Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунта строительной площадки. Сбор нагрузок по сечению 1-1

где:  - рабочая высота внецентренно нагруженного фундамента,

- средний размер проверяемой грани,

    при      

- расчётное сопротивления бетона осевому растяжению.

, где:  - часть площади основания фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания и продолжении в плане соответствующих рёбер.

 - максимальное краевое давление на грунт от расчётной нагрузки, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учёта веса фундамента и грунта на его уступах),

2-ое сочетание:

Принимаем бетон марки В7,5

 

- условие прочности по продавливанию выполнено.

1-ое сочетание:

- условие прочности по продавливанию выполнено.

2-ое условие:

    при      

2-ое сочетание:

 - условие прочности по продавливанию выполнено.

1-ое сочетание:

- условие прочности по продавливанию выполнено.

Определение сечения арматуры.

Определяем изгибающие моменты и площадь рабочей арматуры подошвы фундамента  в сечениях по граням ступеней ,,, и по граням подколонника ,.

Расчётные усилия на уровне подошвы принимаем без учёта веса фундамента и грунта на его уступах по 2-му сочетанию нагрузок, определяющему  .

, , .

Рис.23.

Сечение арматуры параллельно стороне l.

Изгибающие моменты в расчётных сечениях плитной части определяются от действия реактивного давления грунта по подошве фундамента без учёта нагрузки от собственного веса фундамента и грунта на его уступах:

Изгибающие моменты в сечениях приведены в таблице 6.

Таблица 6.

Сечение	,м	, МН*м				М, МН*м
1-1	2,1	1,191	1,083	0,021	1,104	1,315
2-2	1,5	0,6075	1,083	0,015	1,098	0,667
3-3	0,75	0,152	1,083	0,0075	1,0905	0,166

Определяем площадь сечения арматуры  из стали А-III,  (Ø 10-40мм).

Площадь сечения арматуры вычисляется по формуле:

Сечение 1-1:

Сечение 2-2:

Сечение 3-3:

Расчётным оказалось сечение 1-1.

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=14,9 мм ≈ 16мм.

Окончательно принимаем в направлении меньшего размера подошвы 27 Ø16 А-III.

Сечение арматуры параллельно стороне b.

Сечение .

Сечение.

Сечение .

Расчётным оказалось сечение .

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=15,8 мм ≈ 16мм.

Окончательно принимаем 27 Ø16 А-III.

Определение стоимости работ по возведению фундамента.

1. Земляные работы:

Стоимость разработки грунта под фундаменты  1 м³  - 3-60 руб.

Т.к. глубина котлована составляет 4,1 м, то стоимость земляных работ увеличивается на 40%

Т.к. ширина котлована 5,4 м, то стоимость земляных работ повышается на 7%

Вводится поправочный коэффициент К_Д = 1,4 при объёме мокрого грунта более 50%  от общего объёма грунта.

2. Водоотлив:

Стоимость водоотлива на 1 м³ грунта при отношении мокрого грунта к глубине котлована 2,38/3,8=0,63 до 0,75 – 1-80 руб.

3. Крепление котлована:

Стоимость крепления стенок котлована досками при глубине выработки более 3 м² – 0-98 руб.

4. Монолитные работы:

Стоимость бетонирования железобетонных, отдельных (под колонны) фундаментов на 1 м³ – 31-10 руб.

5. Искусственное основание под фундаменты:

Стоимость устройства 1 м³ песчаной подушки – 7-20 руб.

Всего: 2843,976 рублей.

Сравнивая затраты на устройство фундаментов разными способами, приходим к выводу, что самым экономичным является свайный фундамент. Рассчитываем остальные фундаменты

7.  Расчёт и конструирование фундаментов здания.

Фундамент №1.

Фундамент стаканного типа под колонну.

Глубину заложения фундамента принимаем согласно конструктивным особенностям проектируемого здания.

Минимальная высота фундамента = 0,65 м (высота колонны в стакане) + 0,3 (расстояние от стакана до арматуры) + 0,1 (расстояние от арматуры до подошвы) = 1,05 м. Окончательно принимаем 1,2 м  (рис. 24.).

Рис.24.

Конструирование ростверка:

Рис. 25.

Конструирование фундамента:

Рис. 26.

Расчёт ростверка на изгиб.

 - расчётная нагрузка на сваю, нормальная к площади подошвы ростверка.

Рис. 28

а) в сечении 1-1 по грани подколонника:

- расчётная нагрузка на сваи.

б) в сечениях 2-2 и 4-4

Определение сечения арматуры в плите ростверка (арматура принимается из стали класса А-III):

а) в сечении 4-4 на всю ширину плиты ростверка:

H₀ – рабочая высота ростверка в сечении 4-4

 - расчётное сопротивление арматуры.

б) в сечении 1-1 на всю длину плиты ростверка:

h’₀ – рабочая высота ростверка в сечении 1-1

в) в сечении 2-2 на всю длину плиты ростверка:

Н’₀ – рабочая высота ростверка в сечении 2-2

Расчётным оказалось сечение 2-2, 4-4.

В продольном направлении:

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=12,1 мм ≈ 14мм.

Окончательно принимаем: 12 Ø14 А-III.

В поперечном направлении:

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=13,7 мм ≈ 14мм.

Окончательно принимаем: 12 Ø 14 А-III.

Фундамент №3.

Фундамент стаканного типа под колонну.

Глубину заложения ростверка принимаем согласно конструктивным особенностям здания -3,5 м.

Рис. 29.

Конструирование ростверка:

Рис. 30.

Конструирование фундамента:

Рис. 31.

Расчёт ростверка на изгиб.

 - расчётная нагрузка на сваю, нормальная к площади подошвы ростверка.

Рис. 31

а) в сечении 1-1

- расчётная нагрузка на сваи.

б) в сечениях 2-2 и 4-4

Определение сечения арматуры в плите ростверка (арматура принимается из стали класса А-III):

а) в сечении 4-4 на всю ширину плиты ростверка:

H₀ – рабочая высота ростверка в сечении 4-4

 - расчётное сопротивление арматуры.

б) в сечении 1-1 на всю длину плиты ростверка:

h’₀ – рабочая высота ростверка в сечении 1-1

в) в сечении 2-2 на всю длину плиты ростверка:

Н’₀ – рабочая высота ростверка в сечении 2-2

Расчётным оказалось сечение 1-1, 4-4.

В продольном направлении:

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=11,6 мм ≈ 12мм.

Окончательно принимаем: 12 Ø12 А-III.

В поперечном направлении:

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=8,59 мм ≈ 10мм.

Окончательно принимаем: 12 Ø 10 А-III.

Фундамент №4.

Фундамент стаканного типа под колонну.

Глубину заложения фундамента принимаем согласно конструктивным особенностям проектируемого здания.

Минимальная высота фундамента = 0,65 м (высота колонны в стакане) + 0,3 (расстояние от стакана до арматуры) + 0,1 (расстояние от арматуры до подошвы) = 1,05 м. Окончательно принимаем 1,2 м  (рис. 32.).

Рис. 32.

Конструирование ростверка:

Рис. 33.

Конструирование фундамента:

Рис. 34.

Расчёт ростверка на изгиб.

 - расчётная нагрузка на сваю, нормальная к площади подошвы ростверка.

Рис. 35

а) в сечении 4-4 по грани колонны:

- расчётная нагрузка на сваи.

Определение сечения арматуры в плите ростверка (арматура принимается из стали класса А-I) в сечении 4-4:

H₀ – рабочая высота ростверка в сечении 4-4

 - расчётное сопротивление арматуры.

В поперечном направлении:

- количество стержней арматуры.

- площадь поперечного сечения одного стержня арматуры.

=7,82 мм ≈ 8мм.

Окончательно принимаем: 10 Ø 8 А-I.

В продольном  направлении принимаем конструктивно -  8 Ø10 А-1  шаг 150 мм

8. Подбор молота.

Минимальная энергия удара

Э = 1.75*а*Р

А - коэффициент, равный 25Дж/кН

Р = 0,898

Э=1,75*25*1000*0,898=39287,5Дж

Принимаем паровоздушный молот одиночного действия СССМ-582

Масса ударной части, тс                                           3,0

Энергия удара, кДж                                                         42

Чстота ударов в 1 мин.                                           30

Ход ударной части, м                                             1,3

Масса молота, тс                                                    4,3

Расход пара                                                             550

Проверяем условие

(Qn+q)/Эр<Kn

Kn- коэффициент для материала сваи и шпунта Kn=6

Qn=4,1*10000H=41кН

q=0,024(0,3*0,3*8)+1,5=18,78кН

расчетное значение удара

Эр=0,9QH

Q=6,55kH

H=2,8м

Эр=0,9*6,55*2,88=16,506Дж

(Qn+q)/Эр=(41+18,78)/16,506=3,62<6

условие выполнено

n=150kH/м2-коэффициент, принимаемый в зависимости от типа свай

Кн=1,75

Р=424,499кН

Эр=16,506Дж

9.  Расчёт относительной разности осадок.

Предельные деформации основания для зданий с ж/б каркасом