Расчетно-конструктивное проектирование. Исходные данные для проектирования

Страницы работы

31 страница (Word-файл)

Фрагмент текста работы

2 Расчетно-конструктивное проектирование

2.1 Исходные данные для проектирования

Площадка строительства находится в Советском районе г. Новосибирска,    административно-лабораторный корпус ИПА СО РАН.

Климатический район строительства — ІВ. Средняя годовая температура воздуха -0,60С. Абсолютная максимальная температура воздуха падает на июль месяц и достигает +370С, абсолютная минимальная падает на январь  и составляет      - 510С.

Нормативная снеговая нагрузка – 1,5 кПа (IV снеговой район по карте 1 и таблице 4 [ ]).

Нормативное давление ветра (III ветровой район по карте 2 и таблице 5 [ ]) – 0,38 кПа. Средняя скорость ветра зимой 5 м/с. Преобладающими ветрами в январе являются ветры южного, юго-западного и юго-восточного направлений со скоростью ветра за три самых холодных месяца – 3,9 м/с. В июле преобладающими являются ветры южных направлений, со средней скоростью за три самых жарких месяца –3,1м/с.

Ветровой район —3. Нормативная ветровая нагрузка — 0,38 кПа.

Зона влажности – сухая.                                                                

Среднемесячная температура января -20°С.

Среднемесячная температура июля +20°С.

Температура внутреннего воздуха +20°С в помещениях обслуживающего персонала и +18 Со в производственных помещениях. 

Нормативная глубина промерзания грунта 2,2м. Максимальная толщина снегового покрова 603мм. Сейсмичность площадки – 6 баллов.

2.2 Анализ инженерно - геологических условий площадки

По результатам буровых работ и статической обработки данных лабораторных исследований физико-механических свойств грунтов с привлечением архивных материалов в соответствии с ГОСТ 25100-95 и ГОСТ 20522-96 в разрезе площадки до глубины 18,0м выделено 4 инженерно-геологических элементов.

Физические свойства грунтов, определяемые в лабораторных условиях, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Физические свойства грунтов

Наименование показателя

Обозначение

Ед. изм.

Номер слоя

1

2

3

4

Мощность слоя

м

7,4

1,2

4,2

4,8

Плотность грунта

ρ

г/см3

1,77

1,77

1,93

2,0

Плотность твердых частиц

ρs

г/см3

2,69

2,66

2,70

2,66

Природная влажность

W

%

9,7

3,0

21,8

16,3

Влажность на границе текучести

WL

%

21,3

23,4

Влажность на границе раскатывания

WP

%

17,7

17,7

Угол внутреннего трения

φ

град.

25

38

27

38

Удельная сила сцепления

c

кПа

10,3

0,0

8,9

2,0

Модуль деформации

E

МПа

15,5

28

8

40

Остальные показатели физических свойств грунтов определяются расчетом на базе основных показателей.

а) Плотность сухого грунта:

ρd= ,                                                  (2.1)

где, ρ – плотность грунта, г/см3;

W-природная влажность, % ;

ρd =1,77/(1+0,097) = 1,62 г/см3

б) Удельный вес  грунта:

    =ρ ∙ g , ,                                                  (2.2)

где, ρ =плотность грунта, г/см3;

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

=1,77∙9,81=17,3 кН/м3;

в) Удельный вес сухого грунта:

d= ρd∙g = 1,62∙9,81 = 15,9 кН/м3;                             (2.3)

г) Удельный вес твердых  частиц грунта, 

s= ρs∙g =2,69∙ 9,81=26,4 кН/м3;                                (2.4)

д) Коэффициент пористости:

           e= (ρsd)-1,                                                   (2.5)

где, ρs-плотность твердых частиц;

ρd-плотность сухого грунта;

e = (2,69/1,62)-1=0,666

е) Пористость грунта:

n=e/(1+e) ,                                                   (2.6)

где, e- коэффициент пористости грунта;

n= 0,666/(1+0,666)=0,397

ж) Объем минеральных частиц:

m=1/(1+e) ,                                                   (2.7)

где, e - коэффициент пористости грунта;

m=1/(1+0,666)=0,6;

з) Полная влагоемкость грунта:

sat= w/s,                                                   (2.8)

где, w -удельный вес воды;

sat=0,666 ∙10/26,4=0,42

и) Степень влажности:

Sr=s/e w,                                               (2.9)

где, W- природная влажность;

Sr=0,097 ∙ (26,4/0,66) ∙10 = 0,39

к) Удельный вес грунта при учете взвешивающего действия воды:

sw=(s-w)/             (2.10)

л) Число пластичности:

Ip=WL-WР ,                                                (2.11)

где, WL-влажность на границе текучести, % ;

Wp- влажность на границе раскатывания, % ;

Ip=21,3 - 17,7=3,6%

м) Показатель текучести:

IL= (W-WР) / (WL-WР) ,                                                (2.12)

где, W-природная влажность, %;

IL= (9,7-17,7)/(21,3-17,7)=-2,22

Таблица 2.2 Физико-механические свойства грунтов

Наименование показателя

Обозначение

Ед. изм.

Номер слоя

1

2

3

4

Плотность сухого грунта

ρd

г/см3

1,62

1,72

1,59

1,72

Удельный вес грунта

γ

кН/м3

17,3

17,3

18,9

19,6

Удельный вес сухого грунта

γd

кН/м3

15,9

16,9

15,6

16,9

Удельный вес твердых частиц грунта

γs

кН/м3

26,4

26,1

26,5

26,1

Коэффициент пористости

e

д.е.

0,66

0,55

0,70

0,55

Пористость

n

%

39,7

35

41,2

36,3

Объем минеральных частиц

m

д.е.

0,6

0,65

0,59

0,65

Полная влагоемкость грунта

ωsat

д.е.

0,42

0,21

0,26

0,21

Степень влажности

Sr

д.е.

0,39

0,23

0,83

0,80

Удельный вес грунта при учете взвешивающего действия воды

γsw

кН/м3

9,8

10,39

9,7

10,45

Число пластичности

Ip

д.е.

3,6

5,7

Показатель текучести

IL

д.е.

-2,2

0,72

Классификация грунтов 

ИГЭ-1

- по числу пластичности

1<Ip=3,6<7- супесь

-по  числу текучести

IL =-2,22<0-  супесь твердая

-по степени влажности

0<Sr=0,39<0,5 – маловлажные

- по предварительной оценке на просадочность

При предварительной оценки к просадочным относят грунты со степенью влажности  Sr=0,39<0,8 , для которых величина показателя

Iss = (eL-e)/1+e ,                                                (2.13)

где, eL- коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести

eL =WL ρs/ ρw, где, ρw- плотность воды, принимаем равной 1г/см3;

eL=0,213 ∙2,69=0,57

Iss=(0,57-0,666)/1+0,666 = - 0,057

Грунт с показателем  Iss= - 0,057<0,3 – ненабухающий от замачивания

-определение сжимаемости грунта

5< Е=15,5<20 МПА – грунт среднесжимаемый.

Исходя из классификации:

Супесь светло-коричневая твердая, просадочная, ненабухающая, незасоленная, без примеси органических веществ.

ИГЭ-2

-по плотности сложения

e=0,55<0,6 – плотного сложения

-по степени водонасыщения

0 < Sr=0,23<0,5 – маловлажные

- определение сжимаемости грунта

Е=28>20МПА – грунт малосжимаемый.

Исходя из классификации:

Песок пылеватый, светло-бурый, маловлажный, незасоленный, без примеси органических веществ.

ИГЭ-3

- по числу пластичности

1 < Ip=5,7 < 7 - супесь

-по  числу текучести

0<IL =0,72 <1 -  супесь пластичная

-по степени влажности

0,8<Sr=0,83 <1 –  насыщенный водой

- по предварительной оценке на просадочность т. к грунт насыщенный водой – просадочными свойствами не обладает.

- определение сжимаемости грунта

5< Е= 8<20 МПА – грунт среднесжимаемый.

Исходя из классификации:

Супесь песчаная, светло-бурая, твердая, непросадочная,  ненабухающая, незасоленная, с примесью органических веществ.

ИГЭ-4

-по плотности сложения

e=0,54<0,6 – плотного сложения

-по степени водонасыщения

0,8<Sr=0,83<1 - насыщенный водой

- определение сжимаемости грунта

Е=40>20МПА – грунт малосжимаемый.

Исходя из классификации:

Песок средний, светло-бурый, насыщенный водой, незасоленный, с включением гальки и гравия, без примеси органических веществ. 

2.3 Сбор нагрузок 

Сбор нагрузок приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Сбор нагрузок

Сечение

Нагрузка, кН/м

1-1 (ФМ1)

903,4

2-2 (ФМ4)

2385,4

3-3 (ФМ7)

974,8

2.4 Расчет фундамента мелкого заложения

2.4.1 Назначение глубины заложения фундамента

Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундаментов, является глубина сезонного промерзания.

Нормативная глубина сезонного промерзания определяется:

            dfn= , где                                                 (2.14)

Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике;

d0 –величина, принимаемая для супесей -0,28; 

dfn = =2,33 м

Расчетная глубина сезонного промерзания определяется:

                          d f =k h∙d fn , где                                              (2.15)

d fn- нормативная глубина промерзания;

kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима  сооружения:

d f =0,5 ∙ 2,33=1,17 м

Глубину заложения определяют

              d1=  γcf11 , где                                      (2.16)

hs - толщина слоя грунта от уровня подошвы фундамента до низа конструкции пола, м;

hcf - толщина конструкции пола, м;

γcf –  расчетное значение удельного веса конструкции пола

Похожие материалы

Информация о работе