ОиФ 8-ми этажного 2-х секционного жилого дома в г. Киров

Армирование ростверка.cdw

ННГАСУ.ИСФ-08.03.01-ОиФ
-и этажное жилое здание в г. Киров
Армирование ростверка

Расстановка свай.cdw

ННГАСУ.ИСФ-08.03.01-ОиФ
-и этажное жилое здание в г. Киров
Схема расстановки свай

Записка.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение
«Нижегородский Государственные архитектурно-строительный университет»
Инженерно-строительный факультет
Кафедра оснований фундаментов и инженерной геологии
Пояснительная записка
по дисциплине «Основания и фундаменты»
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки.6
Расчет и конструирование свайного фундамента из призматических свай.8
1. Выбор типовой конструкции длины сваи.8
2. Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки допускаемой на сваю.11
3. Определение расстояний между сваями. Конструирование свайного фундамента.12
3.1. Исходные данные.12
3.2. Определение шага свай.12
Расчет осадки свайных фундаментов. Расчетная схема.25
1. Определение осадки столбчатого свайного фундамента.26
Расчет и конструирование ростверка.30
Использованные источники.65
Рис.1.1. Расположение расчетных сечений на плане (площади покрытия).
Нагрузки действующие в расчетных сечениях:
Расчет свайного фундамента произведем в самом нагруженном сечении (сечение 4-4) по I группе предельных состояний.
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки.
Площадка для строительства находится в г. Киров.
Площадка строительства ровная с уклоном на юго-запад свободная от существующих зданий и инженерных коммуникаций.
Инженерно-геологические условия исследованы путем бурения трех скважин на глубину 100 м. Грунтовые воды скважинами не вскрыты. По результатам бурения построен инженерно-геологический разрез (рис. 1.1. рис 1.2.).
На месте строительной площадки толща грунта состоит из следующих элементов:
ИГЭ-1: суглинок полутвёрдый - мощность 38 м; возраст расчетное сопротивление R02=257 кПа. Грунт пригоден в качестве естественного основания.
ИГЭ-2: песок крупный средней плотности сложения малой степени влажности - мощность 5 м; возраст расчетное сопротивление R02=500 кПа. Грунт можно использовать в качестве несущего слоя.
ИГЭ-3: Песок крупный рыхлой плотности сложения - возраст QII- Расчетное сопротивление не нормируется. Слабый слой.
Можно сказать что сложность инженерно-геологических условий средняя.
Рис. 1.1. Схема расположения инженерно-геологических выработок.
Рис. 1.2. Инженерно-геологический разрез.
М: 1:500 - горизонтальный.
М: 1:100 - вертикальный.
Расчет и конструирование свайного фундамента из призматических свай.
1. Выбор типовой конструкции длины сваи.
Из-за условий забивки оголовок сваи выступает над котлованом на 05 м (.
В соответствии с [1] принимаем высоту ростверка
Глубина заложения подошвы ростверка от пола подвала: 06 м.
Отметка низа ростверка:
Глубина заложения подошвы ростверка от поверхности природного рельефа (глубина котлована):
Т.к. ростверк монолитный то под него выполняется бетонная подготовка толщиной
В соответствии с [1] длина сваи подбирается из условия погружения нижнего конца сваи приблизительно на 1 метр в ниже залегающий более прочный слой грунта (несущий слой).
За несущий слой принимаем ИГЭ-2.
Мощность слоев ИГЭ под подошвой ростверка:
Определяем предварительную длину сваи (L’) принимая:
) минимальную глубину забивки сваи в ИГЭ-3 равной
) высоту оголовка сваи над котлованом:
Необходимая длина сваи:
В соответствии с табл.4. приложения [2] принимаем сваю квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой С45-30 где:
размер поперечного сечения ствола сваи.
Способ погружения сваи – забивка штанговым дизель-молотом С-268.
Схема к определению длины сваи приведена на Рис. 2.1.
Рис. 2.1. Расчетная схема к определению длины сваи.
Рис. 2.2. Расчетная схема к определению несущей способности сваи С45-20.
2. Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки допускаемой на сваю.
Расчетная схема к определению несущей способности сваи представлена на Рис. 2.2.
В соответствии с [1] несущую способность висячей забивной сваи погружаемой без выемки грунта работающей на сжимающую нагрузку следует определить как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи FdR и на её боковой поверхности FdR:
где: расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кН;
расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи кН;
коэффициент условий работы сваи в грунте;
расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа определяемый по табл.1. приложения [2]:
где: H – глубина погружения нижнего конца сваи относительно поверхности рельефа м;
площадь опирания на грунт сваи м2;
наружный периметр поперечного сечение сваи м;
расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи кПа принимается по табл. 2. приложения [2]:
где: средняя глубина расположения слоя грунта относительно природного рельефа м;
коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта и принимаемые по табл. 3 приложения [2]. При погружении сваи забивкой молотом
Определяем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи:
Определение расчетного сопротивления грунта по боковой поверхности выполняем в табличной форме (Табл. 2.1.).
Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности.
Суглинок полутвёрдый
Определяем несущую способность сваи:
Определяем расчетную нагрузку допускаемую на сваю.
В соответствии с [1] расчетная нагрузка допускаемая на сваю определяется по формуле:
где: N – расчетная нагрузка допускаемая на сваю кН;
коэффициент надежности принимаемый в соответствии с [1]: при определении несущей способности сваи расчетом: .
3. Определение расстояний между сваями. Конструирование свайного фундамента.
3.1. Исходные данные.
Несущая способность свайных фундаментов определяется по 1-ой группе предельных состояний.
Расчет производится с учетом коэффициента надежности по нагрузке
3.2. Определение шага свай.
) Высота фундаментной стены над ростверком:
) Ширина фундаментной стены (блока):
) Размеры сваи: L = 45 м; d = 03 м;
) Нагрузка допускаемая на сваю: N = 51036 кН;
) Нагрузка действующая в расчетном сечении:
Шаг свай определяется из условий:
из условия производства работ по забивке свай;
ввиду усложнения конструкции и сложности ростверка при увеличении шага между сваями.
Предварительный шаг свай:
Число свай на 1 м.п. длины фундамента определяется по формулам:
Предварительное число свай на 1 м.п. длины фундамента:
Предварительно принимаем шахматное расположение свай.
Схема конструкции фундамента приведена на Рис. 2.3.
Собственный вес фундамента и пола ( определяется по формуле:
где: собственный вес ростверка кНм:
вычисляются соответственно по формулам с учетом коэффициента где
Вес грунта на уступах ростверка:
Нагрузка в уровне подошвы ростверка:
Принимаем шахматную схему расположения свай с шагом
Требуемое число свай на 1 м.п. длины фундамента:
Схема расположения свай в плане приведена на Рис. 2.4.
Рис. 2.3. Схема конструкции фундамента в сечении 7-7.
Рис. 2.4. Схема расположения свай в плане (сечение 7-7).
Предварительно принимаем однорядное расположение свай.
Схема конструкции фундамента приведена на Рис. 2.5.
Принимаем однорядную схему расположения свай с шагом
Схема расположения свай в плане приведена на Рис. 2.6.
Рис. 2.5. Схема конструкции фундамента в сечении 1-1.
Рис. 2.6. Схема расположения свай в плане (сечение 1-1).
Схема конструкции фундамента приведена на Рис. 2.7.
Принимаем однорядную схему расположения свай с шагом:
Схема расположения свай в плане приведена на Рис. 2.8.
Рис. 2.7. Схема конструкции фундамента в сечении 2-2.
Рис. 2.8. Схема расположения свай в плане (сечение 2-2).
Схема конструкции фундамента приведена на Рис. 2.9.
Схема расположения свай в плане приведена на Рис. 2.10.
Рис. 2.9. Схема конструкции фундамента в сечении 3-3.
Рис. 2.10. Схема расположения свай в плане (сечение 3-3).
Схема конструкции фундамента приведена на Рис. 2.11.
Схема расположения свай в плане приведена на Рис. 2.12.
Рис. 2.11. Схема конструкции фундамента в сечении 4-4.
Рис. 2.12. Схема расположения свай в плане (сечение 4-4).
Схема конструкции фундамента приведена на Рис. 2.13.
Схема расположения свай в плане приведена на Рис. 2.14.
Рис. 2.13. Схема конструкции фундамента в сечении 5-5.
Рис. 2.14. Схема расположения свай в плане (сечение 5-5).
Расчет осадки свайных фундаментов. Расчетная схема.
В большинстве случаев свайный фундамент при расчете осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании. Это значит что сваи грунт межсвайного пространства и часть грунта примыкающего к наружным сторонам свайного фундамента рассматривается как единый массив.
Рис. 3.1. Схема к расчету осадки свайного фундамента как условного единого фундамента.
С – расстояние от наружной грани крайних рядов до грани условного фундамента.
где: h – глубина погружения свай в грунт от подошвы ростверка;
усредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта.
расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной hi.
Размеры условного фундамента при определении его границ:
где: расстояния между осями свай соответственно по поперечным и продольным осям;
количество рядов свай по ширине и длине фундамента;
d – сторона поперечного сечения сваи.
Расчет осадки выполняется теми же методами как и фундаментов мелкого заложения. При этом необходимо выполнение условия
где: расчетная нагрузка от веса здания или сооружения с учетом собственного веса ростверка свай и грунта на уступах;
площадь подошвы условного фундамента;
расчетное сопротивление грунта основания.
Осадка определяется методом послойного суммирования и она не должна превышать предельных значений.
Как и для фундаментов мелкого заложения кроме вычисления осадок расчет свайных фундаментов по деформациям включает проверку относительной разности осадок а при действии внецентренных нагрузок – и кренов.
1. Определение осадки столбчатого свайного фундамента.
Рис. 3.2. Расчетная схема осадки свайного фундамента.
Расчет осадки производится для наиболее нагруженного сечения (4-4).
Определение размеров подошвы условного фундамента:
Определение нагрузки действующей в уровне подошвы условного фундамента:
вес ростверка и подколонника:
объем околосвайного грунта в условном фундаменте:
усредненный удельный вес грунта:
нагрузка действующая в уровне подошвы условного фундамента:
Определение среднего давления под подошвой условного фундамента:
Осадка свайного фундамента:
напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы условного фундамента:
дополнительное напряжение от сооружения в уровне подошвы условного фундамента:
максимальная толщина слоев под подошвой фундамента:
напряжение от собственного веса грунта в i-ых точках:
вертикальное дополнительное давление от сооружения в i-ых точках:
определяем вертикальное напряжение от собственного веса котлована в i-ых точках:
где ширина котлована (условно принимаем по 1м с каждой стороны от подошвы ростверка).
Расчет осадки сводим в таблицу (Табл. 3.1.).
Расчет осадки свайного фундамента.
Расчет и конструирование ростверка.
Расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной и высотой На ростверк опирается фундаментная стенка из 3 блоков ФБС 24.6.6-Т; ширина стенки фундамента Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В75. Сваи сечением 30х30 см с однорядным расположением с расстоянием между осями свай а = 075 м. Расчетная нагрузка от стены составляет (в расчетах = q).
Определение усилий в ростверке.
Нагрузка от вышележащей кладки передается на ростверк по треугольной эпюре с максимальной ординатой над осью свай (Рис. 4.1.).
Длина полуоснования эпюры нагрузки:
где модуль упругости бетона ростверка;
J – момент инерции ростверка:
модуль упругости кладки из бетонных блоков:
упругая характеристика кладки таблица 6.16. [4] для кладки из блоков на растворе М25;
k = 2 – коэффициент для кладки из блоков таблица 6.15. [4];
R – расчетное сопротивление сжатию кладки; с учетом коэффициента 11 таблица 6.4. [4]:
Величина ординаты эпюры нагрузки под гранью сваи:
где расчетный пролет.
L – расстояние между сваями в свету.
Условие выполняется.
Расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента соответствует схеме представленной на Рис. 4.1.
Рис. 4.1. Расчетная схема к определению усилий в ростверке (сечение 1-1).
Расчетные моменты на опоре Моп и в середине пролета Мпр:
Поперечная сила в ростверке на грани сваи определяется по формуле:
Расчет продольной арматуры.
По найденным значениям изгибающих моментов определяем необходимую площадь сечения продольной арматуры ростверка. Класс бетона ростверка В15. арматура класса А400 (Rs = 340 МПа таблица 6.14 [5]).
Принимаем рабочую высоту ростверка ho = 05 – 007 = 043 м.
Принимаем одинаковое армирование на опоре и в пролете (Рис. 4.2.).
Фактический процент армирования равен:
Рис. 4.2. Схема армирования ростверка (Сечение 1-1).
Расчет поперечной арматуры.
При выполнении условия хомуты не рассчитываются т.к. вся поперечная сила воспринимается бетоном где = 06 (тяжелый бетон);
для В15 с учетом по таблице 6.8 [5];
Необходим расчет хомутов.
Если то раздробление бетона сжатой зоны между наклонными трещинами происходить не будет.
модуль упругости для арматуры(А и В) по п.6.2.12[5].
Принимаем шаг хомутов Sw = 0150 м задаемся диаметром хомутов – 6 мм и их числом сечении – n = 4.
Тогда площадь сечения арматуры )
– для тяжелого бетона.
Следовательно прочность бетона сжатой зоны между наклонными трещинами достаточна.
Погонное усилие приходящееся на хомуты и шаг хомутов.
Усилие в хомутах на единицу длины элемента определится
где для тяжелого бетона.
где – для тяжелого бетона.
Тогда шаг хомутов Sw по расчету исходя из условия .
где – расчетное сопротивление хомутов класса А240 по таблице 7 приложения [3].
Принимаем шаг хомутов S = 120 мм.
Расчет на местное сжатие.
При расчете на местное сжатие (смятие) ростверка без поперечного армирования от действия сваи должно удовлетворяться условие:
где: – сжимающая сила от местной нагрузки (соответствует нагрузке на сваю):
– площадь смятия; соответствует площади поперечного сечения сваи;
– коэффициент; при равномерном распределении нагрузки = 1;
- расчетное сопротивление бетона смятию определяемое по формуле
Здесь для бетона класса ниже 25;
– расчетная площадь смятия; при наличии нескольких нагрузок от свай расчетные площади ограничиваются линиями проходящими через середину расстояний между точками приложения двух соседних нагрузок рассчитывается как:
= 8500 кПа – для бетона класса В15 по таблице 6.8 [5];
Прочность ростверка на смятие достаточна (дополнительного поперечного армирования не требуется).
Расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной и высотой На ростверк опирается фундаментная стенка из 3 блоков ФБС 24.4.6-Т; ширина стенки фундамента Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В75. Сваи сечением 30х30 см с однорядным расположением с расстоянием между осями свай а = 16 м. Расчетная нагрузка от стены составляет (в расчетах = q).
Нагрузка от вышележащей кладки передается на ростверк по треугольной эпюре с максимальной ординатой над осью свай (Рис. 4.3.).
Расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента соответствует схеме представленной на Рис. 4.3.
Рис. 4.3. Расчетная схема к определению усилий в ростверке (сечение 2-2).
Принимаем одинаковое армирование на опоре и в пролете (Рис. 4.4.).
Рис. 4.4. Схема армирования ростверка (Сечение 2-2).
Принимаем шаг хомутов S = 140 мм.
Расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной м и высотой На ростверк опирается фундаментная стенка из 3 блоков ФБС 24.6.6-Т; ширина стенки фундамента Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В75. Сваи сечением 30х30 см с шахматным расположением с расстоянием между осями свай а = 095 м. Расчетная нагрузка от стены составляет (в расчетах = q).
где: модуль упругости бетона ростверка;
Расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента соответствует схеме представленной на Рис. 4.5.
Рис. 4.5. Расчетная схема к определению усилий в ростверке (сечение 3-3).
Рис. 4.6. Схема армирования ростверка (Сечение 3-3).
Расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной м и высотой На ростверк опирается фундаментная стенка из 3 блоков ФБС 24.4.6-Т; ширина стенки фундамента Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В75. Сваи сечением 30х30 см с шахматным расположением с расстоянием между осями свай а = 075 м. Расчетная нагрузка от стены составляет (в расчетах = q).
Расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента соответствует схеме представленной на Рис. 4.7.
Рис. 4.7. Расчетная схема к определению усилий в ростверке (сечение 4-4).
Принимаем одинаковое армирование на опоре и в пролете (Рис. 4.8.).
Рис. 4.8. Схема армирования ростверка (Сечение 4-4).
Следовательно расчет на действие поперечной силы не производится. Принимаем конструктивно поперечную арматуру из стержней с расстоянием между стержнями 200 мм.
Расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной м и высотой На ростверк опирается фундаментная стенка из 3 блоков ФБС 24.4.6-Т; ширина стенки фундамента Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В75. Сваи сечением 30х30 см с шахматным расположением с расстоянием между осями свай а = 13 м. Расчетная нагрузка от стены составляет (в расчетах = q).
Нагрузка от вышележащей кладки передается на ростверк по треугольной эпюре с максимальной ординатой над осью свай (Рис. 4.9.).
Расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента соответствует схеме представленной на Рис. 4.9.
Рис. 4.9. Расчетная схема к определению усилий в ростверке (сечение 5-5).
Рис. 4.10. Схема армирования ростверка (Сечение 5-5).
Расчет и конструирование ростверка свайного фундамента под стену здания. Ростверк монолитный железобетонный шириной и высотой На ростверк опирается фундаментная стенка из 3 блоков ФБС 24.4.6-Т; ширина стенки фундамента Класс бетона ростверка В15 и стеновых блоков В75. Сваи сечением 30х30 см с шахматным расположением с расстоянием между осями свай а = 175 м. Расчетная нагрузка от стены составляет (в расчетах = q).
Расчетная схема к определению усилий в ростверке свайного фундамента соответствует схеме представленной на Рис. 4.11.
Рис. 4.11. Расчетная схема к определению усилий в ростверке (сечение 6-6).
Принимаем одинаковое армирование на опоре и в пролете (Рис. 4.12.).
Рис. 4.12. Схема армирования ростверка (Сечение 6-6).
Спецификация арматурных изделий ростверка
Использованные источники.
СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция
Кочеткова А.А. Расчет и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. Ч4 А.А. Кочеткова С.Я.Скворцов Е.О.Сучкова; Нижегород. гос. архитектур.-строит. ун-т. –Н.Новгород: ННГАСУ 2016. – 21с. -1 электрон. опт. диск (CD-RW).
Учебно-методическое пособие для практических занятий и выполнения ВКР(б) студентам направления подготовки 08.03.01 «Строительство» профиль Промышленное и гражданское строительство и специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» по дисциплине «Основания и фундаменты» «Специальные вопросы расчета и проектирования оснований и фундаментов».
СП 15.13330.2020 Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная реакция СНиП II-2281*.
СП 63.1330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 (с Изменением №1).