Проектирование 13-этажного здания 120-квартирного жилого дома с помещениями общественного назначения (магазином) на 1-м этаже (Расчетно-конструктивное проектирование)

      2  РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2.1 Исходные данные для проектирования

Место строительства – г. Чебоксары

Нормативная глубина промерзания грунта – 1,6 м

Расчетная глубина промерзания – 0,96 м

Рисунок 2.1.1 Схема строительной площадки

Рисунок 2.1.2 Геологический разрез участка по скважинам 1 – 2 – 3.

Рисунок  2.1.3 Геологический разрез участка по скважинам 5 – 2 – 4.

Покровным является почвенный слой толщиной 30 см, g = 17,5 кН/м³

1 слой – супесь;

2 слой – суглинок;

3 слой –глина.

Расчетная снеговая нагрузка для IV района – 2,4 кПа

   2.2 Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства

Оценку инженерно-геологических условий площадки строительства производим путем изучения геологических разрезов в пределах контура сооружения и определения значений условных расчетных сопротивлений грунта.

Физико-механические свойства грунтов были определены в лабораторных условиях и их значения сводим в таблицу 2.2.1.

Таблица  2.2.1.  Физико-механические свойства грунтов       

·  Степень сжимаемости грунтов определяем по модулю деформаций:

5 МПа<Е⁽¹⁾=18,5 МПа<20 МПа – грунт среднесжимаемый.   

Е⁽²⁾=4,2 МПа<5МПа – грунт сильносжимаемый.

5 МПа<Е⁽³⁾=11,7 МПа<20 МПа – грунт среднесжимаемый.

·  Удельный вес сухого грунта вычисляется по формуле:

 , кН/м³                                                   (2.1)

кН/м³ 

кН/м³

кН/м³

·  Число пластичности вычисляется по формуле:

J_P = W_L – W_P                                                   (2.2)

Определяется для глинистых грунтов

J_P⁽¹⁾ = 0,21- 0,15 = 0,06 – супесь, т.к.  0,01≤J_P<0,07.

J_P⁽²⁾ = 0,3- 0,21 = 0,07 – суглинок, т.к. 0,07≤J_P≤0,17.

J_P⁽³⁾ = 0,54- 0,21 = 0,33 – глина, т.к. J_P>0,17.

·  Показатель текучести определяется по формуле:

                                                   (2.3)

 Супесь пластичная, т.к. 0< J_L≤1.

 Суглинок мягкопластичный, т.к. 0,5< J_L≤0,75.

 Глина полутвердая, т.к. 0< J_L≤0,25.

·  Коэффициент пористости определяется по формуле:

e = ( / )´(1 + W) – 1                                        (2.4)

e ⁽¹⁾ = 26,6/20,5 (1+0,15) – 1 = 0,595

e ⁽²⁾ = 26,6/19 (1 + 0,25) – 1 = 0,75

e ⁽³⁾ = 27,1/19,6 (1 + 0,285) – 1 = 0,776

           Предварительная оценка просадочности

Согласно [5] к просадочным грунтам относятся грунты со степенью влажности S_r≤0,8 и показателем просадочности П<0,1 при 0,01≤J_P<0,1

П<0,17 при 0,1≤J_P<0,14

П<0,24 при 0,14≤J_P<0,22

·  Степень влажности вычисляется по формуле:

                                                                  (2.5)

 –   удельный вес воды, равный 10 кН/м³

 >0,8 – грунт непросадочный;

> 0,8– грунт непросадочный;

> 0,8– грунт непросадочный;

Вывод:  

Окончательно для данных грунтовых условий устанавливаем:

1й слой грунта – супесь пластичная, среднесжимаемая, непросадочная;

2й слой грунта – суглинок мягкопластичный, сильносжимаемый, непросадочный;

3й слой грунта – глина полутвёрдая, среднесжимаемая, непросадочная.

  2.3 Назначение вариантов фундамента

По результатам анализа инженерно-геологических условий строительной площадки и с учетом конструктивной схемы здания для разработки проекта назначаем два варианта фундаментов:

1.  Свайные фундаменты из железобетонных забивных свай сплошного квадратного сечения 300х300 мм с ненапрягаемой арматурой по [7] с монолитным ростверком.

2.  Свайные фундаменты из буронабивных свай круглого сечения с монолитным ростверком.    

  2.4 Сбор нагрузок на обрез ростверка

Таблица 2.4.1.   Сбор нагрузок на обрез ростверка     

Временная нагрузка принята по [5] по табл.3, п.1 и п.8. Коэффициенты надежности по нагрузке там же. Нормативное значение снеговой нагрузки S_o следует определять умножением расчетного значения на коэффициент 0,7 по [8].

Вертикальная сосредоточенная нагрузка N, передающаяся на фундамент подсчитывается как произведение соответствующей единичной нагрузки на грузовую площадь, приходящуюся на рассматриваемый фундамент.

Нагрузки от собственного веса стен подсчитывается по формуле:

Р_ст=р_ст×В_ст×k_пр,                                     (2.6)

Где р_ст - погонная нагрузка от стены, кН/м.

В_ст – ширина стенового пояса, приходящегося на рассматриваемый фундамент.

k_пр – коэффициент просветности, учитывающий уменьшение веса стены за счёт оконных и дверных проёмов, k_пр=0,6.

             Рисунок 2.4 Схема расположения фундаментов

Расчёты сосредоточенных нагрузок на фундаменты сведены в таблицу 2.4.2.

Таблица 2.4.2.  Сосредоточенные нагрузки на обрез ростверка             

Итого нагрузка в центре подошвы ростверка:

Для фундамента СФ-1:

N^H=101,03+1729+1033=2863,03 кН;       N^Р=111,13+2050+1343=3504,13кН.

Для фундамента СФ-2:

N^H=101,03+2393=2494,03 кН;              N^Р=111,13+2836=2947,13кН.

Для фундамента СФ-3:

N^H=101,03+1808+418,2=2327,23 кН;       N^Р=111,13+2143+460,1=2714,23кН.

Для фундамента СФ-4:

N^H=101,03+2306=2407,03кН;               N^Р=111,13+2734=2845,13кН.

Для фундамента СФ-5:

N^H=101,03+791+1742=2634,03 кН;          N^Р=111,13+938,3+2267=3316,43 кН.

2.5  Расчет фундаментов из забивных свай

  2.5.1 Определение глубины заложения подошвы ростверка

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле 2 [5]:

                                      ,                                         (2.7)

где  d_fn - нормативная глубина сезонного промерзания грунта, м;

d_о – величина, принимаемая равной для супесей 0,28 м;

M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства - по  результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

M_t = 32,6;

 м;

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле 3 [5]

d_f=k_h*d_fn ,                                        (2.8)

где   d_f - расчетная глубина сезонного промерзания грунта, м;

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый по таблице 1 [15].  k_h=0,6.

d_f=1,6*0,6=0,96 м.

Конструктивно глубина заложения подошвы ростверка определяется следующим образом:

d_к=1,2+2,4 –1,2=2,4 м.

Примем глубину заложения подошвы ростверка