения арматуры на 1м длины плиты:

Аr = 0,0268 / (0,9* 0,265*355) = 0,000316 м 2 = 3,1 см 2

Принимаем 6f6 АIII с Ar = 3,82см 2.

Шаг – 15см.

Площадь распределительной арматуры

Аrp = 0,1*3,82 = 0,382 см 2.

Принимаем 6f6 АI c Asr = 0,764 см 2.

Шаг – 30см.

Изгибающий момент от нормативной нагрузки у грани стены

М = 0,125* 0,113(2,38 – 0,6) 2 * 0,6 = 0,027 мНм.

Еr = 200000 мПаЕв = 20500.

a = Er / Eb = 200000/20500 = 9,75.

Коэффициент армирования

М1 = 3,82/ 30,60 = 0,0021 = 0,21% > 0.05%.

Упругопластический момент сопротивления сечения фундамента у грани стены

Wr l = (0,292 + 1,5* 9,75* 2 * 0,0021) * 0,6 * 0,3 2 = 0,029 м 3,

Rbt = 1,15мПа.

Момент трещинообразования

Мсчс = 1,15*0,029 = 0,032

М < Мсчс = 0,027 < 0,032

Трещин не образуется.

4 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

4.1 РАСЧЕТ ПАНЕЛИ ПЕРЕКРЫТИЯ

4.1.1 Подсчет  нагрузок

Нормативная нагрузка, Н/м2

Коэффиц. перегрузки

Расчетная нагрузка, Н/м2

Упругий линолеум S=18 мм

0,018*8000=144

1,2

172,8

Железобетонная панель S=160 мм

0,16*25000=4000

1,1

4400

Постоянная нагрузка

4144

-

g0 = 4572.8

Временная нагрузка

1500

1,3

d0 =1950

Полная нагрузка

5644

g = 6522,8

Таблица 4.1 – Подсчет  нагрузок.

Схема конструкции перекрытия

 


Плита – тяжёлый бетон S = 160 мм

 
                                                  Линолеум на упругой основе S = 18 мм

пл

Класс рабочей арматуры  АIII  и  ВрI  .

Конструктивная арматура и подъемные петли класса АI.

Бетон класса В15 , Rв = 7*106  н/м2 = 1 мПа.

4.1.2 Расчёт по четырем сторонам опирания

l1 = 3300 – 10 * 2 = 3280 мм;

l2 = 5700 – 10 * 2 = 5680 мм;

Отношения

l1 / l2 = 5,68 / 3,28 = 1,7 < 3.

 
 


Учитываем работу панели в 2-х направлениях. Формула расчета по предельному равновесию:

ql1 2/ 24(3l2l1) = M1(l2+ M2 / M1* l1), где

М1 – пролетный момент полосы шириной в 1м в направлении пролета l1;

М2 – пролетный момент полосы в направлении пролета l2.

Отношение М1 / М2 принимаем при  l2 / l1 = 1,5 : 2 равным 0,5 : 0,15

Относительно М1

М1 = (ql1 2/24) *((3*l2 / l1 – 1) /(l2 / l1 + 0,3)) = (ql1 2/24) *((3*1,7 – – 1) /(1,7 + 0,3)) = ql1 2/11,7.

М1 = (6522,8 * 3,28 2) / 11,7 = 5997,9 Нм.

М2 = 0,3 * 5997,9=1799,4 Нм.

Толщина защина защитного слоя 15мм.

а = 20 мм, рабочая высота h0 = h – а = 160 – 20 = 140 мм.

А0 = М1 / Rb*b*h02 = 5997,9 / (7*10 6 * 1 * 0,14 2) = 0,043716

По таблицам соответствующее x=0,043.

Необходимое сечение арматуры класса АIII полосы в направлении пролета l1,  при Rb/Rs = 7*106 / 365* 10 6 = 0,0191;

Fr = x bh0 (Rb/Rs) = 0,043*1*0,14* 0,0191 = 0,000115 = 1,15 см 2

Принимаем 3f(6 : 8)  АIIIcFr = 1,15 см 2.

Арматура располагается в плане с шагом 1000/3 = 330мм.

Расстояние от центра тяжести сечения арматуры, устанавливаемой в направлении пролета l2, до нижней плоскости панели может быть принято:

а = 2,5 см,

тогда  h0 = 16 – 2,5 = 13,5 см;

A0 = M2/Rb* b* h0 2 = 1799,4 / (7 * 10 6 *1* 0,135 2) = 0,014166

Соответствующее значение x = 0,014.

Необходимое сечение арматуры В-I полосы в направлении пролета l2при

Rb/Rs = 7*106 / (315*10 6) = 0,0222;

F r = 0,014* 1* 0,135* 0,0222 = 0,42 cм2.

Максимально необходимое сечение арматуры

Fr = 0,001* b* h0  =  0,001* 1 * 0,135 = 1,35 см 2.

Принимаем 5 f 6 ВI c Fs= 1,42 см 2 .

По краям плиты в направлении пролета l2 устанавливаем стержни   f 7 АIII . Арматура в обоих направлениях сваривается в сетку с ячейками 330х200мм.

4.1.3 Расчет при сводном опирании по трём сторонам

l2 / l1 = 1,7.

Момент полосы в направлении пролёта  lрасположенной в середине пролёта  l2 .

 
 


m1 = 0,1* g*l12 = 0,1*6522,8*3,28 2 = 7017,5 (Нм).

Момент полосы в направлении пролета l1 расположенного по краю свободной от закрепления стороны

М1о = 0,125q* l2  = 0,125 * 6522,8 *3,28 = 8771,9 (Hм).

Момент полосы шириной 1м в направлении пролета l2 расположенной в середине пролета

М2 = 0,011 * 6522,8*3,28 2 = 771,9 (Нм).

Для определения необходимого сечения арматуры класса  АIII  полосы шириной в 1м в направлении пролета l1, расположенного в середине пролета l2, находим коэффициент

А0 = М1 / (Rb*b*h0 2) = 701,.5 / (7*10 6*1*0,14 2) = 0,0511.

Соответствующее значение x= 0,053.

Необходимое сечение арматуры при

Rb/Rs = 7*106 / (365*106) = 0,0191.

Fr =x bh0  (Rb/Rs) = 0,053*1* 0,14* 0,0191 = 1,41см 2.

Для полосы, расположенной по краю свободной от закрепления стороны  панели

А0 = М1о / (Rb*b*h0 2) = 8771,9 / (7*10 6*1* 0,14 2) = 0,0639.

Соответствующее значение x = 0,066.

Необходимое сечение арматуры класса АIII  при Rb/Rs = 0,0191.

Fr = 0,066*1*0,14*0,0191=1,76(см 2).

В направлении пролета l1 на половине плиты от ее середины до свободного закрепления края на 1м ширины принята арматура 5f 6 АIII с Fr = 1,92см 2, на другой половине 5f 6  АIII c Fr = 1,42см 2.

В первом случае стержни располагаются с шагом 330мм, во втором – 200мм.

В направлении l2 момент М2 меньше чем в первом расчете, поэтому

Похожие материалы

Информация о работе