курсовой проект Расчёт оснований и фундаментов промышленного здания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ (Сибстрин)
Кафедра ИГОФ
Курсовой проект.
Тема:
Расчёт оснований и фундаментов промышленного здания.
Выполнил: студент 525 группы
Кунц А.Ф.
Проверил: Малыгина Г.Д.
Новосибирск 2012
Пояснительная записка
Проектная разработка
КП. ИГОФ– 2012
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
2
Содержание:
1. Исходные данные для проектирования основания и фундаментов……………………………...5
1.1. Инженерно-геологические условия строительной площадки………………………………….5
1.2. Объёмно-планировочные решения зданий………………………………………………………7
1.3. Выбор типа
колон…………………………………………………………………………………Ошибка! Закладка
не определена.7
2. Сбор нагрузок действующих на фундамент……………………………………………………….8
3. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки…………………………..10
2.1. Первый слой грунта.......................................................................................................................10
2.2. Второй слой грунтаОшибка! Закладка не
определена.………………………………………………………………………………..10
2.3. Третий слой грунта………………………………………………………………………………..11
4.1. Определение конструктивной глубины заложения фундамента
4.2. Определение глубина промерзания грунта .................................................................................... 12
4.2.1. Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта ....................................... 12
4.2.2. Определение расчётной глубины сезонного промерзания грунта ............................................ 12
5. Проектирование фундаментов мелкого заложения (Вариант 1) ..................................................... 12
5.1. Определение размеров обреза фундаментов .................................................................................. 13
5.2. Приведение нагрузок к центру подошвы фундаментов ................................................................ 14
5.3. Определение размеров подошвы фундаментов ............................................................................. 16
5.3.1. Определение условного расчётного сопротивления грунта. Фундамент № 2 ......................... 16
5.3.2. Назначение размеров подошвы фундамента ............................................................................... 16
5.3.3. Уточнение расчётного сопротивления грунта ............................................................................ 16
5.3.4. Определение фактических давлений под подошвой фундамента............................................. 17
5.3.5. Определение размеров подошвы фундаментов на ЭВМ . Ошибка! Закладка не определена.
5.4. Определение осадок фундаментов .................................................................................................. 18
5.4.1. Посадка фундаментов на инженерно-геологический разрез ..................................................... 19
5.4.2. Расчёт осадки фундамента. Фундамент № 2 ............................................................................... 22
5.4.3. Расчёт осадок фундаментов с использованием ЭВМ ....... Ошибка! Закладка не определена.
5.4.4. Проверка выполнения условия S ≤ S u ........................................................................................ 23
5.5. Конструирование фундаментов мелкого заложения ..................................................................... 24
6. Проектирование свайных фундаментов (Вариант 2)........................................................................ 27
6.1. Определение глубины заложения подошвы ростверка ................................................................. 27
6.2. Корректировка приведённых нагрузок ........................................................................................... 27
6.3. Выбор типа, длины и марки свай .................................................................................................... 27
6.4. Определение несущей способности свай ....................................................................................... 29
6.5. Определение количества свай .......................................................................................................... 32
6.6. Компоновка свайных кустов ............................................................................................................ 32
6.7. Определение нагрузок на максимально и минимально нагруженные сваи ................................ 33
6.8. Расчёт осадки свайного фундамента. Фундамент № 2 ........ Ошибка! Закладка не определена.
6.8.1. Определение размеров условного фундамента ................. Ошибка! Закладка не определена.
6.8.2. Определение расчётного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента
.......................................................................................................... Ошибка! Закладка не определена.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
3
6.8.3. Определение давления под подошвой условного фундамента .............. Ошибка! Закладка не
определена.
6.8.4. Определение осадки условного фундамента ..................... Ошибка! Закладка не определена.
6.9. Конструирование ростверка ............................................................................................................. 38
6.10. Расчёт тела ростверка по прочности. Фундамент № 2 ................................................................ 40
6.10.1. Расчёт тела ростверка на продавливание колонны ................................................................... 40
6.10.3. Подбор нижней арматуры ........................................................................................................... 41
6.11. Подбор сваебойного оборудования ............................................................................................... 42
6.11.1. Выбор массы ударной части молота ................................ Ошибка! Закладка не определена.
6.11.2. Определение минимальной энергии удара и выбор молота ................. Ошибка! Закладка не
определена.
6.11.3. Определение проектного отказа ....................................... Ошибка! Закладка не определена.
7. Технико-экономическое сравнение вариантов ....................... Ошибка! Закладка не определена.
8. Список используемой литературы ..................................................................................................... 43
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
4
1. Исходные данные для проектирования основания и фундаментов
1.1. Инженерно-геологические условия строительной площадки
Рис. 1
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
5
Место строительства - город Томск.
Уровень пола первого этажа - 0.000 – 28.500.
Грунтовые условия:
Таблица 1
Грунтовые условия
Наименование грунта
III – песок
I – суглинок II – супесь
крупный
3
Плотность частиц ρ S , т/м
2,73
2,70
2,65
3
Плотность грунта ρ , т/м
1,848
1,454
2,010
Природная влажность W , д.е.
0,164
0,061
0,230
Влажность на границе раскатывания W p , д.е.
0,107
0,055
Наименование показателя
Влажность на границе текучести WL , д.е.
0,251
0,121
-
Угол внутреннего трения ϕ II , град.
22
26
38
Угол внутреннего трения ϕ I , град.
20
24
35
Удельная сила сцепления C II , кПа
26,0
14,0
0
Удельная сила сцепления C I , кПа
Модуль деформации E , МПа
13
15,0
7
13,0
0
32
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
6
1.2. Объёмно-планировочные решения зданий
Рис. 2
Стены производственного здания из панелей s = 300 мм. Балки (фермы) в средних пролетах опираются на подстропильные фермы, в крайних пролетах - на колонны. Температура внутри
производственного корпуса +16 °С. Нагрузка на колонны открытой эстакады дана в виде сосредоточенной силы в кН.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
7
1.3. Выбор типа колонн промышленного здания
- Колонны в пролете L 1 = 30 м:
•
для фундамента №2 (шаг колонн 6м)
для фундамента №3 (шаг колонн 12м)
Рис. 3
- Колонны в пролетах L 2 = 18 м:
•
для фундаментов №3, 6 и 7 (шаг колонн 12м) для фундамента №7 (шаг колонн 6м)
Рис.4
2. Сбор нагрузок действующих на фундаменты
Произведем сбор нагрузок, действующих на фундаменты № 2, 3, 6, 7.
Вертикальная сосредоточенная нагрузка (N н ), передающаяся от колонны на фундамент,
подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на
грузовую площадь покрытия или перекрытия, приходящуюся на рассматриваемую колонну:
N н = А*g,
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
8
где А – грузовая площадь покрытия (перекрытия), приходящаяся на рассматриваемую колонну;
g – заданная единичная нагрузка соответствующего пролета.
В единичные значения нагрузок включены: собственный вес конструкции покрытия
(перекрытия), собственный вес колонны, снеговая, крановая и другие виды нагрузок.
Вертикальная сосредоточенная нагрузка от колонны считается приложенной в центре тяжести
поперечного сечения колонны.
Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются элементы покрытия или
перекрытий, на фундаменты передаются моменты и горизонтальные силы, действующие в
плоскости поперечной рамы здания.
Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение одного квадратного
метра вертикальной поверхности на грузовую площадь, приходящуюся на рассматриваемый
фундамент:
Р ст = В ст *Н ст *q ст *k,
где В ст – ширина стенового пояса, приходящаяся на рассматриваемый фундамент;
Н ст - высота стены;
q ст - вес керамзитобетонных стеновых панелей, q ст = 3 кН/м2;
k - коэффициент просветности, учитывающий уменьшение веса стен за счет оконных и
дверных проемов:
а) для наружных стен цехов промышленных зданий k = 0,6;
Момент М н и горизонтальная сила Q н вычисляются следующим образом:
- Внутренние колонны промышленного здания:
М н = 0,05*N н ; Q н = 0,006*N н ;
- Наружные колонны промышленного здания:
М н = 0,08*N н ; Q н = 0,01*N н ;
Результаты сбора нагрузок приведены в таблице 2.
Таблица 2
№
фундамента
2
3л
3п
6л
6п
7л
7п
Грузовая
площадь,
м2
45
45
27
54
54
27
-
Нагрузки от колонн
Единичная
нагрузка,
кН/м2
N,
кН
М,
кН*м
Q,
кН
Грузовая
площадь, м2
15
15
10
10
12
12
-
675
675
270
540
648
324
600
54
54
21,6
27
32,4
25,92
48
6,75
6,75
2,7
3,24
3,89
3,24
6
86,4
43,2
48,6
97,2
-
Нагрузки от стен
ЕдиничКоэф.
ная
уменьшенагрузния
ка,
нагрузки
кН/м2
3
0,6
3
0,6
3
0,6
3
0,6
-
КП.ИГОФ.7-18-2012
Р, кН
155,52
77,76
87,48
174,96
Лист
9
3. Анализ инженерно-геологических условий строительной
площадки
3.1. Первый слой грунта
1. Уточнение вида грунта:
I p = WL − W p = 0,251 − 0,107 = 0,144 = 14,4% .
7 ≤ I p = 14,4 ≤ 17 , по таблице 1.8 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, под-
земные сооружения”: первый слой грунта основания – суглинок.
2. Определение наименования грунта:
W − W p 0,164 − 0,107
IL =
=
= 0,39 .
WL − W p 0,251 − 0,107
0,25 ≤ I L = 0,39 ≤ 0,5 , по таблице 1.9 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: суглинок - тугопластичный.
3. Определение степени влажности:
γ S = ρ S g = 2,73 ⋅ 9,81 = 26,78 кН/м3 – удельный вес частиц грунта;
γ = ρg = 1,848 ⋅ 9,81 = 18,13 кН/м3 – удельный вес грунта;
18,13
γ
=
= 15,58 кН/м3 – удельный вес сухого грунта;
γd =
1 + W 1 + 0,164
γ − γ d 26,78 − 15,58
= 0,72 – коэффициент пористости грунта;
=
e= S
15,58
γd
ρ W 2,73 ⋅ 0,164
Sr = S =
= 0,62 ;
0,72 ⋅1
eρ w
0,5 ≤ S r = 0,62 < 0,8 , по таблице 1.6 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: грунт – влажный.
4. Определение предварительного показателя просадочности:
Wγ
0,251 ⋅ 26,78
= 0,69 – коэффициент пористости, соответствующий влажности на граeL = L S =
9,81
γw
нице текучести WL ;
eL − e 0,69 − 0,72
= −0,02 .
=
1 + 0,72
1+ e
S r = 0,62 ≤ 0,8 и Ï = −0,02 ≤ 0,24 , при 0,14 ≤ I Ð = 0,144 < 0,22 , по “Справочник проектировщика.
Основания, фундаменты, подземные сооружения”: грунт – просадочный.
В результате лабораторных испытаний просадочные свойства грунта не подтвердились.
5. Определение степени набухания:
П = −0,02 < 0,3 : грунт – не набухающий.
6. Определение степени сжимаемости:
5 < E = 15 ≤ 20 МПа: грунт – среднесжимаемый.
П=
3.2. Второй слой грунта
1. Уточнение вида грунта:
I p = WL − W p = 0,121 − 0,055 = 0,066 = 6,6% .
1 ≤ I p = 6,6 ≤ 7 , по таблице 1.8 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подзем-
ные сооружения”: первый слой грунта основания – супесь.
2. Определение наименования грунта:
W − Wp
0,061 − 0,055
=
= 0,09 .
IL =
WL − W p 0,121 − 0,055
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
10
0 ≤ I L = 0,09 ≤ 1 , по таблице 1.9 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: супесь – пластичная.
3. Определение степени влажности:
γ S = ρ S g = 2,70 ⋅ 9,81 = 26,49 кН/м3 – удельный вес частиц грунта;
γ = ρg = 1,454 ⋅ 9,81 = 14,26 кН/м3 – удельный вес грунта;
14,26
γ
= 13,44 кН/м3 – удельный вес сухого грунта;
=
γd =
1 + W 1 + 0,061
γ − γ d 26,49 − 13,44
= 0,97 – коэффициент пористости грунта;
=
e= S
13,44
γd
γ −γ
26,49 − 10
= 8,37 кН/м3 – удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия
γ sb = s w =
1+ e
1 + 0,97
воды;
ρ W 2,7 ⋅ 0,061
= 0,17 .
Sr = S =
0,97 ⋅ 1
eρ w
0,5 ≥ S r = 0,17 : грунт – маловлажный.
4. Определение предварительного показателя просадочности:
Wγ
0,121 ⋅ 26,49
= 0,33 – коэффициент пористости, соответствующий влажности на граeL = L S =
9,81
γw
нице текучести WL ;
e − e 0,33 − 0,97
= −0,32 .
П= L
=
1 + 0,97
1+ e
S r = 0,56 ≤ 0,8 и П = −0,13 ≤ 0,10 , при 0,01 ≤ I Ð = 0,066 < 0,10 , по “Справочник проектировщика.
Основания, фундаменты, подземные сооружения”: грунт – просадочный.
В результате лабораторных испытаний просадочные свойства грунта не подтвердились.
5. Определение степени набухания:
П = −0,32 < 0,3 : грунт – не набухающий.
6. Определение степени сжимаемости:
5 < E = 13 ≤ 20 МПа: грунт – среднесжимаемый.
3.3. Третий слой грунта
γ S = ρ S g = 2,65 ⋅ 9,81 = 25,99 кН/м3 – удельный вес частиц грунта;
γ = ρg = 2,01⋅ 9,81 = 19,72 кН/м3 – удельный вес грунта;
γ
19,72
= 16,03 кН/м3 – удельный вес сухого грунта;
1 + W 1 + 0,230
γ − γ d 25,99 − 16,03
=
= 0,62 – коэффициент пористости грунта;
e= S
γd
16,03
γ − γ w 25,99 − 10
γ sb = s
=
= 9,87 кН/м3 – удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия во1+ e
1 + 0,62
γd =
=
ды;
ρ SW 2,65 ⋅ 0,230
=
= 0,98 .
eρ w
0,62 ⋅1
0,8 ≤ S r = 0,98 < 1 : грунт – насыщенный водой.
ρ S = 2,65 третий слой грунта основания – песок средней плотности.
E = 32 > 20 МПа: грунт – малосжимаемый.
Заключение.
Первый грунт (суглинок), второй грунт (супесь) и третий грунт (песок), являются непросадочными, среднесжимаемым и малосжимаемыми, тем самым пригодны к дальнейшей разработке
проекта.
Sr =
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
11
4. Определение глубины заложения подошвы фундамента
4.1. Определение глубина промерзания грунта
4.1.1. Определение нормативной глубины сезонного промерзания
грунта
d fn = d 0 M t ,
где
d 0 – величина, принимаемая равной (м) для суглинков – 0,23 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.
M t = 19,1 + 16,9 + 9,9 + 10,1 + 17,3 = 73,3
d fn = d 0 M t = 0,23 73,3 = 1,97 м.
4.1.2. Определение расчётной глубины сезонного промерзания грунта
d f = d fn k h ,
где d fn – нормативная глубина промерзания;
k h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для
наружных фундаментов отапливаемых сооружений – по таблице 5.2 СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”, при t=+16°С k h = 0,58;
d f = d fn k h = 1,97 * 0,58 = 1,14 м.
Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться для наружных фундаментов – по таблице
5.3 СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений";
dw ≤ d f + 2
Согласно таблицы 5.3 СП глубина заложения фундаментов должна быть не менее d f .
4.2.Определение конструктивной глубины заложения фундамента
Рис. 5
d k = (1,35 − 0,15) + 0,05 + 0,3 = 1,55 м.
Вывод: принимаем глубину заложения фундамента d=1,6м.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
12
5. Проектирование фундаментов мелкого заложения
5.1. Определение размеров обреза фундаментов
Фундамент № 2:
Рис. 6
L обр = 1000+75*2+225*2 = 1600мм; В обр = 400+150+225*2 = 1000 мм
Фундамент № 3 и 6:
Рис.7
L обр =2*1300+75*2+225*2+500 = 3700 мм; В обр = 400+150+225*2 =1000 мм
Фундамент № 7:
Рис. 8
L обр = 1000+1300+500+75*2+225*2 = 3400 мм; В обр = 400+150+225*2=1000 мм
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
13
5.2. Приведение нагрузок к центру подошвы фундаментов
Фундамент № 2:
Рис. 9
М оу = Р ст2 *е 2 = 77,76*0,65 = 50,54 кН*м
М ох = М 1 +Q 1 *d+Р ст1 *е 1 = 54+6,75*1,6+77,76*0,65 = 115,34 кН*м
N о = N 1 +Р ст1 + Р ст2 = 675+155,52 = 830,52 кН
Фундамент № 3
Рис. 10
М оу = (Р ст1 + Р ст2 )*е 1 = (77,76+87,48)*0,65 = 107,41 кН*м
М ох = М 1 + М 2 +(Q 1 +Q 2 )*d+(N 1 -N 2 )*e 2 +(Р ст1 - Р ст2 )*е 2 = 54+21,6+(6,75+2,7)*1,6+(675270)*0,9+ + (77,76-87,48)*0,9 = 446,47 кН*м
N о = N 1 + N 2 +Р ст1 +Р ст2 = 675+270+77,76+87,48 = 1110,24 кН
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
14
Фундамент №6:
Рис. 11
М оу = 0 кН*м
М ох = М 1 +М 2 +(Q 1 +Q 2 )*d+(N 2 –N 1 )*e 1 =27+32,4+(3,24+3,89)*1,6+(648–540)*0,9 = 168 кН*м
N о = N 1 = 1188 кН
Фундамент № 7:
Рис. 12
М оу = Р ст1 *е 1 =87,48*0,65 = 56,86 кН*м
М ох = М 1 + М 2 +(Q 1 +Q 2 )*d+N 1 * е 2 - N 2 * е 3 + Р ст1 *е 2 +Р ст2 *е 4 =25,92+48+(3,24+6)*1,6+324*0,9 –
- 600*0,75+87,48*0,9+87,48*0,25 = 30,91 кН*м
N о =N 1 + N 2 +Р ст1 + Р ст2 = 324+600+174,96 = 1098,96 кН
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
15
5.3. Определение размеров подошвы фундаментов
5.3.1. Определение условного расчётного сопротивления грунта для
минимальных размеров фундамента. Фундамент № 6
R усл =
где
γ С1γ С 2
k
(M
γ
k z bγ II + M q d1γ II′ + (M q − 1)d b γ II′ + M c C II ) ,
γ C1 и γ C 2 – коэффициенты, условий работы, принимаем γ C1 = 1,2 , γ C 2 = 1 - по таблице 5.4
СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”;
k – коэффициент, принимаемый равным k = 1 , если прочностные характеристики грунта ( ϕ и
C ) определены непосредственными испытаниями;
M γ , M q , M c – коэффициенты, принимаемые - по таблице 5.5 СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”, принимаем M γ = 0,61 , M q = 3,44 , M c = 6,04 ;
k z – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м – k z = 1 ;
b – ширина подошвы фундамента, м;
γ II – осредненное расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы
фундамента, кН/м , принимаем γ II = 18 кН/м ;
3
3
γ II′ – то же, залегающих выше подошвы, принимаем 18 кН/м3;
C II – расчетное
значение
удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно
под подошвой фундамента, кПа, Ñ II = 26 кПа;
d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или
приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, d1 = 1,6 м;
d b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, d b = 0 м.
R усл =(1,2*1/1)*(0,61*1*1*18+3,44*1,6*18+6,04*26) = 320,5 кПа
5.3.2. Назначение размеров подошвы фундамента
Определим требуемую площадь подошвы фундамента:
Атр = N 0 /( R усл − γ ср d )
,
где
γ ср - осредненное значение удельного веса грунта и фундамента. γ ср = 22кН / м 3 .
А тр = N о /(R усл – γ ср *d) = 1188/(320,5─22*1,6) = 4,16 м2
При соотношении сторон b/l=0,7 определим требуемые размеры подошвы фундамента bтр и l тр :
Принимаем размеры подошвы фундамента: l тр =2,4м, bтр =1,8м. Однако с учетом конструктивных
особенностей (размеры колонн) и рассчитанных ранее размеров обреза фундамента принимаем
l тр = 3,9м, bтр = 1,2м.
5.3.3. Уточнение расчётного сопротивления грунта
R=(1,2*1/1)*(0,61*1*1,2*18,13+3,44*1,6*18,13+6,04*26) = 324,12 кПа
(R – R усл )/R ≤ 0,05, (324,12 – 320,5)/324,12 = 0,01 ≤ 0,05 (5%) – условие выполняется.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
16
5.3.4. Определение фактических давлений под подошвой фундамента
Найдём фактические давления под подошвой фундамента:
ф
N 0 + Gгр
,
Рср =
Аф
где
ô
Gãð = bldγ ñð = 1,2 * 3,9 *1,6 * 22 = 164,74 кН;
Àô = 1,2 * 3,9 = 4,68 м2.
Ðñð =
1188 + 164,74
= 289 кН/м2.
4,68
W0 õ =
bl 2 1,2 * 3,9 2
=
= 3,04 м3.
6
6
Сравним фактические давления с предельно допустимыми характеристиками:
Pmax = Pср +
М 0y
М оx М 0 y
М
, Pmin = Pср − ох −
;
+
W0 х W0 y
W0 х W0 y
168
= 344,26 кН/м2;
3,04
168
= 289 −
= 233,74 кН/м2.
3,04
Pmax = 289 +
Pmin
5.3.5. Проверка выполнения условия.
Pср ≤ R .
289 кН/м2кН ≤ 324,12 /м2. Условие выполняется.
Pmax ≤ 1,2 R .
344,26 кН/м2 ≤ 1,2 * 324,12 = 388,94 кН/м2. Условие выполняется.
Pmin ≥ 0 .
Pmin = 233,74 кН/м2 ≥ 0 Условие выполняется.
Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента: l тр = 3900мм, bтр = 1200мм.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
17
5.3.6. Определение размеров подошвы фундаментов на ЭВМ
Окончательные размеры
Фундамент №1(2)
l =2700мм, b =1500мм.
Фундамент №2(3)
l =4500мм, b =1500мм.
Фундамент №3(6)
l =3900мм, b =1200мм.
Фундамент №4(7)
l =3900мм, b =1500мм.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
18
5.4. Определение осадок фундаментов
5.4.1. Посадка фундаментов на инженерно-геологический разрез
Рис. 13
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
19
5.4.2. Расчет осадки фундамента.
Считаем осадку для одного самого нагруженного фундамента. В данном случае это фундамент № 6.
S ≤ Su ,
где
S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;
Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения.
S = β ×∑
(σ zpi ,ср − σ zγ ,i ) × hi
Ei
,
где
β – безразмерный коэффициент, равный 0,8 ;
σ zpi ,ср – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i − ом слое
грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Z i −1 и нижней Z i границах слоя по
вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;
hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i − ого слоя грунта;
σ zγ ,i - среднее значение вертикального напряжения в i − ом слое грунта по вертикали, проходящей
через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта.
σ zp = α ⋅ Pср , ,
где
α – коэффициентв зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины ξ = (2 × z ) / b ;
Pср – среднее давление под подошвой фундамента.
σ zγ = α ⋅σ zg ,o ,
где
σ zg ,o – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
σ zg ,o= γ '⋅d n ,
где
γ '− удельный вес грунта, расположенного выше подошвы;
d n - глубина заложения фундамента от уровня планировки .
σ zg ,o= 18 ⋅ 1,6 = 28,8 кН/м3
Толщина i-ого слоя hi принимается 0,4b = 0,4 ⋅ 1,2 = 0,48 м. Принимаем толщину слоя
0,48м.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
20
Рис. 14
Таблица 3
№ точек
z, м
ζ=2z/b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0,00
0,48
0,96
1,44
1,565
1,92
2,40
2,88
3,36
3,84
4,32
4,80
5,28
0,00
0,80
1,60
2,40
2,61
3,20
4,00
4,80
5,60
6,40
7,20
8,00
8,80
α при
l/b=
3,25
1,000
0,879
0,629
0,449
0,414
0,329
0,248
0,192
0,152
0,122
0,100
0,084
0,071
σ zp
σ zg
0,5σ zg
глубина
σ zγ
260,20
228,72
163,67
116,83
107,72
85,61
64,53
49,96
39,55
31,74
26,02
21,86
18,47
28,80
37,44
46,08
54,72
56,47
59,44
63,46
67,48
71,49
75,51
79,53
83,55
87,56
14,40
18,72
23,04
27,36
28,24
29,72
31,73
33,74
35,75
37,76
39,76
41,77
43,78
1,60
2,08
2,56
3,04
3,165
3,52
4,00
4,48
4,96
5,44
5,92
6,40
6,88
28,80
25,32
18,12
12,93
11,92
9,48
7,14
5,53
4,38
3,51
2,88
2,42
2,04
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
21
Продолжение таблицы 3
σ zγ ср
№
hi
Ei
σ zp ср
S
27,06
21,72
15,52
12,43
10,70
8,31
6,34
4,95
3,95
3,20
2,65
2,23
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
1,600
0,480
0,480
0,480
0,125
0,355
0,480
0,480
0,480
0,480
0,480
0,480
0,480
15000
15000
15000
15000
13000
13000
13000
13000
13000
13000
13000
13000
13000
244,46
196,19
140,25
112,28
96,66
75,07
57,24
44,75
35,65
28,88
23,94
20,17
0,0186
0,0045
0,0032
0,0026
0,0007
0,0015
0,0015
0,0012
0,0009
0,0008
0,0006
0,0005
Σ=
0,0364
5.4.3. Расчёт осадки фундаментов на ЭВМ
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
22
5.4.4. Проверка выполнения условия
S ≤ Su
Фундамент № 1(2):
S=2,3см ≤ S u =10см,
где S u = 10 см – по приложению СП. 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
Фундамент № 2(3):
S=2,3см ≤ S u =10см,
где S u = 10 см – по приложению СП. 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
Фундамент № 3(6):
S=3,1см ≤ S u =10см,
где S u = 10 см – по приложению СП. 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
Фундамент № 4(7):
S=3,0см ≤ S u =10см,
где S u = 10 см – по приложению СП. 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
Фундамент № 1-2 (2-3):
ΔS/L=0,0/30=0,0 ≤ (ΔS/L ) u =0,002,
где ≤ (ΔS/L )u=0,002 – по приложению СП. 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
Фундамент № 2-4 (3-7):
ΔS/L=0,007/36=0,0002 ≤ (ΔS/L ) u =0,002,
где ≤ (ΔS/L )u=0,002 – по приложению СП. 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
23
5.5. Проверка прочности слабого грунта.
σ z = (σ zp − σ zγ ) + σ zg ≤ Rz ,
где
Rz =
где
γ С1γ С 2
k
(M
γ
k z bz γ II + M q d z γ II′ + (M q − 1)d bγ II′ + M c C II ) ,
γ C1 и γ C 2 – коэффициенты, условий работы, принимаем γ C1 = 1,2 , γ C 2 = 1 - по таблице 5.4
СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”;
k – коэффициент, принимаемый равным k = 1 , если прочностные характеристики грунта ( ϕ и
C ) определены непосредственными испытаниями;
M γ , M q , M c – коэффициенты, принимаемые - по таблице 5.5 СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”, принимаем M γ = 0,84 , M q = 4,37 , M c = 6,9 ;
k z – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м – k z = 1 ;
b – ширина подошвы фундамента, м;
γ II – осредненное расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы
фундамента, кН/м3, принимаем γ II = 14,26 кН/м3;
γ II′ – то же, залегающих выше подошвы, принимаем γ II′ = 18 кН/м3;
C II – расчетное
значение
удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно
под подошвой фундамента, кПа, С II = 14 кПа;
d z = d + z = 1,6 + 1,7 = 3,3 м;
d b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, d b = 0 м.
bz = Az + a 2 − a ,
где
Az = N / σ zp
А z = 1352,74 /116,83 = 11,58 м
2
a = (l − b) / 2
а = (3,9-1,2)/2= 1,35 м
bz = 11,58 + 1,35 2 − 1,35 = 2,31 м
R z =(1,2*1/1)*(0,84*1*2,31*14,26+4,37*3,3*18+6,9*14) = 460,62 кПа
σ zγ = 12,93 кПа
σ zg = 54,72 кПа
σ z = (116,83 − 12,93) + 54,72 = 158,62 ≤ 460,62 Условие выполняется.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
24
5.5. Конструирование фундаментов мелкого заложения
Фундамент № 1:
Фундамент № 2:
Фундамент № 3:
Рис. 21
Рис. 22
Рис. 23
Фундамент №4:
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
25
Фундамент № 5
Рис. 24
Рис. 25
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
26
6. Проектирование свайных фундаментов
6.1. Определение глубины заложения подошвы ростверка
Принимаем глубину заложения ростверка d p = 1,6 м.
6.2. Корректировка приведённых нагрузок
Получим расчётные нагрузки, используя для этого нормативные нагрузки и γ f – коэффициент надёжности по нагрузке.
Фундамент № 1(2):
N о = N о н * γ f = 830,52*1,2=996,62 кН
М ох р = М ох н * γ f =115,34*1,2=138,41 кН*м
М оу р = М оу н * γ f =50,54*1,2=60,65 кН*м
р
Фундамент №2(3):
N о = N о н * γ f = 1110,24*1,2=1332,29кН
М ох р = М ох н * γ f =446,47*1,2=535,76 кН*м
М оу р = М оу н * γ f =107,41*1,2=128,89 кН*м
р
Фундамент №3(6):
N о р= N о н * γ f = 1188*1,2=1425,6 кН
М ох р = М ох н * γ f =168*1,2=201,6 кН*м
М оу р = М оу н * γ f =0 кН*м
Фундамент № 4(7):
N о р= N о н * γ f = 1098,96*1,2=1318,75кН
М ох р = М ох н * γ f =30,91*1,2=37,09 кН*м
М оу р = М оу н * γ f =56,86*1,2=68,23 кН*м
6.3. Выбор типа, длины и марки свай
Применяются железобетонные стойкие сваи квадратного сечения 300× 300 мм. (Номенклатура железобетонных свай по ТУ 243-56 Минстрой)
Фундамент №1:
Рис. 15
L треб =а+h 1 +h 2 +1=0,3+2+4,4+0,5=7,2м. Принимаем 8м.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
27
Фундамент № 2:
Рис. 16
L треб =а+h 1 +h 2 +1=0,3+2+4,4+0,5=7,2м. Принимаем 8м.
Фундамент № 3:
Рис. 17
L треб =а+h 1 +h 2 +1=0,3+1,6+5,6+0,5=8м. Принимаем 8м.
Фундамент № 4:
Рис. 18
L треб =а+h 1 +h 2 +1=0,3+1,3+6+1=8,6м. Принимаем 9м.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
28
6.4. Определение несущей способности свай
Fd
гр
= γ c × (γ cR × R × A + U × ∑ γ cf × f i × hi ) ,
где
γ с – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γ с = 1 ;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл.7.2[2];
A – площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи
брутто. A = 0,3 × 0,3 = 0,09 м2;
U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м. U = 0,3 × 4 = 1,2 м;
f i – расчетное сопротивление i -того слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл.7.3[2];
hi – толщина i -того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м ;
γ cR , γ cf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой
поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления
грунта и принимаемые по табл. 7.4[2]. γ cR = 1 , γ cf = 1 .
Свая №1:
Разбивка грунта на слои. Свая №1.
Рис. 19
№
слоя
hi,м
li,м
fi,кПа
fi*hi,
кПа*м
1
2
3
4
5
2
2
2
0,4
0,5
2,6
4,6
6,6
7,8
8,25
23,4
54,8
59,2
61,6
62,4
46,8
109,6
118,4
24,64
31,2
330,64
F d = 1*(1*7400*0,09+1,2*(330,64)=1062,77кН
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
29
Свая №2:
Рис. 20
Разбивка грунта на слои. Свая №2.
Свая №3:
№
слоя
hi,м
li,м
fi,кПа
fi*hi,
кПа*м
1
2
3
4
5
2
2
2
0,4
0,5
2,6
4,6
6,6
7,8
8,25
23,4
54,8
59,2
61,6
62,4
46,8
109,6
118,4
24,64
31,2
330,64
F d = 1*(1*7400*0,09+1,2*(330,64)=1062,77кН
Рис. 21
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
30
Разбивка грунта на слои. Свая №3.
№
слоя
hi,м
li,м
fi,кПа
fi*hi,
кПа*м
1
2
3
4
5
6
0,8
0,8
2
2
1,6
0,5
2
2,8
4,2
6,2
8
9,05
21
24,2
53,6
68,4
62
63,5
16,8
19,36
107,2
136,8
99,2
31,75
411,11
F d = 1*(1*7500*0,09+1,2*(411,11)=1168,33кН
Свая №4:
Рис. 22
Разбивка грунта на слои. Свая №4.
№
слоя
hi,м
li,м
fi,кПа
fi*hi,
кПа*м
1
2
3
4
5
6
1
0,3
2
2
2
1
2,1
2,75
3,9
5,9
7,9
9,4
21,4
24
53
58
62
64,1
21,4
7,2
106
116
124
64,1
438,7
F d = 1*(1*7600*0,09+1,2*(438,7)=1210,44кН
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
31
6.5. Определение количества свай
Определяем для каждого ростверка.
γ *F
N0
, где P = 0 d
γ n *γ k
P
p
n=
где γ 0 =1,15 γ n =1,15 γ k =1,4
Ростверк №1.
996,62
n=
×1,4 = 1,3 . Конструктивно принимаем 4 сваи.
1062,77
Ростверк № 2.
1332,29
n=
×1,4 = 1,8 . Конструктивно принимаем 4 сваи.
1062,77
Ростверк № 3.
1425,6
×1,4 = 1,7 . Конструктивно принимаем 4 сваи.
n=
1168,33
Ростверк № 4.
1318,75
n=
×1,4 = 1,5 . Конструктивно принимаем 4 сваи.
1210,44
Фундамент №1:
Фундамент №2:
6.6. Компоновка свайных кустов
Рис.23
Рис.24
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
32
Фундамент № 3:
Рис.25
Фундамент № 5:
Рис.26
6.7. Определение нагрузок на максимально и минимально нагруженные сваи
N 0 + Gтр , р
p
N max =
min
n
р
р
М × y max М oy × xmax
,
± ox
±
2
2
∑ yi
∑ xi
р
где xmax , y max - расстояния от оси максимально или минимально загруженной свай до центральных
осей.
xi , yi - расстояния от оси каждой сваи до центральных осей.
n – количество свай.
р
Gтр , р = b p × l p × d p × γ ср × γ f ,
где
γ f = 1,2кН / м 2 ,
γ ср = 22кН / м 3 .
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
33
Ростверк №1.
Gòð , ð
ð
N max =
Рис.27
= b p × l p × d p × γ ñð × γ f = 1,7 ⋅1,7 ⋅1,6 ⋅ 22 ⋅1,2 = 122,07 кН
996,62 + 122,07 138,41 ⋅ 0,6 60,65 ⋅ 0,6
+
+
= 362,61 кН
4
4 ⋅ 0,6 2
4 ⋅ 0,6 2
996,62 + 122,07 138,41⋅ 0,6 60,65 ⋅ 0,6
−
−
= 196,73 кН
4
4 ⋅ 0,6 2
4 ⋅ 0,6 2
Проверка:
гр
F
N max ≤ d
γк
1062,77
362,61 ≤
→ 362,61 ≤ 759,12 . Условие выполнено.
1,4
N min ≥ 0
196,73 ≥ 0 . Условие выполнено.
N min =
Ростверк №2.
Рис.28
Gòð , ð = b p × l p × d p × γ ñð × γ f = 2,3 ⋅ 4,1 ⋅ 1,6 ⋅ 22 ⋅ 1,2 = 398,32 кН
ð
1332,29 + 398,32 535,76 ⋅ 0,9 128,89 ⋅1,8
+
+
= 512,85 кН
5
4 ⋅ 0,9 2
4 ⋅1,8 2
1332,29 + 398,32 535,76 ⋅ 0,9 128,89 ⋅1,8
=
−
−
= 179,39 кН
5
4 ⋅ 0,9 2
4 ⋅1,8 2
N max =
N min
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
34
Проверка:
N max ≤
Fd
гр
γк
1062,77
→ 512,85 ≤ 759,12 . Условие выполнено.
1,4
N min ≥ 0
179,39 ≥ 0 . Условие выполнено.
512,85 ≤
Ростверк №3.
Рис.29
Gòð , ð = b p × l p × d p × γ ñð × γ f = 2,3 ⋅ 4,1 ⋅ 1,6 ⋅ 22 ⋅ 1,2 = 398,32 кН
ð
1425,6 + 398,32 201,6 ⋅ 0,9 0 ⋅ 1,8
+
+
= 420,78 кН
5
4 ⋅ 0,9 2
4 ⋅ 1,8 2
1425,6 + 398,32 201,6 ⋅ 0,9 0 ⋅1,8
N min =
−
−
= 308,78 кН
5
4 ⋅ 0,9 2
4 ⋅1,8 2
Проверка:
гр
Fd
N max ≤
γк
1168,33
420,78 ≤
→ 420,78 ≤ 834,52 . Условие выполнено.
1,4
N min ≥ 0
308,78 ≥ 0 . Условие выполнено.
N max =
Ростверк №4.
Рис.30
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
35
Gòð , ð = b p × l p × d p × γ ñð × γ f = 2,3 ⋅ 4,1 ⋅ 1,6 ⋅ 22 ⋅ 1,2 = 398,32 кН
ð
1318,75 + 398,32 37,09 ⋅ 0,9 68,23 ⋅1,8
+
+
= 363,18 кН
5
4 ⋅ 0,9 2
4 ⋅1,8 2
1318,75 + 398,32 37,09 ⋅ 0,9 68,23 ⋅1,8
=
+
+
= 323,64 кН
5
4 ⋅ 0,9 2
4 ⋅1,8 2
N max =
N min
Проверка:
N max ≤
Fd
гр
γк
1210,44
→ 363,18 ≤ 864,6 . Условие выполнено.
1,4
N min ≥ 0
323,64 ≥ 0 . Условие выполнено.
363,18 ≤
6.8. Расчет осадки свайного фундамента.
6.8.1. Определение размеров условного фундамента.
Рассчитываем фундамент №2.
d óñë = h1 + h2 + h3 + d = 2 + 4,4 + 0,5 + 1,6 = 8,5 м;
B = 2 ⋅ a + 2 ⋅ 0,5a = 2 ⋅ 0,9 + 0,9 = 2,7 м;
L = 2 ⋅ a + 2 ⋅ 0,5a = 2 ⋅1,8 + 1,8 = 5,4 м
Рис.31
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
36
6.8.2. Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента.
R усл =
γ c1 = 1,4 ;
γ c 2 = 1,2 ;
γ с1 × γ с 2
к
[(
)]
× М y × к z × b × γ II + М q × d1 × γ II + М с × с II .
I
к = 1;
b = bóñë = 2,7 м;
d1 = d óñë = 8,5 м;
γ II = 19,72 кН/м3;
18 ⋅ 3,6 + 8,37 * 4,4 + 9,87 ⋅ 0,5
= 12,54 кН/м3;
3,6 + 4,4 + 0,5
M y = 2,11, M q = 9,44, M c = 10,8 .
γ II I =
R óñë =
1,4 ⋅1,2
⋅ [(2,11 ⋅1 ⋅ 2,7 ⋅19,72 + 9,44 ⋅ 8,5 ⋅12,54 + 10,8 ⋅ 0 )] = 1879,17 кПа.
1
6.8.3. Определение фактических давлений под подошвой условного фундамента.
Pусл.ф =
N 0 + G р + Gсв + G гр
где
G ð = b ð × l ð × d ð × γ ñð = 2,3 ⋅ 4,1 ⋅1,6 ⋅ 22 = 331,94 кН;
Аусл
,
Gñâ = n × Vñâ × γ æá = 5 ⋅ 0,3 ⋅ 0,3 ⋅ 8 ⋅ 25 = 90 кН;
Gãð = (V óñë − V ð − n × Vñâ ) × γ II = (2,7 ⋅ 2,7 ⋅ 8,5 − 2,3 ⋅ 4,1 ⋅ 1,6 − 5 ⋅ 0,3 ⋅ 0,3 ⋅ 8) ⋅ 12,54 = 542,69 кН;
I
Àóñë = 2,7 ⋅ 5,4 = 14,58 м2;
1110 + 331,94 + 90 + 542,69
= 142,29 кПа.
14,58
Проверка:
Р усл ≤ R усл .
142,29 ≤ 542,69 - условие выполнено.
Póñë.ô =
6.8.4. Определение осадки условного фундамента.
σ zg , 0 = d1 × γ II I = 8,5 ⋅12,54 = 106,59 кПа;
σ zp , 0 = α × p0 = 1 ⋅ 35,7 = 35,7 кПа, где р о = р – σ zg,0 = 142,29 – 106,59 = 35,7 кПа.
Так как σ zp , 0 < 0,5 σ zg , 0 , то осадка S = 0 см.
S = 0ñì ≤ S u = 10ñì . Условие выполнено.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
37
6.9. Конструирование ростверка
Фундамент № 1:
Фундамент № 2:
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
38
Фундамент № 3:
Фундамент № 4:
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
39
6.10. Расчёт тела ростверка по прочности. Фундамент № 1
Класс бетона В20.
Класс арматуры А-III.
6.10.1. Расчёт тела ростверка на продавливание колонной
Фундамент №1.
На продавливание колонной ростверк рассчитывается по формуле:
N ≤ Nu .
N = N max × n = 363 ⋅ 4 = 1452 кН.
N u = 2 × Rbt × h0 × [α 1 × (bc + c2 ) + α 2 × (d c + c1 )] .
N – расчетная продавливающая нагрузка, равная удвоенной сумме реакций всех свай, расположенных с одной наиболее нагруженной стороны от оси колонны за пределами нижнего основания
пирамиды продавливания; подсчитывается от усилий, действующих в плоскости верха фундамента;
ho – рабочая высота ростверка, принимаемая от верха нижней рабочей арматурной сетки до дна
стакана. Принимаем h0 = 0,3 м;
bc , d c – ширина и высота сечения колонны b = 0,4 ì , d = 1ì ;
c
c
c1 , c2 – расстояние от соответствующих граней колонн до внутренних граней каждого ряда свай.
ñ1 = 0,25 ì , ñ2 = 0,05 ì ;
α1 , α 2 –безразмерные коэффициенты, равные α = h / c = 0,3 / 0,25 = 1,2 ,
1
0
1
α 2 = h0 / c2 = 0,3 / 0,05 = 2,5 и принимаемые от 2,5 до 1;
Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению. Rbt = 750 кПа.
N u = 2 ⋅ 750 ⋅ 0,3 ⋅ [1,2 ⋅ (0,4 + 0,05) + 2,5 ⋅ (1 + 0,25)] = 1650 кН.
N ≤ N u → 1452 ≤ 1650 . Условие выполнено.
6.10.2 Расчет на продавливание ростверков угловой сваей
N р = Rbt h2 [β1 (b02 + c02 2 ) + β 2 (b01 + c01 2 )] ,
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
40
где
N р – расчётная нагрузка на угловую сваю, подсчитанная от нагрузок, действующих в плоскости
низа ростверка;
h2 – высота ступени ростверка от верха сваи;
b01 , b02 – расстояние от внутренних граней угловой сваи до ближайших наружных граней ростверка;
c01 , c02 – расстояние от внутренних граней свай до ближайших граней ступени ростверка или
подколонника, принимаемые от 0,4h2 до h2 ;
β1 , β 2 – безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от отношения h2 c .
h
h
0,55
0,55
= 1,375 ;
= 2,2 , β 2 = 2 =
β1 = 2 =
c02 0,4
0,4h2 0,25
N р = 900 ⋅ 0,55 ⋅ [0,97 ⋅ (0,4 + 0,4 2 ) + 0,76 ⋅ (0,4 + 0,25 2 )] = 533,4 кН.
N max = 363 кН ≤ 533,4 кН.
Вывод: высоты ступени ростверка достаточно для того, чтобы угловая свая не разрушила
(не продавила) её.
6.10.3. Подбор нижней арматуры (расчет на действие изгибающих
моментов в опасных сечениях ростверка).
Шаг сетки 250×250мм.
= N max × nñâ × d1 = 363 ⋅ 2 ⋅ 0,6 = 436 кНм;
Ì
1−1
Ì
2− 2
As
1−1
= N max × nñâ × d 2 = 363 ⋅ 2 ⋅ 0,6 = 436 кНм.
1−1
M max
436
=
= 0,0044 ì
=
0,9 × h0 × Rs 0,9 ⋅ 0,3 ⋅ 365000
2
= 4424 ìì
2
. 6 стержней.
Принимаем 6Ø32. Класс A-III.
As
2− 2
2− 2
M max
436
=
=
= 0,0044 ì
0,9 × h0 × Rs 0,9 ⋅ 0,3 ⋅ 365000
2
= 4424 ìì
2
. 6 стержней.
Принимаем 6Ø32. Класс A-III.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
41
6.11. Подбор сваебойного оборудования
6.11.1. Выбор массы ударного молота.
M h ≥ 1,25M ñâ = 1,25 × 0,3 × 0,3 × 9 × 25 9,81×10 3 = 2580,28 кг,
где
mсв – масса сваи.
6.11.2. Определение минимальной энергии удара молота.
Ý min ≥ 1,75aFv = 1,75a
Fdãð
γk
= 1,75 × 25 ×
1210,44
= 37826,3 Дж,
1,4
где a – коэффициент, равный 25 Дж/кН.
Принимаем трубчатый дизель-молот с воздушным охлаждением С–954. Его характеристики: масса ударной части – 3500 кг; высота подскока ударной части: наибольшая – 2800 мм,
наименьшая – 2000 ± 200 мм; энергия удара (при высоте подскока 2500 мм) – 52 кДж; число ударов в 1 минуту – не менее 44; масса молота с кошкой – 7500 кг; габариты: длина – 890 мм, ширина
– 1000 мм, высота – 5080 мм.
6.11.3. Определение проектного отказа.
Sa =
η × A × Ed
N


+η × A × M
M


2
где η – коэффициент, равный 1500 кН/м ;
A – площадь поперечного сечения сваи. A =0,09м2;
γg
– коэффициент безопасности. γ g = 1 ;
γ g × N × γ g ×
×
m1 + ε 2 × m2
,
m1 + m2
Ed – расчётная энергия удара, равняется Gh × hm ( Gh – вес ударной части молота. hm – фактическая высота падения ударной части молота).
Ed = Gh × hm = 3500 × 2,8 = 9800 Дж;
N – расчётная нагрузка на сваю; N = Fd / γ k = 1210,44 / 1,4 = 865êÍ ;
M – коэффициент, равный 1;
m1 – полный вес молота. m1 = 7500кг ;
ε – коэффициент восстановления удара. ε = 0,2 ;
ãð
m2 – вес сваи с оголовком. m2 = 1,05 × 0,09 × 9 × 25 9,81×10 3 = 2167,43 кг.
1500 × 0,09 × 9800
7500 + 0,2 2 × 2167,43
×
= 2,1ìì ≥ 2 ìì .
7500 + 2167,43
 865

+ 1500 × 0,09  ×1
1× 865 × 1×
1


Условие выполнено.
Вывод: сваебойное оборудование было подобрано верно.
Sa =
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
42
Список используемой литературы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.
СП 24.13330.2011 “Свайные фундаменты”.
СНиП 2.01.01–82 “Строительная климатология и геофизика”.
“Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, наземные сооружения”.
Методические указания “Расчёт оснований и фундаментов промышленного здания”.
Методические указания “Выполнение графической документации курсового проекта”.
КП.ИГОФ.7-18-2012
Лист
43