Технико-экономическое сравнение проектирования фундамента мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
bsp;
При dф = 4,0 м высоту фундамента (hф) устанавливают величиной кратной высоте ступени (hy = 1, 2) при развитии фундамента в 3 ступени - hф =3, 6 м.
Максимальная площадь подошвы фундамента устанавливается с учетом обеспечения жесткости фундамента (чтобы наклон боковых граней от вертикали не превышал 30), тогда Amax=bmax*lmax=(bo+2hф*tg30)*(lо+2 hф*tg30).
Аmах= (2, 6 + 2*0, 577*3, 6)*(9, 8 + 2*0, 577*3, 6) = 6, 7544*13, 9544 = 94, 25 (м2);
Требуемая площадь подошвы фундамента Aтp=h*N/(R-1,1*уср*hф+уw*hw),м2, где R -расчётное сопротивление грунта R= 1, 7{Ro[1 + k1(b - 2)] + К2*у(dф-3)}, кПа (1) в первом приближении при b=3,2 м, и средневзвешенном значении удельного веса грунтов (у, кН/м3), расположенных выше подошвы фундамента, или у = 16 кН/м3 (допускаемое Приложением 24 СНиП 2. 05. 03 - 84):= 1, 7{245[1 + 0,02(3,2 - 2)] + 1,5*16(4-3)}=467,3 (кПа)
h = 1, 2 - коэффициент, учитывающий действие момента;= 1,1*(Pо+Рп) + yf *Рк, кНN=1,1*(5600+1570)+1,13*6900=15687 (кН) - расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента:тp=1,2*15687/(467-1,1*16*3+4,5*10)= 51 (м2);сp =(10*1,9)+(20,5*2,2)+(19,8*0,4)/4,5=16 (кН/м) средний удельный вес кладки фундамента и грунта на его уступах;w= 10 кН/м3-удельный вес воды; hw, м - расстояние от УГВ или от поверхности воды в водоеме до подошвы фундамента; w*hw= 0- при расположении подошвы фундамента в водонепроницаемом слое,o- условное сопротивление грунта (кПа), K1 и К2- коэффициенты принимаемые соответственно по таблицам Приложения 24 СНиП 2. 05. 03 -84 в зависимости от номенклатурного наименования и состояния грунтов основания.
Примечание: Ro принимается с учетом примечаний 1 и 2 к таблице 1 (3.2.1.) и примечания к таблице 2 (3. 2. 2.).
Если Amin<Aтp<Аmах33, 28м2<51м2<94, 25 м2, то необходимо развитие фундамента. Размеры подошвы прямоугольного фундамента:
ширина b = Атр/Кп, длина l = b*Кп, где Кп - коэффициент отношения сторон низа опоры, т. е. Кп = l0/bo. Рационально фундамент развивать от Amin=bmin*lmin ступенями, ширину уступов (обычно принимают равной 0,5*hy, но не более 0,577hу), или 1, 2*0,577 = 0,7м (при hy = 1,2 м)
т. е. bп=(bп-1+2*0, 6); ln=(ln-1+2*0,6) при hy=1,2 м 1 =3, 2 м; l1=10, 4 м; A1= 3, 2*10, 4 = 33, 28(м2);2= 3, 2+2*(0, 5*1, 2) = 4, 4м; l2 = 10, 4 + 2*(0, 5*1, 2)= 11, 6м; А2= 4, 4*11, 6 = 51,04 (м2);3= 4, 4 + 2*(0, 5*1, 2) = 5, 6м; l3 = 11, 6+2*(0, 5 *1, 2) = 12, 8м; А3= 5, 6*12, 8=71, 68 (м2);
При трехступенчатом фундаменте и hф= 3,6м, A3 = 71, 68 м2 - площадь подошвы фундамента.
3.3 Определение расчетного сопротивления грунта (R, kПa) под подошвой фундамента
Рассчитывается также по формуле (1) как и в первом приближении при ширине ступенчатого фундамента (bi, м), равной ширине нижней ступени (но не более 6м), а для глин и суглинков в основании фундаментов мостов в пределах водотока R следует увеличивать на величину, равную 14.7hw кПa, (hw, м - высота столба воды от уровня меженных вод до дна водотока после размыва=2,4 м).
= 1, 7{Ro[1 + k1(b - 2)] + К2*у(dф-3)}+14,7hw (кПa)= 1, 7{245[1 + 0,1(5,6 - 2)] + 3*16(4-
)}=1,7(333,2+48)+14,7*2,4=683,32 (кПа)
3.4 Проверка напряжений под подошвой фундамента
Производится по расчетным напряжениям под подошвой фундамента: среднему P=N1/A?R/yn кПа, максимальному Pmax=(N1/A +M1/W) ?yc*R/yn кПа и минимальному Pmin=(N1/A - M1/W), где N1= 1,1(Р0 + Рп +Рф + Рг + Рв) +gf *Рк кН, вертикальная нагрузка на основание с учетом гидростатического давления
Р0=5600 кН - вес опоры,
Рп=1570 кН - вес пролётных строений,
Рк= 6900 кН - сила воздействия от временной нагрузки,
gf=1,14 - коэффициент надежности временной подвижной нагрузки,
Рв= Syw*hw на уступы фундамента, если оно имеет место (если фундамент врезан в водонепроницаемыйгрунт)
М1 =1, 1Т (1, 1+h0+hф), кН*м- расчётный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента; 0=8,4 м - высота опоры,ф=3,6 м - высота фундамента,
Рф+Рг= bn*ln*hф*уср. -соответственно нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах,кН;
Уср= 24 кН/м3 - удельный вес бетона,=ln*bn2/6, м3 - момент сопротивления по подошве фундамента:n = 1,4 коэффициент надежности по назначению сооружения;
ус = 1,2 коэффициент условий работы. 1= 1,1(5,600 +1,570 +5,6*12,8*3,6*24)
+1,14*6,900=16402,58+7866=22565,5 (мН)=12,8*5,62/6=66,9(м3)
М1 =1, 1*690*(1, 1+8,4+3,6)=9942,9(кН*м)
среднему P=N1/A?R/1,4=
,58/71,68650,68/1,4 = 314,8488 (кПа) - верно
максимальному Pmax=(N1/A+M1/W)?1,2*R/1,4=
,58 /71,68+10626/66,91,2*650,68/1,4=314,8+148,6585,7 (кПа) - верно минимальному Pmin=(N1/A - M1/W)0
,58/71,68-10626/66,90=314,8-148,60=179,770 - верно
Условия выполняются и значения Р и Рmax близки к величине допустимого. Значит фундамент запроектирован рационально.
.5 Расчет осадки фундамента
Сначала слева от оси фундамента строится эпюра szgi (кПа) от собственного веса грунта (бытового давления) на уровне подошвы фундамента (szg0),затем на границе каждого слоя, на границе УГВ- нарастающим итогом: (szgi =szgо + Syi*hi), где yi -удельный вес каждого слоя грунта выше УГВ или водонепроницаемого грунта (ниже уровня грунтовых вод или в водоеме с учетом взвешенного состояния водопроницаемых грунтов подставляется yicв- удельный вec грунта во взвешенном состоянии), hi - мощность каждого слоя (от его кровли до подошвы). Эпюра szgi строится до глубины не менее 10 м от подошвы фундамента, а ниже подошвы предпоследнего слоя (если глубина менее 10 м) через 2 м выделяются подслои последнего слоя с расчетом значений бытового давления в подошве каждого (все значения szgi и szgo проставляются над соответствующей границей слоя).
На уровне кровли водонепроницаемого грунта (IL<0,25 д.е. -для суглинков, IL<0,5 д.е. -для глин) два значения szg (над границей -szgi+1 = szgi + усвi+1*hi+1; под ней - с учетом дополнительного давления столба воды s'zgi+1 = szgi+1+yw*hw (yw=10 кН/м3-удельный вес воды, hw м - расстояние от УГВ или уровня меженных вод до кровли водонепроницаемых глинистых грунтов), т. е. скачок эпюры влево (плюс) на величину yw*hw. И далее к полученному значению s'zg добавляется давление водоупорного слоя на величину уi*hi,