ОиФ Расчет ФМЗ и СФ пункта текущего ремонта

сваи.docx

Министерство высшего образования и науки Российской Федерации
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки4
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства5
1. Общие положения.5
2. Классификация грунтов.5
Построение инженерно-геологических разрезов7
Расчет и проектирование фундамента мелкого заложения в сечении I-I (Г-4)8
1. Общие положения.8
2. Определение высоты фундамента по конструктивным требованиям.8
3. Определение глубины заложения фундамента.9
4. Определение размеров подошвы фундамента.10
5. Определение расчетной высоты фундамента12
6 Вычисление вероятной осадки фундамента.13
7.Расчет тела фундамента17
7.1 Конструирование фундамента17
7.2. Расчет прочности плитной части фундамента на продавливание18
7.3. Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента19
Расчет свайного фундамента25
1. Общие положения.25
2. Определение несущей способности одиночной висячей сваи.26
3. Конструирование ростверка28
4 Определение абсолютной осадки свайного куста29
5. Расчет тела ростверка свайного фундамента.33
5.1. Расчет прочности ростверка на продавливание колонной.33
5.2. Расчет прочности ростверка на продавливание угловой сваей34
5.3. Расчет прочности ростверка на изгиб35
Список литературыОшибка! Закладка не определена.
Целью данного курсового проекта является: для заданных конструкций здания и грунтовых условий площадки строительства на основании вариантного подхода запроектировать (рассчитать сконструировать и вычислить) оптимальный тип фундамента. Под вариантным подходом подразумевается выбор двух типов фундаментов (фундамент мелкого заложения ФМЗ или свайный фундамент СФ) приемлемых в заданных грунтовых условиях определение их основных параметров (габариты число свай в кусте и т.д.).
Задание на проектирование:
Задание на проектирование включает в себя:
Бланк задания к курсовому проекту с исходными данными для проектирования состав здания график выполнения курсового проекта список рекомендуемой литературы;
Бланк грунтовых условий площадки строительства включающий схему расположения геологических выработок геологические колонки и физико-механические характеристики грунтов;
Бланк с исходными данными о сооружении (план разрез) характеристиками конструкции материалов наличии подвалов и т.п.
Привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки
Привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки осуществляется в два этапа:
Первый этап – горизонтальная привязка – контур здания в масштабе наносится на инженерно-картографический план стройплощадки так чтобы выработки на плане находились как можно ближе к зданию его контуру.
Второй этап – вертикальная привязка – определение планировочных отметок узлов строительной площадки “черных” и “красных” отметок углов здания и “нулевой” отметки здания т.е. отметка у.ч.п.
Рельеф поверхности грунта строительной площадки представленный на рис. 1 с размерами в плане ОА ОВ = 66 х 36 м. Перепад высот по абсолютным отметкам составляет около 25 м. Такой перепад в пределах здания вызывает дополнительные сложности (конструктивные эксплуатационные технологические). Поэтому в таких случаях принимаются решения по изменению существующего рельефа в пределах контура здания.
Абсолютную отметку планировочной поверхности принимаем равной 915 м. Абсолютную отметку ±0000 соответствующую уровню чистого пола 1-го этажа проектируемого здания назначаем ±0000 = 915 + 015 = 9165 м.
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства заключается в уточнении наименований каждого заданного ИГЭ а также в определении производных и классификационных характеристик грунтов и начального расчетного сопротивления R0. Расчет производим в порядке залегания ИГЭ грунта от поверхности земли по одной из четырех скважин. В сечении I-I (Г-4) – это скважина №1 так как именно к ней оно расположено ближе всего.
2. Классификация грунтов.
Таблица производных и классификационных характеристик грунтов
Наименование грунта и его состояние
Пока-затель текучести JLi
Расч. сопротив грунта Roi
Супесь палевая твердая малой степени водонасыщения
Суглинок лессовый твердый малой степени водонасыщения
Глина лессовая тверда средней степени водонасыщения влажная
Песок серый мелкий плотный малой степени водонасыщения
Песок желтый крупный плотный малой степени водонасыщения
Построение инженерно-геологических разрезов
Строим инженерно-геологические разрезы по направлениям являющимся наиболее информативными. То есть будут разрезы I-I - по скважинам 2-4 и II-II - по скважинам 3-1. Они дают наибольшую информацию о состоянии рельефа строительной площадки а расчетное сечение I-I (Г-4) попадает в инженерно-геологический разрез II-II.
Расчет и проектирование фундамента мелкого заложения в сечении I-I (Г-4)
Строительство ведется в г.Казань.
Расчет и проектирование фундамента (ФМЗ) производим по заданной расчетной нагрузке на обрез фундамента: NII=1650 кН и МII=45 кНм.
Мощность h1=30м начальное расчетное сопротивление Rо=250 кПа и модуль деформации Ео = 3000 кПа ИГЭ-1 является достаточными чтобы использовать данный слой грунта в качестве несущего.
Назначаем класс бетона фундамента В20. Толщину защитного слоя принимаем аs=40мм. Железобетонные колонны прямоугольного сечения bc hc=04 06 м.
2. Определение высоты фундамента по конструктивным требованиям.
Предварительную высоту плитной части фундамента принимаем d=025 м исходя из того что dmin=02м.
Предварительно высота стакана hcf = h3+005м где h3 - глубина заделки колонны в стакан фундамента которая находится из условий:
а) условие жесткой заделки колонны в фундамент:
h3 = 1hc = 1*06 = 06 м
б) достаточной анкеровки продольной арматуры колонны в стакан фундамента:
h3 = 25ds = 25*16 = 400м = 04 м.
Принимаем наибольшее значение h3 = 06 м
hcf= h3+005==06+005=065м
Нf= hcf +025м=065+025=09 м.
Окончательная высота фундамента уточняется после определения размеров подошвы.
3. Определение глубины заложения фундамента.
Определение глубины заложения производим в следующей последовательности:
) Определяем расчетную глубину промерзания несущего слоя грунта по формуле:
где k-коэффициент учитывающий температурный режим здания k=05 для Казани
) Глубина заложения для внутреннего фундамента не зависит от расчетной глубины промерзания грунтов.
) Определяем глубину заложения фундамента по конструктивным требованиям.
Вывод: так как расчетная глубина промерзания грунта меньше чем конструктивная глубина заложения фундамента то в качестве расчетной глубины фундамента принимаем большую из них т.е. =165м.
Абсолютная отметка подошвы фундамента составляет
4. Определение размеров подошвы фундамента.
Следующая последовательность определения размеров подошвы фундамента:
Так как фундамент испытывает воздействие нормальной силы NII и изгибающего момента МII он считается внецентренно нагруженным. Следовательно фундамент проектируется прямоугольным в плане вытянутым в плоскости действия момента при этом и соотношение сторон подошвы фундамента принимается в пределах =bf lf=0.6-0.85. Принимаем =0.75.
Исходя из принятого соотношения сторон определяем предварительные (ориентировочные) размеры подошвы фундамента.
Тогда длина подошвы фундамента определяется по формуле:
Округляем значения размеров подошвы фундамента кратным 03 м в большую сторону:
Соотношение длины здания к его высоте LH = 6000 1000 = 6 м.
Уточним расчетное сопротивление несущего слоя грунта основания с учетом предположения о возможном замачивании просадочного слоя грунта в период эксплуатации здания и использования расчетных значений прочностных характеристик в водонасыщенном состоянии:
где с1 и с2 –коэффициенты условий работы с1 =125 и с2 =1;
k=1- коэффициент т.к. прочностные характеристики грунта определены испытаниями;
М Мq Mc-коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта для =10- М=018 Мq=173 Mc=417;
bf – ширина подошвы фундамента bf =24;
kz=1 – коэффициент т.к. ширина подошвы фундамента bf 10 м;
db – глубина подвала (отсутствует);
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента сII=10 кПа;
’II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента определяется по формуле:
здесь 1=p1* g - удельный вес грунта ненарушенной структуры ИГЭ-1;
Уточним ширину и длину подошвы фундамента с выше уточненным расчетным сопротивлением R и округляем их кратно 03 м в большую сторону:
Принимаем bf = 33 м и lf =45 м
Определяем максимальное и минимальное краевое давление и среднее давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента в предположение линейного распределения напряжений в грунте.
где - момент сопротивления подошвы фундамента.
Для исключения возникновение в грунте пластических деформаций проверяем выполнение следующих условий:
Все условия выполняются и недонапряжение составляет около 0.8 % что допускается поэтому принимаем в качестве расчетных размеров размеры плитной части равные bf =33 м и lf = 45 м.
5. Определение расчетной высоты фундамента
Определение расчетной высоты фундамента выполняем в следующей последовательности.
)Уточняем требуемую рабочую высоту плитной части фундамента
Где и - соответственно высота и ширина колонны; bc*hc=04*06м ; -расчетная нагрузка передаваемая колонной на уровне обреза фундамента:
=12 – коэффициент надежности по нагрузке; α = 085 – коэффициент; = 10-коэффициентучитывающий длительность действия нагрузки; = 09 - коэффициентучитывающий вид материала фундамента;- расчетное сопротивление бетона растяжению для бетона В20 = 09Мпа или 900 кПа; - реактивный отпор грунта от расчетной продольной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах:
) Определяем требуемую расчетную высоту плитной части фундамента по формуле:
Полученную расчетную высоту плитной части фундамента округляем кратно 015 м в большую сторону принимая равной
) Определяем расчетную высоту фундамента по формуле:
Полученную высоту фундамента округляем в большую сторону кратно 03 м принимая во внимание что минимальная высота фундамента должна быть не менее 15 м. Принимаем
Так как высота фундамента требуемая по расчету больше высоты фундамента требуемой по конструктивным требованиям то в качестве расчетной принимаем большую из них т.е.
6 Вычисление вероятной осадки фундамента.
Вычисление вероятной осадки ФМЗ производится методом послойного суммирования в следующей последовательности.
Вычислим ординаты эпюр природного давления zg и вспомогательнэой 05zg :
Точка О – на поверхности земли
точка 1 - на уровне подошвы фундамента
zgо=1h1=169*165= 2788 кПа; 05zgо=1394 кПа;
точка 2 - на границе 1 и 2 слоев
'zg1= zgо+1h12=2788+169 3 = 7858 кПа; 05zg1=3929 кПа;
точка 3 - на границе 2-го и 3-го слоев
'zg3 = zg2 +2h23= 7858 + 2 155 = 10958 кПа; 05zg3 = 5479 кПа;
точка 4 - на границе 3-го и 4-го слоев
'zg4 = zg3 +3h34 = 10958 +169 3 = 16028 кПа; 05zg4=8014 кПа;
точка 5 - на границе 4-го и 5-го слоев
zg5 = zg4 +4h45 = 16028 +185 4 = 23428 кПа; 05zg5=11714 кПа;
точка 6- вертикальное напряжение по подошве фундамента 5-го слоя
zg6 = zg5 +5h5 = 23428 + 19 3 = 29128 кПа; 05zg6 = 14564;
По полученным значениям ординат на геологическом разрезе в масштабе строим эпюру природного давления zg и вспомогательной 05zg.
Определим дополнительное вертикальное давление на основание от здания по подошве фундамента: ро = рср = кПа
Разбиваем толщу грунта под подошвой фундамента на элементарные подслои толщиной i= 02 bf. Принимаем i=02 bf=02 33 = 066 м.
Определим дополнительные вертикальные нормальные zр напряжения на глубине zi от подошвы фундамента: zр =i pо
i - коэффициент рассеивания напряжений для соответствующего слоя грунта
По полученным данным строим эпюру дополнительных вертикальных напряжения zр от подошвы фундамента;
Определим высоту сжимаемой толщи основания Hс нижняя граница которой ВС принимается на глубине z = Hс где выполняется условие равенства zр = 05zg
Теперь определим величину общей осадки по формуле:
где =08 – безразмерный коэффициент;
- среднее значение вертикального напряжения в
S1=0.83000((14400+12991) * 0.66 + 10868 *003) = 00491 м;
S2=084000(063 * 8278 + 066 * 5080) = 00171 м;
Сравним полученное расчетное значение вероятной осадки S со значением предельных деформаций основания принимаемое в зависимости от конструктивной системы здания или сооружения по методическим указаниям: Sобщ = S1+ S2 = 66 см Su = 10 см -
Рисунок: Фундамент мелкого заложения ФМЗ: вид сверху разрез Б-Б разрез В-В расчетная схема.
7.Расчет тела фундамента
7.1 Конструирование фундамента
Конструирование фундамента выполняем в следующей последовательности.
Назначим количество и высоту ступней фундамента принимая их кратно 015м
Принимаем фундамент с тремя ступенями при этом высоту ступеней назначаем h1 = h2 = h3 = 03 м. Тогда окончательно высота плитной части фундамента равна hp l = 09 м а окончательная рабочая высота:
hоpl = hpl-аs = 09 - 004 = 086 м.
Назначаем размеры консолей первой с1 ступени плитной части фундамента принимая их кратно 015 м.
в направлении действия момента – в направлении большей стороны:
с1 = (1 ÷ 25)h1 = 1503 = 0450 м принимаем с1 = 0450 м;
с2 = (1 ÷ 25)h2 = 1503 = 0450 м принимаем с2 = 0450 м;
с3 = (1 ÷ 25)h3 = 25 03 = 0750 м принимаем с3 = 0750 м;
в направлении перпендикулярном плоскости действия момента:
с3 = (1 ÷ 25)h3 = 1003 = 03 м принимаем с3 = 0300 м;
7.2. Расчет прочности плитной части фундамента на продавливание
Проверим выполнение условия:
hр – hcf ≥ 05 · (ln – hc)
– 065 = - 05 ≥ 05 · (12 – 06) = 03
Условие не выполняется следовательно при стаканном сопряжении сборной колонны с фундаментом расчет на продавливание следует вести по 2-ой схеме. В этом случае продавливание плитной части рассматривается от низа колонны или подколенника на действие только продольной силы N1 действующей в уровне торца колонны.
При этом расчетная продольная сила на торцах колонны Nc определяется с учетом частичной передачи продольной силы N на стенки стакана за счет сцепления:
= 1650 * 12 * 085 = 1683 кН
Ac – площадь боковой поверхности колонны заделанной в стакан фундамента.
Проверка плитной части фундамента на прочность на продавливание колонной от дна стакана производится из условия:
= 067 тогда принимаем 085
Итак 1683 ≤ 46332 - условие выполняется следовательно продавливания дна стакана не произойдет и высота плитной части достаточна.
7.3. Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента
Площадь сечения рабочей арматуры плитной части фундамента определяется из расчета на изгиб консольных выступов вдоль сторон фундамента и в сечениях проходящих по граням колонны и подколонника и по граням ступней фундамента.
Расчет выполняется в следующей последовательности:
В сечениях I-I II-II III-III IV-IV определяем изгибающие моменты.
В плоскости действия момента – в направление большей стороны:
– давление грунта в сечении I-I определяется по формуле:
– давление грунта в сечении II-II определяется по формуле:
для сечения III -III:
– давление грунта в сечении III-III определяется по формуле:
– давление грунта в сечении IV - IV определяется по формуле:
В направлении перпендикулярном плоскости действия момента от реактивного давления грунта =
для сечения I I I-I I I:
В тех же сечениях определяем требуемую площадь сечения рабочей арматуры в плитной части фундамента. Подбор арматуры ведется на всю ширину или длину фундамента.
В плоскости действия момента – в направлении большей стороны:
для сечения III-III:
В направлении перпендикулярном плоскости действия момента
Где – расчетная рабочая высота фундамента соответственно в сечениях I-I II-II:
- расчетное сопротивление арматуры растяжению для арматуры кл. А400 Rs = 350 Мпа.
При bf > 3 м применяются четыре отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении укладываемые в двух плоскостях так чтобы рабочая арматура верхних и нижних сеток располагалась в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом сетка с рабочей арматурой параллельной стороне lf укладывается снизу. Сетки каждого направления укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стержнями не более 200 мм.
Минимальный диаметр рабочих стержней укладываемых вдоль большей стороны фундамента при размерах стороны подошвы более 3 м – 12 мм класс арматуры А400 шаг 100 200 мм. Конструктивная арматура в сетках С-1 и С-2 принимается из стержней минимальным диаметром 5 мм класса A240 или А400 с шагом 300 500 мм.
Из значений Аs I-I Аs II-II Аs III-III Аs IV-IV в соответствующем направлении выбираем большее по которому и производим подбор диаметра и количество стержней продольной арматуры.
В плоскости действия момента – в направлении большей стороны укладываются 2 арматурные сетки С-1.
Принимаем шаг стержней S = 150 = . Количество стержней принимаем n=14Тогда
Принимаем диаметр одного стержня 20 (Аs=3142 ). Окончательно принимаем 14 20.
Шаг поперечных стержней принимаем S = 400 мм. Количество стержней принимаем n = 8Поперечные стержни подбираются из условия свариваемости: ≥ ds4 и ≥ 5 мм ds4 =20 4 = 5 мм где ds – диаметр продольной арматуры. Окончательно принимаем 8 5 для арматурной сетки С-1 класс арматуры А400.
В направлении перпендикулярном плоскости действия момента укладываются 2 арматурные сетки С-2.
Принимаем шаг стержней S=150 = . Количество стержней принимаем n=10Тогда
Принимаем диаметр одного стержня 16 (Аs = 2011 ). Окончательно принимаем 1016.
Шаг поперечных стержней принимаем S = 400 мм. Количество стержней принимаем n = 10для арматурной сетки С-2.
Поперечные стержни подбираются из условия свариваемости: ≥ ds4 и ≥ 5 мм ds4 = 164 = 4 мм. Окончательно принимаем 105 для арматурной сетки С-2ю класс арматуры А400.
Рисунок: Схема армирования подошвы. Арматурные сетки С-1 и С-2. Продольное армирование подколонника плоскими каркасами: а) КР-1 – в плоскости действия изгибающего момента; б) КР-2 – в направлении перпендикулярном плоскости действия момента.
Расчет свайного фундамента
Глубина заложения подошвы ростверка свайного фундамента принимается такой же как в случае фундамента мелкого заложения т.е. d = 165м.
Принимаем что ростверк свайного фундамента выполняется из монолитного железобетона кл. В20. Толщину защитного слоя бетона свайного фундамента принимаем as = 40 мм. Принимаем кустовой отдельно стоящий тип свайного фундамента.
Вследствие того что верхний слой грунта (ИГЭ-1 и ИГЭ-2) в котором располагается ростверк свайного фундамента является просадочным и сжимаемая нагрузка приложена с эксцентриситетом принимаем сопряжение свай с ростверком жестким т.е. не менее чем на 03 м свая должна заделываться в ростверк. Тогда высота плитной части ростверка свайного фундамента по конструктивным соображениям определяется по формуле:
hp = hmin + 025 = 03 + 025 = 055 м
где hmin=03м – минимальная глубина заделки сваи в ростверк.
Высоту ростверка принимаем кратно 015 м т.е. hp = 06 м. Причем глубину заделки неразбитой части сваи в ростверк принимаем равной 01 м.
За опорный слой принимаем ИГЭ-3 – песок средней крупности плотный маловлажный R0 = 291667 кПа и E0 = 20 кПа. В этот слой минимальная глубина погружения сваи должна быть не менее 05 м. Тогда предварительная длина сваи должна составляет:
hз + h12+ h2 + hmin = 03 + 135 + 2 + 1 = 465 м
где hз – глубина заделки сваи в ростверк свайного фундамента; h12– расстояние от подошвы свайного ростверка до подошвы первого слоя грунта; h2 – мощность второго слоя грунта (ИГЭ-2); hmin= 1 м – минимальная глубина погружения сваи в несущий слой грунта (ИГЭ-3).
Для заданных грунтовых условий строительной площадки назначаем готовую забивную железобетонную сваю марки С5-30 длиной призматической части = 5 м с размером сторон квадратного поперечного сечения b=0300 м длиной острия =0250 м. Расчетная глубина заложения одиночной висячей сваи принимаем равной:
d + h21 + h2 + lо + h31 = 165 + 135 + 2 + 025 + 135 = 66 м.
Принимаем что свая погружается путем забивки дизель-молотом. Глубина погружения (анкеровки) сваи в несущий слой грунта при этом составит:
h31 (lan) = dсв -03- h12 - h2 = 5 – 03 - 135 - 2 = 135 м.
2. Определение несущей способности одиночной висячей сваи.
Определение несущей способности одиночной висячей сваи производится в следующей последовательности.
Для выбранного типа и размера сваи по формуле определяем расчетную несущую способность одиночной висячей сваи:
где с – коэффициент условий работы сваи в грунте с =1;
сR и сf – коэффициент условий работы грунта соответственно под нижней боковой
поверхностью сваи зависит от способа погружения принимается . =1 =1.
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимается для глины твердой 8160 кПа;
Асв- площадь поперечного сечения сваи Асв=009 м2;
u-наружный периметр поперечного сечения сваи u=12;
fi- расчетное сопротивление сдвигу боковой поверхности сваи i-му слою грунта при средней глубине расположения:
для 1-го слоя грунта: при ;
для 2-го слоя грунта: при
для 3-го слоя грунта: при
Определяем расчетную нагрузку допускаемую на сваю ND:
где m-коэффициент надежности по нагрузке m=14.
Исходя из предположения что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на сваю расположенные в кусте определяем требуемое количество свай в фундаменте по формуле
где k1=112 - коэффициент для трапецеидальных эпюр принимаем k1=12;
N1 – вес ростверка и грунта на его обрезах.
С учетом наличия изгибающего момента окончательно принимаем n = 4 шт.
3. Конструирование ростверка
Размещение свай в плане и конструирование ростверка выполняем конструктивно опираясь на следующие требования:
- равнодействующая от постоянных нагрузок должна проходить как можно ближе к центру тяжести условной подошвы свайного фундамента;
- минимальное расстояние в плане между осями свай должен быть менее (36)d где d-диаметр круглой или размер стороны поперечного сечения квадратной сваи;
- расстояние от края ростверка до оси крайнего ряда сваи принимаем равным размеру поперечного сечения сваи т.е. 03 м.;
- с целью использования унифицированной опалубки габаритные размеры ростверка в плане должны быть кратны 03 м а по высоте-015 м. Конструирование ростверка свайного фундамента см. рис.
Рисунок: Конструирование ростверка свайного фундамента
4 Определение абсолютной осадки свайного куста
Характеристики деформативности грунтов прорезаемых сваей:
ИГЭ-1–супесь палевая с модулем деформации E03 Мпа и коэффициентом Пуассона = 035.
ИГЭ-2–суглинок лессовый с модулем деформации E04 Мпа и коэффициентом Пуассона =037.
ИГЭ-3 – глина лессовая средней плотности с модулем деформации E020 Мпа и коэффициентом Пуассона =03.
Определим деформационные характеристики приведенного основания
Осредненное значение модуля сдвига и коэффициента Пуассона грунтов прорезаемых сваей:
Подсчитаем все необходимые для расчета коэффициенты и параметры:
' = 0171ln(kvG1lG2d) – коэффициент соответствующий абсолютно
жесткой свае (ЕА = );
α' = 0171*ln(kv1ld) – тот же коэффициент для случая однородного ос-
нования с характеристиками G1 и v1.
Модуль упругости материала ствола сваи Е = 325 Мпа (бетон класса В20) поэтому жесткость ствола на сжатие:
Относительная жесткость сваи:
Определяем осадку одиночных свай 12:
-вертикальная нагрузка передаваемая на сваи 1и 2.
Определяем осадку одиночной сваи 34:
- вертикальная нагрузка передаваемая на сваи 34.
Определяем дополнительные осадки сваи от взаимного влияния соседних свай находящихся на расстоянии а:
Осадки каждой сваи куста состоящего из 4 свай при известном распределении нагрузок между ними производим по формулам:
Общую осадку отдельностоящего свайного фундамента определяем как среднюю осадку для всех свай:
Условие выполняется осадки фундамента не превышают предельно допустимые значения.
5. Расчет тела ростверка свайного фундамента.
5.1. Расчет прочности ростверка на продавливание колонной.
Расчет прочности плитной части внецентренно нагруженного ростверка на продавливание колонной заключается в проверке следующего условия
Npi – расчетное усилие в сваях от нагрузок на уровне верха определяется по формуле
здесь n- количество свай n = 4 шт;
bc и hc – размеры поперечного сечения колонны у нижнего торца;
с1 и с2- расстояния от плоскости грани колонны до плоскости ближайшей грани сваи: с1 = 03 м и с2 = 03 м;
и 2 – коэффициенты принимаемые в зависимости от величины
коэффициентов k1=с1h1=03056=054 и k2=с2h1=03056=054 поэтому
где h1-рабочая высота ростверка h1= hр-аs=06-004=056 м
Rbt – расчетное сопротивления бетона растяжению для тяжелого бетона кл. В20 Rbt =0.9 МПа.
N = 1710 кН[314*(04+03)+314*(06+03)]056900=2532096 кН.
Вывод: Продавливания плитной части ростверка не произойдет.
5.2. Расчет прочности ростверка на продавливание угловой сваей
Расчет прочности плитной части ростверка на продавливание угловой сваей заключается в проверке следующего условия.
Nр[1(bo2+co22)+ 2(bo2+co12)] ho1 Rbt
где Np – расчетное усилие угловой сваи с учетом действия моментов в двух направлениях:
здесь n- количество свай n=4шт;
bо1 и bо2 – расстояния от внутренних граней угловой сваи до наружных граней ростверка
bо1= 045 и bо2 =045 м;
с1 и с2- расстояния от плоскости внутренних граней сваи до ближайшей грани подколонника или ступней ростверка со1 =0 м и со2=0 м;
и 2 – коэффициенты принимаемые по табл. в зависимости от величины
kо1= kо2=со1hо1=01503=0 и поэтому 1 = 05 2 = 05
где hо1- рабочая высота нижней ступени hо1=03 м;
Rbt = 09 МПа – расчетное сопротивления бетона растяжению для тяжелого бетона кл. В20.
Nр = кН [05(045+0) + 05(045+0 )] 03 900 = 43092 кН
Условие выполняется следовательно высота плитной части ростверка достаточна.
5.3. Расчет прочности ростверка на изгиб
Расчет прочности ростверка на изгиб производят в сечениях по граням колонны а также по наружным граням подколонника и ступеней ростверка.
В сечениях I-I II-II определяем изгибающие моменты.
Расчетные изгибающие моменты для каждого сечения определяют как сумму моментов от расчетных усилий в сваях и от местных нагрузок приложенных к консольному свесу ростверка по одну сторону от рассматриваемого сечения.
В плоскости действия момента – в направление большей стороны:
М2-2=2 Npi l2=203 = 2565 кНм
- расстояние от оси сваи до ближайшей грани колонны l2=03 м.
В тех же сечениях определяем требуемую площадь сечения рабочей арматуры Asтр в плитной части ростверка. Подбор арматуры ведется на всю ширину или длину фундамента.
где hо1 и hо2 – расчетные рабочие высоты ростверка соответственно в сечение I-I II-II: ю
hо1 = h1 –аs=075 -004= 071м
hо2 = Hр–аs=15-004=146 м.
М1-1М2-2- изгибающие моменты соответственно в сечении I-I II-
Rs - расчетное сопротивление арматуры растяжению определяется по прил. для арматуры кл. А-III Rs =365 МПа.
Из двух значений Аs1-1 и Аs2-2 выбираем большее по которому и производим подбор диаметра и количество стержней. Для этого задаемся шагом стержней обычно S=150200 мм. Принимаем S=150 мм.
Принимаем шаг стержней S=150. Аsmax=535 см2. Количество стержней принимаем n=11
Принимаем 9 = 11 (Аs =0636 см2).
Шаг диаметр и площадь рабочей арматуры плитной части ростверка в плоскости перпендикулярной направлению действия момента принимается по конструктивным требованиям - S=150мм (рис.5.4.)
Рисунок: Схема армирования подошвы СФ. Арматурная сетка С-4. Армирование подколонника КР-1 КР-2.

oif.dwg

Фрагмент плана фундаментов мелкого заложения между осями 1 Ж Е
ФМЗ-1 низ на отм. -1
ФМЗ-2 низ на отм. -1
Фрагмент плана свайного фундамента между осями 4А-Б
Арматурные чертежи ФМЗ-1
Основания и фундаменты
Ситуационный план; Геологические разрезы;
Фрагменты планов фундаментов;
Спецификация железобетонных элементов
Ведомость расхода стали на элемент
За условную отметку ±0.000 принят уровень чистого пола 1-ого этажа
что соответствует абсолютной отметке 91.65. 2. Под фундаментами предусмотрена бетонная подготовка из бетона класса В10 толщиной 100мм. 3. Арматурные стержни сеток каркасов свариваются контактной точечной сваркой. 4. Стаканный стык колонны с фундаментом замонолитить мелкозернистым бетоном класса В15.
Схема плана цеха на отм. ±0.000 М1:500
Схема разреза 1-1 М1:500
Инженерно-геологический разрез I-I
Фундамент ФМЗ-1 под железобетонные колонны
Основания и фундаменты производственного здания
Технико-экономические показатели
Наименование элемента
Схема плана строительной площадки
и геологических выработок М1:500
Схема армирования подошвы фундамента
Схема армирования подколонника ФМЗ
Фрагмент плана фундаментов мелкого заложения между осями 1 Ж -Е
Фундамент СФ-1 под железобетонные колонны
Фрагмент плана свайного фундамента между осями 1Ж-Е
- стеновая панель; 2 - железобетонная колонна; 3 - гидроизоляция; 4 - отмостка; 5 - фундамент; 6 - песчаная подготовка; 7 - фундаментная балка; 8 - глиняный замок; 9 - бетонный столбик; 10 - шлак
Компоновочный чертеж
Схема армирования подошвы СФ
Арматурные чертежи СФ-1
что соответствует абсолютной отметке 91.65. 2. Под фундаментами предусмотрена бетонная подготовка из бетона класса В10 толщиной 100мм. 3. Арматурные стержни сеток каркасов свариваются контактной точечной сваркой.
КГАСУ ИС КП 0318028