Проектирование фундамента для крытого рынка

→ условие выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Определение расчетной нагрузки на сваю с учетом изгибающего момента

 

рис. 5

 

;

,

кН м;

кН;

м - высота ростверка,

кН м;

м, м:

                                                         рис.6

 

,

 

кН < 379.675 кН

  кН > 0 → условия выполнены.

 

 

 

7.Технико-экономическое сравнение вариантов

                                                                                                                                      Таблица 1

№ n/n	Виды работ	Ед. изм	Стоим., руб	ФМЗ		Свайный фундамент
				Объем	Стоим., руб	Объем	Стоим., руб
1.	Разработка грунта	м3	3.03	12.448	37.717	8.4084	25.477
2.	Откачка воды	м3	40	8.1235	324.94	4.7584	190.336
3.	Сборный железобетон	м3	33.50	1.8	60.3	-	-
4.	Монолитный железобетон	м3	24.0	-	-	0.919	22.05
5.	Устройство подбетонки	м3	16.5	0.441	7.2765	-	-
6.	Сваи	м3	63	-	-	2.45	154.35
	Итого				430.234		392.183

   

Вывод: сравнивая стоимость устройства фундаментов – мелкого заложения и свайного – очевидно, что свайный фундамент экономически более целесообразен, чем фундамент мелкого заложения.

 

4 ДЕТАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВЫБРАННОГО ФУНДАМЕНТА

4.1 Расчет фундаментов по деформациям

4.1.1 Расчет конечных осадок фундаментов

В настоящее время свайный фундамент при расчете его осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании.

Определим осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта:

,где 

- расчетные значения углов  внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной .

;

;

- глубина погружения сваи  в грунт, считая от подошвы ростверка, м;

м.

Определим размеры подошвы условного фундамента по следующей формуле:

, где

м - расстояние между осями свай по поперечным и продольным осям,

- количество рядов по ширине  и длине фундамента,

м- сторона сечения сваи.

м.

 

Определим среднее давление по подошве условного фундамента:

,

кН - расчетная нагрузка от веса здания на уровне

 верхнего обреза фундамента, 

 кН - вес свай в объеме условного фундамента,

кН - вес ростверка,

кН - вес грунта в объеме условного фундамента,

м2 - площадь подошвы условного фундамента.

кПа

Определяем уточненное расчетное сопротивление грунта основания по п. 2.41 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»:

R = gc1gc2/k (MgkzbgII + Mgd1g`II + MccII), где

gc1 = 1,4; gc2 = 1,2 (табл. 3 /1/),

k = 1 - для случая, когда прочностные характеристики определяются  непосредственными испытаниями,

Мg = 1,105; Мg = 5,42; Mc = 7,81 (табл. 4 /1/),

kz = 1 при b  < 10м,

gII = 18.835 кH/м3 – удельный вес грунта, расположенного ниже подошвы фундамента,

g`II = 18,835 кН/м3 – то же в пределах глубины заложения d,

cII = 4кПa – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента,

d1 = d = 5,65м – глубина заложения фундамента.

R = ;

РII = 175,117 кПа < R = 1117,075 кПа → условие выполнено.

Для определения осадки фундамента воспользуемся методом послойного суммирования (прил.2 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»).

Определим осадку основания по формуле:

, где

β – безразмерный коэффициент, равный 0,8.

Зададимся мощностью слоя  грунта hi:  hi ≤ 0.4by, где

by = 2,734 м - ширина условного фундамента,

hi ≤ 0.4*2,734 = 1,094 → примем hi = 1,0 м.

Определим дополнительное давление под подошвой фундамента по формуле:

Po = pII – σzg,o, где

σZGО  - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента σZGО = 5,65*18,835 = 106,418 кПа;

Po = 175,117 – 106,418 = 68,699 кIIa – дополнительное давление под подошвой фундамента.

Определяем дополнительное давление от действующих нагрузок на глубине z определим по формуле:

σzpi = αРo ; ;

Напряжение от собственного грунта на глубине z определим по формуле:

σzg = σzg,o  + (см. табл. 2),

Расчет производим до тех пор, пока не будет выполняться условие:

σzpi ≤ 0,2σzgi (Е=26МПа>5МПа – ИГЭ-1 – мелкий песок).

                                                                                                                                   Таблица 2  

N n/n	hi	Zi	σzgi	ε = 2z/b	α	σzpi	Ei	Si
1	1	0	106.418	0.000	1.000	68.699	26
		1	125.253	0.732	0.840	57.703		1.940
2	1	1	125.253	0.732	0.840	57.703	1
		2	137.025	1.463	0.503	34.398		36.840
3	1	2	137.025	1.463	0.503	34.398	1
		3	148.797	2.195	0.298	20.345		21.897
							∑=	60.677

                                                                                                                                                                                            

На третьем шаге расчет осадки остановлен, т.к.

σzpi3 ≤ 0,2σzgi3 = 20,345 кПа ≤ 0,2*148.797 = 29.759 кПа

S = 6,068 см < Su = 12 см → условие выполнено.

Su = 12 см - максимальная допустимая осадка для производственного одноэтажного здания с полным стальным каркасом (прил.4 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»).

 

 

                                                                                                      рис.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1.2 Расчет фундаментов по слабому подстилающему слою

 

Модуль деформации подстилающего слоя Е2 = 1.0 МПа < модуля деформации Е1 = 26 МПа, значит необходимо выполнить расчет.

 

 

 

                                                                                                                                       рис. 8

Необходимо, чтобы полное давление на кровлю подстилающего слоя не превышало его расчетного сопротивления, т. е.

σzp + σzg≤ Rz, где

σzp; σzg – вертикальное напряжение в грунте на глубине z от подошвы фундамента соответственно дополнительное от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта,

Rz – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине кровли слабого слоя, определяем как для условного фундамента шириной bz и глубиной заложения dz.

σzg = γdz

σzg = 18,835*6.65 = 125.253 кIIa – природное давление на кровлю подстилающего слоя

σzg,о = 18,835*5,65 = 106,418 кIIa – вертикальное напряжение в грунте на уровне глубины заложения фундамента,

Po = pII – σzg,o

Po = 175,117 – 106,418 = 68,699 кIIa– дополнительное давление под подошвой фундамента,

σzp = αРo, где

α – коэффициент, определяемый по (1, прил. 2, табл. 1) при m = 2z/b

2z/b = 2*1/1,75 = 1,143 и n = l/b = 1→ α = 0,840;

 

σzp = 0,840*68,699 = 57,703кIIa,

Полное давление на кровлю подстилающего слоя:

σzp + σzg = 57,703 + 125,253 = 182,95 кIIa

Определим площадь подошвы условного фундамента:

Az = N0II/σzp , где

N – вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

Определим расчетное сопротивление грунта подстилающего слоя

R = 1*1/1*(0,98*1*2,734*11,772 + 4,93*6,65*18,835) = 649,04 кПа

σzp + σzg = 182,95 кIIa ≤ R = 649,04 кIIa → условие выполнено.

 

4.2 Расчет фундаментов на прочность

4.2.1 Расчет ростверка на местное смятие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При расчете ростверка на местное смятие необходимо выполнение условия:

N1 ≤ 1.5RbAк, где

N1 – расчетная нормативная сила, передаваемая колонной в уровне обреза ростверка,

N1 = 501,6 кН;

Rb = 14,5 МПа для В25;

Aк = ак*bк = 0,4*0,4 = 0,16 м2

N1 = 501,6 < 1.5RbAк = 1,5*14,5*103*0,16 = 3480 кН→ условие выполнено.

 

4.2.2 Расчет ростверка на продавливание колонной

 

Проверка условия:

N ≤ [α1(bк + c2) + α2(aк + c1)]h1Rbt, где

N – расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания

N = 2*Npi, где

Npi – сумма усилий с одной стороны наиболее нагруженной части ростверка,

Npi = 217,783 кН

N = 2*217,783*4 = 1742,264 кН

с1 = 0,15м     Расстояния от плоскости колонны до плоскости, прохо- 

c2 = 0,15м         дящей через ближайшую параллельную ей грань сваи;

h1 – рабочая высота ростверка = 0,45м;

Rbt = 1,05 МПа для В25

α1 = 1,6(1 – k1/3)(k1 + 1/ k1)

α2 = 1,6(1 – k2/3)(k2 + 1/ k2)

k1 = k2 = ci/h1 = 0.15/0.45 = 0,333

α1 = α2 = 1,6(1 – 0,333/3)(0,333 + 1/0,333) = 4,745

            

1742,264 кН < (4,745(0,4 + 0,15) + 4,745(0,4 + 0,15)*0,45*1,05*103 = 2466,214 кН

 

→ условие выполнено.

 

4.2.3 Расчет арматуры плиты ростверка

 

Определим момент

М = 2Nmax*c, где

с = (х – d/2);

с = 0,525 – 0,35/2 = 0,35 м;

М = 2*217,783*0,35 = 152,448 кН м

В качестве рабочих стержней примем арматуру класса А-III  с расчетным сопротивлением Rs = 355 МПа

Определим am

am = M/(Rbgb1l hо2), где

Rb = 17 МПа – призменная прочность бетона класса В25 ;

gb1 = 0,9 –   коэффициент условий работы бетона;

h0 – рабочая высота сечения;

l = 1м – длина приведенного сечения.

am = 152,448*103/(17*106*0,9*1*0,452) = 0,0492

Определим требуемую площадь арматуры  Аs на 1 м длины фундамента

Аs = M/(Rsζ hо), где

ξ = 0,975 – коэффициент, принимаемый в зависимости от am,

Аs = 152,448*103/(355*106*0,975*0,45) = 9,78 см2

Примем 9 стержней Ø12 А- III с шагом - 100 мм (Asф = 10,18 см2). В продольном направлении арматуру принимаем такую же.

 

4.2.4 Подбор оборудования для погружения свай

 

Подбор оборудования производится по СНиП 3.02.01 – 87*

Определим минимальную необходимую энергию молота для погружения свай

Eh = 0,045N, где

N = Fd/γk = 379,675 кH – расчетная нагрузка на сваю;