Проектирование фундаментов промышленных зданий
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
я граница сжимаемой толщи, где выполняется условие ?zp?0,2?zq, находится на глубине z=6,3 м от подошвы фундамента.
Полученная осадка фундамента S=3,15 см меньше предельно допустимой Su= 8 см, т.о., требование п. 2.39 СНиП 2.02.01-83 удовлетворено.
8. Расчет и конструирование свайного фундамента
В проекте под колонну предусмотрены забивные сваи, призматические, поперечное сечение которых 300х300 мм. Погружение осуществляется дизель-молотом.
Высота ростверка: hp=550+400=950, принимаем hp=1,2 м.
По конструктивным соображениям принимаем длину сваи L=7 м, а общую длину (с остреем) равной 7,25 м. Ростверк изготовляют из монолитного бетона класса В-15 высотой 1,2 м и высотой ступени 300 мм, остальные размеры определены на расчетной схеме (рис.16). Расстояние между осями свай в плане равно 3d=3х300=900 мм, от края ростверка - не менее d=300 мм.
Определим несущую способность сваи по формуле:
где ?с - коэффициент условий работы, ?с=1;
?CR - коэффициент условий работы под нижним концом сваи, ?СR=1;
?сf - коэффициент условий работы по боковой поверхности сваи, ?сf=1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, острие на глубине 8,4 и R=3840 кН/м2=3840 кПа;
А - площадь сечения нижнего конца сваи, А=0,3х0,3 м2=0,09 м2;
U - периметр сваи, U=0,3х4=1,2 м;
fi - расчетное сопротивление по боковой поверхности i-го слоя грунта (определяется по таблице СНиПа):
на глубине z1=1,4 м fi=20,76 кПа;
на глубине z2=2,25 м fi=27,55 кПа;
на глубине z3=3,55 м fi=32,43 кПа;
на глубине z4=5,1875 м fi=56,375 кПа;
на глубине z5=7,1625 м fi=60,325 кПа;
hi - мощность i-го слоя грунта: h/1=0,4 м; h/2=1,3 м; h/3=1,3 м; h/4=1,975 м; h/5=1,975 м;
Определяем количество свай в свайном кусте:
N0I=N0II ?f=2100 1,1=2310 кН;
М0I=М0II ?f=205 1,1=225,5 кНм;
Рис. 20. Расчетная схема свайного фундамента
?f=1,1 - коэффициент надежности по нагрузке.
?k - коэффициент надежности, зависящий от вида определения несущей способности сваи, ?k =1,4;
N0I - нагрузка, действующая на уровне обреза фундамента (расчетная);
?f - коэффициент надежности по нагрузке, ?f=1,1;
а - расстояние между сваями, а=3d=3x300=900 мм;
d - глубина заложения ростверка, d=1,2м;
?m - значение удельного веса ростверка и грунта, ?m=20 кН/м.
Расположим 7 свай на плане ростверка (рис. 21).
Уточним нагрузку на одну сваю:
где NPI - вес ростверка;
NPII=24(1,21,20,9+2,41,50,3)=57,024 кН;
NPI=1,157,024=62,726 кН;
NgI - вес грунта;
NgII=19,1(2,41,51,2 - 1,21,20,9 - 2,41,50,3)=37,13 кН;
NgI=1,137,13=40,84 кН;
My - действующий момент относительно оси y-y:
My=M0I=225,5 кН м;
х - расстояние до оси сваи, для которой вычисляется нагрузка, х=0,9 (для любой сваи);
хi - расстояние до оси каждой сваи (хi=0,9).
Nmax=359,51 кН;
Необходима проверка условия:
Рис. 21. План свайного фундамента
Nmax=359,51 кН;
Необходима проверка условия:
=
Таким образом, условие выполняется, и, следовательно, 6 свай - это необходимое количество свай в свайном кусте.
Далее производим расчет по второй группе предельных состояний.
Определим осреднённый угол внутреннего трения грунтов, прорезываемых сваей:
где - угол внутреннего трения i-го слоя;
li - мощность i-го слоя грунта;
Найдем размеры условного фундамента:
Lусл=1,8+0,3+27,25tg6,030=3,7 м;
Bусл=0,9+0,3+27,25tg6,030=2,8 м;
Найдем вес ростверка: NPII=57,024 кН;
вес свай: NсвII=7,25240,30,3=15,66 кН6шт=93,96 кН;
вес грунта на ростверке:
NII= N0II+ NpII +NсвII +NgII=2100+57,024+93,96+764,88=3018,86 кН.
Определим напряжение под подошвой фундамента, причем в данном случае свайный фундамент рассчитываем, как и отдельно стоящий, т.е. рассматриваем целиком условный фундамент.
где MII=M0II= 205 кН м;
Pmax=323,04 кПа;
Pmin= 259,75 кПа;
Pср= 291,395 кПа;
Определим расчетное сопротивление:
при
?с1=1,1; ?с2=1,2; ?z=1; к=1.
?=300=>M?=1,15; Mg=5,59; Mс=7,95;
Проверим выполнение условий при работе фундамента:
Pmax=323,04 кПа<1,2R=1010,3 кПа;
Pmin=259,75 кПа>0;
Pср=291,395 кПа<R=841,88 кПа.
Условия выполняются, следовательно, условный фундамент с размерами Lусл=3,7 м и Вусл=2,8 м удовлетворяет требованиям.
Определение осадки фундамента производим на основе расчетной схемы (рис. 18) и с применением метода послойного суммирования. Осадка в этом методе определяется:
где ?=0,8;
?zpi - среднее вертикальное давление в i-ом слое;
hi и Ei - толщина и модуль деформации i-го слоя;
n - число слоев.
Основание под нижним концом свай разбиваем на слои, толщиной не более hi<0,4Вусл=3,20,4=1,28 м, т.е. принимаем hi=0,8 м.
?zg0=?/IId=12,7 8,4=106,68 кПа;
d=8,45м
Р0=Рср-?zg0=291,395-106,68=184,715 кПа;
Расчет производим до тех пор, пока не начнет выполняться условие:
?zp=?p0;
?=l/b=3,7/2,8=1,3.
Все расчеты сведем в таблицу 8.
Рис. 22. Расчетная схема для определения осадки свайного фундамента
Расчет производим до тех пор, пока не начнет выполняться условие:
?zp0,2?zg.
Таблица 8 Значения напряжений в элементарных слоях
№zi, мhi? кН/м?sw кН/м?zqi кПа? ??zp кПа0,2?zqi кПа?zpi кПа??zpihi0---106,6801184,715--502,19610,80,8-10,37114,8760,5710,912168,4622,975176,58621,60,8-10,37123,2721,1420,688127,08324,654147,77132,40,8-10,37131,5681,7140,47788,10926,313107,59643,20,8-10,37139,8642,2850,33261,32