Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Января 2013 в 14:47, курсовая работа
Прочное, устойчивое и экономичное основание можно выбрать на основе изучения инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки. В связи с этим в табл. 1 грунтовые условия из трех пластов представлены для данной строительной площадки.
1. Фундаменты мелкого заложения на естественном основании.
1.1 Анализ физико-механических свойств грунта пятна застройки.
1.2 Выбор глубины заложения подошвы фундамента.
1.3 Выбор типа фундамента и определение его размеров.
1.4 Вычисление вероятной осадки фундамента.
2. Свайные фундаменты.
2.1 Расчет и конструирование свайных фундаментов.
2.2 Определение отказа свай.
2.3 Расчет свайного фундамента по деформациям.
3. Реконструкция фундаментов
Литература
lа – коэффициент активного давления
lа = tg2 (45 - j/2) ,
j = (j1 * h1 + j2 * h2) / (h1 + h2) = (34*2+26*2)/(2+6) = 28
lа = tg2 (45 - 28/2) = 0,36
Т0,11 = Еа = 11,46 * 3,52/2 * 0,36 = 25.27 кН
Т0,11 = 25,27 * 1,15 = 29,06 кН
По условию N0,11 = 240 кН.
Нагрузка на 1 м.п. от перекрытия N = 25 * 1 * 0,22 * 6/2 = 16,5 кН
N0,11 = 240 + 16,5 = 256,5 кН – нагрузка на 1 м.п. на уровне обреза фундамента.
С учетом коэффициента перегрузки N0,11 = 256,5 * 1,15 = 294,98 кН
М0,11 = 29.06 * 3,5/3 = 33,9 кН*м — расчетный изгибающий момент;
d1 – приведенная глубина заложения наружных или внутренних фундаментов от пола подвала: d1=0,62 м.
g’11=0.9 = 0.9 =9,48кН/м3 — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (с учетом фактического уплотнения обратной засыпки);
= -удельный вес грунта во взвешенном состоянии;
e - коэффициент пористости грунта;
- удельный вес воды;
Мg, Мq, Мс — коэффициенты, зависящие от расчетного угла внутреннего трения несущего слоя грунта, равные соответственно 0,84; 4,37; 6,9;
γc1, γc2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. В.1 СНБ 5.01.01-99 равные соответственно 1,4 и 1,2;
db=2,0 м — глубина подвала, принимаемая от уровня планировки до пола подвала(при В 20м и при глубине подвала больше 2 м);
1.2R = 32.34*b + 222.324
При центральном нагружении фундамента (без учета активного давления грунта):
Тогда толщина полосы ленточного фундамента шириной 1 м равна b = 1,17 м
С учетом активного давления грунта толщина полосы ленточного фундамента шириной 1м равна b = 1.56 м
Вычислим Рmax, Рmin, Р, R при b=1.7 м.
Расчет осадки фундамента производится по формуле:
S £ Su,
где S — конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;
Su — предельная величина деформации основания фундамента зданий и сооружений, принимаемая по СНБ 5.01.01-99.
Основным методом определения полной (конечной) осадки фундаментов является метод послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного (бытового) и дополнительного давлений. На геологический разрез наносятся контуры сечения фундамента, затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюр.
Природное давление szg в кПа, определяется по формуле:
Величина бытового давления определяется на границе каждого слоя грунта. Если в пределах выделенной толщи залегает горизонт подземных вод, то удельный вес грунта определяется с учетом гидростатического взвешивания:
= ;
e - коэффициент пористости грунта;
- удельный вес воды;
; ;
= кН/м3;
= кН/м3;
= кН/м3;
Вычисляем ординаты эпюры природного давления:
(глубина h =1,5 м)
Ординаты вспомогательной эпюры =0.2 - необходимые для определения глубины расположения границы сжимаемой толщи грунта.
Определяем дополнительное (осадочное) давление на грунт р , подразумевая, что осадка грунта произойдет только от действия дополнительного давления:
Р =Р - =345.17-39=306,17 кПа, где
P =Р=345.17 кПа- полное давление по подошве фундамента,
= = - природное давление на уровне подошвы фундамента.
Дополнительное вертикальное напряжение для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:
где a — коэффициент, принимаемый по табл.1 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента h=l/b .
Здесь l и b — соответственно длина и ширина фундамента.
Расчет осадки отдельного фундамента на основании в виде упругого линейно деформируемого полупространства с условным ограничением величины сжимаемой зоны производится по формуле:
где S — конечная осадка отдельного фундамента, см;
n — число слоев, на которые разделена по глубине сжимаемая зона основания;
hi — толщина i-го слоя грунта основания, см;
Ei — модуль деформации грунта i-го слоя, кПа;
b — безразмерный коэффициент, равный 0,8;
— среднее значение дополнительного
вертикального нормального
Модуль деформации Ei определяется по результатам компрессионных испытаний грунтов из выражения:
; где е1 — начальный коэффициент пористости;
сс — коэффициент сжимаемости, 1/кПa.
Коэффициент сжимаемости определяется по зависимости:
; где е1 — коэффициент пористости при нагрузке Р1= 100 кПа
е3 — то же, при нагрузке Р3 = 300 кПа;
Расчет осадки фундамента удобно выполнять в табличной форме:
z |
h |
ξ |
α |
σzg |
0.2σzg |
σzp |
E |
Si |
|
0.0 |
0.3 |
0.00 |
1.000 |
39.00 |
7.80 |
306.17 |
6616.22 |
0.0111 |
0.3 |
0.3 |
0.17 |
0.970 |
46.80 |
9.36 |
296.98 |
6616.22 |
0.0108 |
0.6 |
0.3 |
0.33 |
0.871 |
50.19 |
10.04 |
266.67 |
10666.67 |
0.0060 |
0.9 |
0.3 |
0.50 |
0.730 |
53.57 |
10.71 |
223.50 |
10666.67 |
0.0050 |
1.2 |
0.3 |
0.67 |
0.585 |
56.96 |
11.39 |
179.11 |
10666.67 |
0.0040 |
1.5 |
0.3 |
0.83 |
0.466 |
60.35 |
12.07 |
142.68 |
10666.67 |
0.0032 |
1.8 |
0.3 |
1.00 |
0.369 |
63.74 |
12.75 |
112.98 |
10666.67 |
0.0025 |
2.1 |
0.3 |
1.17 |
0.298 |
67.12 |
13.42 |
91.24 |
10666.67 |
0.0021 |
2.4 |
0.3 |
1.33 |
0.247 |
70.51 |
14.10 |
75.62 |
10666.67 |
0.0017 |
2.7 |
0.3 |
1.50 |
0.203 |
73.90 |
14.78 |
62.15 |
10666.67 |
0.0014 |
3.0 |
0.3 |
1.67 |
0.169 |
77.28 |
15.46 |
51.74 |
10666.67 |
0.0012 |
3.3 |
0.3 |
1.83 |
0.144 |
80.67 |
16.13 |
44.09 |
10666.67 |
0.0010 |
3.6 |
0.3 |
2.00 |
0.123 |
84.06 |
16.81 |
37.66 |
10666.67 |
0.0008 |
3.9 |
0.3 |
2.17 |
0.107 |
87.44 |
17.49 |
32.76 |
10666.67 |
0.0007 |
4.2 |
0.3 |
2.33 |
0.094 |
90.83 |
18.17 |
28.78 |
10666.67 |
0.0006 |
4.5 |
0.3 |
2.50 |
0.083 |
94.22 |
18.84 |
25.41 |
10666.67 |
0.0006 |
4.8 |
0.3 |
2.67 |
0.073 |
97.76 |
19.55 |
22.35 |
24355.56 |
0.0002 |
5.1 |
0.3 |
2.83 |
0.066 |
101.31 |
20.26 |
20.21 |
24355.56 |
0.0002 |
5.4 |
0.3 |
3.00 |
0.059 |
104.86 |
20.97 |
18.06 |
24355.56 |
0.0002 |
5.7 |
0.3 |
3.17 |
0.053 |
108.40 |
21.68 |
16.23 |
24355.56 |
0.0002 |
6.0 |
0.3 |
3.33 |
0.048 |
111.95 |
22.39 |
14.70 |
24355.56 |
0.0001 |
6.3 |
0.3 |
3.50 |
0.044 |
115.49 |
23.10 |
13.47 |
24355.56 |
0.0001 |
6.6 |
0.3 |
3.67 |
0.040 |
119.04 |
23.81 |
12.25 |
24355.56 |
0.0001 |
6.9 |
0.3 |
3.83 |
0.036 |
122.59 |
24.52 |
11.02 |
24355.56 |
0.0001 |
7.2 |
0.3 |
4.00 |
0.034 |
126.13 |
25.23 |
10.41 |
24355.56 |
0.0001 |
7.5 |
0.3 |
4.17 |
0.031 |
129.68 |
25.94 |
9.49 |
24355.56 |
0.0001 |
7.8 |
0.3 |
4.33 |
0.029 |
133.22 |
26.64 |
8.88 |
24355.56 |
0.0001 |
8.1 |
0.3 |
4.50 |
0.027 |
136.77 |
27.35 |
8.27 |
24355.56 |
0.0001 |
8.4 |
0.3 |
4.67 |
0.025 |
140.32 |
28.06 |
7.65 |
24355.56 |
0.0001 |
8.7 |
0.3 |
4.83 |
0.023 |
143.86 |
28.77 |
7.04 |
24355.56 |
0.0001 |
9.0 |
0.3 |
5.00 |
0.022 |
147.41 |
29.48 |
6.74 |
24355.56 |
0.0001 |
0.055 |
Осадка фундамента S равна 55 мм, нормативное значение Su=80 мм.
Аналогичным образом определяем осадку фундамента по второму сечению учитывая, другие геологические условия под подошвой фундамента.
Расчет осадки фундамента производится по формуле
S £ Su,
где S — конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;
Su — предельная величина деформации основания фундамента зданий и сооружений, принимаемая по СНиП 2.02.01-83.
Основным методом определения полной (конечной) осадки фундаментов является метод послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного (бытового) и дополнительного давлений. На геологический разрез наносятся контуры сечения фундамента, затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюр :
природное давление в s кПа, определяется по формуле:
Величина бытового давления определяется на границе каждого слоя грунта. Если в пределах выделенной толщи залегает горизонт подземных вод, то удельный вес грунта определяется с учетом гидростатического взвешивания:
= ;
e - коэффициент пористости грунта;
- удельный вес воды;
; ;
= кН/м3;
= кН/м3;
= кН/м3;
Вычисляем ординаты эпюры природного давления:
На контакте I и II слоев(глубина h =2.0 м)
Ординаты вспомогательной эпюры =0.2 - необходимые для определения глубины расположения границы сжимаемой толщи грунта.
Определяем дополнительное (осадочное) давление на грунт р , подразумевая, что осадка грунта произойдет только от действия дополнительного давления:
Р =Р - =182.32-61,17=121,15 кПа, где
P ==Р=182,32 кПа- полное давление по подошве фундамента,
= = - природное давление на уровне подошвы фундамента.
Дополнительное вертикальное напряжение для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:
где a — коэффициент, принимаемый по табл.1 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента h=l/b .
Здесь l и b — соответственно длина и ширина фундамента.
Расчет осадки отдельного фундамента на основании в виде упругого линейно деформируемого полупространства с условным ограничением величины сжимаемой зоны производится по формуле:
где S — конечная осадка отдельного фундамента, см;
n — число слоев, на которые разделена по глубине сжимаемая зона основания;
hi — толщина i-го слоя грунта основания, см; Ei- модуль деформации грунта i-го слоя, кПа;
b — безразмерный коэффициент, равный 0,8;
— среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, кПа.
Модуль деформации Ei определяется по результатам компрессионных испытаний грунтов из выражения:
; где е1 — начальный коэффициент пористости;
сс — коэффициент сжимаемости, 1/кПa.
Коэффициент сжимаемости определяется по зависимости:
; где е1 — коэффициент пористости при нагрузке Р1= 100 кПа
е3 — то же, при нагрузке Р3 = 300 кПа;
Расчет осадки фундамента удобно выполнять в табличной форме:
z |
h |
ξ |
α |
σzg |
0.2σzg |
σzp |
E |
Si |
|
0.0 |
0.3 |
0.00 |
1.000 |
61.17 |
12.23 |
121.15 |
10666.67 |
0.0027 |
0.3 |
0.3 |
0.18 |
0.979 |
64.56 |
12.91 |
118.61 |
10666.67 |
0.0027 |
0.6 |
0.3 |
0.35 |
0.905 |
67.94 |
13.59 |
109.64 |
10666.67 |
0.0025 |
0.9 |
0.3 |
0.53 |
0.799 |
71.33 |
14.27 |
96.80 |
10666.67 |
0.0022 |
1.2 |
0.3 |
0.71 |
0.693 |
74.72 |
14.94 |
83.96 |
10666.67 |
0.0019 |
1.5 |
0.3 |
0.88 |
0.605 |
78.11 |
15.62 |
73.30 |
10666.67 |
0.0016 |
1.8 |
0.3 |
1.06 |
0.528 |
81.49 |
16.30 |
63.97 |
10666.67 |
0.0014 |
2.1 |
0.3 |
1.24 |
0.466 |
84.88 |
16.98 |
56.46 |
10666.67 |
0.0013 |
2.4 |
0.3 |
1.41 |
0.418 |
88.27 |
17.65 |
50.64 |
10666.67 |
0.0011 |
2.7 |
0.3 |
1.59 |
0.376 |
91.65 |
18.33 |
45.55 |
10666.67 |
0.0010 |
3.0 |
0.3 |
1.76 |
0.344 |
95.04 |
19.01 |
41.68 |
10666.67 |
0.0009 |
3.3 |
0.3 |
1.94 |
0.315 |
98.43 |
19.69 |
38.16 |
10666.67 |
0.0009 |
3.6 |
0.3 |
2.12 |
0.290 |
101.97 |
20.39 |
35.13 |
24355.56 |
0.0003 |
3.9 |
0.3 |
2.29 |
0.270 |
105.52 |
21.10 |
32.71 |
24355.56 |
0.0003 |
4.2 |
0.3 |
2.47 |
0.251 |
109.07 |
21.81 |
30.41 |
24355.56 |
0.0003 |
4.5 |
0.3 |
2.65 |
0.235 |
112.61 |
22.52 |
28.47 |
24355.56 |
0.0003 |
4.8 |
0.3 |
2.82 |
0.221 |
116.16 |
23.23 |
26.77 |
24355.56 |
0.0003 |
5.1 |
0.3 |
3.00 |
0.206 |
119.70 |
23.94 |
24.96 |
24355.56 |
0.0002 |
5.4 |
0.3 |
3.18 |
0.197 |
123.25 |
24.65 |
23.87 |
24355.56 |
0.0002 |
5.7 |
0.3 |
3.35 |
0.187 |
126.80 |
25.36 |
22.66 |
24355.56 |
0.0002 |
6.0 |
0.3 |
3.53 |
0.178 |
130.34 |
26.07 |
21.56 |
24355.56 |
0.0002 |
6.3 |
0.3 |
3.71 |
0.170 |
133.89 |
26.78 |
20.60 |
24355.56 |
0.0002 |
6.6 |
0.3 |
3.88 |
0.163 |
137.43 |
27.49 |
19.75 |
24355.56 |
0.0002 |
6.9 |
0.3 |
4.06 |
0.156 |
140.98 |
28.20 |
18.90 |
24355.56 |
0.0002 |
7.2 |
0.3 |
4.24 |
0.149 |
144.53 |
28.91 |
18.05 |
24355.56 |
0.0002 |
7.5 |
0.3 |
4.41 |
0.144 |
148.07 |
29.61 |
17.45 |
24355.56 |
0.0002 |
7.8 |
0.3 |
4.59 |
0.137 |
151.62 |
30.32 |
16.60 |
24355.56 |
0.0002 |
8.1 |
0.3 |
4.76 |
0.133 |
155.16 |
31.03 |
16.11 |
24355.56 |
0.0002 |
8.4 |
0.3 |
4.94 |
0.128 |
158.71 |
31.74 |
15.51 |
24355.56 |
0.0002 |
8.7 |
0.3 |
5.12 |
0.123 |
162.26 |
32.45 |
14.90 |
24355.56 |
0.0001 |
9.0 |
0.3 |
5.29 |
0.119 |
165.80 |
33.16 |
14.42 |
24355.56 |
0.0001 |
0.024 |