Реферат: Расчет фундамента здания
Министерство образования и науки Украины
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра оснований и фундаментов
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Выполнил:
ст. гр. ПГС-52с
Горбан А.С.
Проверил:
Ересько Е.Г.
Одесса 2010
Вариант №4
Наименование грунта. Характеристики | Суглинок лессовидный | Супесь лессовая | Суглинок лессовидный | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Мощность слоя, h(м) | 3,2 | 4,2 | 4,3 | |
| γs, кН/м3 | 26,9 | 26,9 | 26,7 | |
| γ, кН/м3 | 17,9 | 17,1 | 17,9 | |
| W | 0,19 | 0,18 | 0,17 | |
| E/Esat, МПа | 8/3,5 | 7,7/3,5 | 8/2,4 | |
| Psl, кПа | 120 | 80 | 70 | |
| εslпри σzg, кПа | 50 | 0,006 | 0,005 | 0,007 |
| 150 | 0,022 | 0,024 | 0,023 | |
| 250 | 0,031 | 0,032 | 0,030 | |
| φ, град | 20 | 20 | 18 | |
| с, кПа | 20 | 20 | 19 |
Определение типа грунтовых условий по просадочности:
γdi = γdi / 1+wi, кН/м3
γd1 =17,9/(1+0,19) = 15.04 кН/м3 ;
γd2 = 17,1/(1+0,18) = 14.49 кН/м3 ;
γd3 = 17,9/(1+0,17) = 15.3 кН/м3 ;
n = 1-γd / γs
n1 = 1- 15,04/26,9 = 0,44;
n2 = 1- 14,49/26,9 = 0,46;
n3 = 1- 15,3/26,7 = 0,427;
1. Определение удельного веса грунтов в водонасыщенном состоянии:
γsat i = γdi + Sr × n × γw, кН/м3
где γw =10 кН/м3 ;
Sr = 0,8 – для суглинок;
Sr = 0,85 – для супеси;
γsat1 =15,04+0,8×0,44×10=18,56 кН/м3 ;
γsat2 =14,49+0,85×0,46×10=18,4 кН/м3 ;
γsat3 =15,3+0,8×0,427×10=18,716 кН/м3 ;
2. Определяем ординаты эпюры напряжений от собственного веса грунта на отметке подошвы каждого слоя:
σzg i = ∑ γsat i × hi , кПа
σzg i =18,56×3,2=59,392 кПа;
σzg i =59,392+18,4×4,2=136,672 кПа;
σzg i =136,672+18,716×4,3=217,151 кПа;
3. Строим эпюру напряжений σzg
4. На схеме строим эпюры начального просадочного давления Psl
Грунт считается просадочным от собственного веса в пределах участка толщиной hsli, гдевыполняется условие: Psl < σzg
5. В пределах каждого просадочного слоя hsli определяется среднее напряжение σzsli :
σzsl2 =(80+136.672)/2=98.03 кПа;
σzsl3 =(136.672+217.151)/2=176.91 кПа;
6. Строим графики зависимости εsl = f (σzg )
По графику определяем значение εsli, соответствующее σzsli
7. Определяем просадку грунта от собственного веса:
Ssl i g =∑ εsl i × hsl i ;
Ssl 2 g = 0.0136× 3.08=0.042м;
Ssl 3 g = 0.0249× 4.3=0.107м; Ssl g = 0.149м
Вывод: так как Sslg = 14.9см > 5см, следовательно заданные грунты относятся к II типу по просадочности.
№2
Расчет фундаментов на просадочных грунтах.
b×l=1,8×2,7м; d=1,8м; N=780kN;
1.Определение напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:
σzg0= γ × d, кПа
σzg0=17,9×1,8=32,22 кПа
2. Определение среднего давления под подошвой фундамента:
Р = (N/b×l) + d× γ, кПа
Р =(780/1,8×2,7)+1,8×20=196,5 кПа
3. Определение допустимых напряжений от внешнего давления на отметке подошвы фундамента:
σzр 0 = Р — σzg0, кПа
σzр 0 =196,5-32,22=164,28 кПа
4.Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои, толщиной hi = 0,4× b
hi =0,4×1,8=0,72м
5. Допустимые напряжения на границе элементарных слоев определяются по формуле:
σzр = α×σzр 0 , где α (η,ξ) по табл.
6. Определяем осадку по методу послойного суммирования:
S= β ∑ (σzрi × hi ) / Еi ,
гдеβ=0,8
| ξ | zi, см | α | σzр, кПа | σzрi, кПа | hi, см | Еi, кПа | Si, см |
| 1.000 | 164.28 | 152.21 | 72 | 3500 | 2.5 | ||
| 0.8 | 0.72 | 0.853 | 140.13 | ||||
| 114.75 | 72 | 1.89 | |||||
| 1.6 | 1.44 | 0.544 | 89.37 | ||||
| 72.37 | 72 | 1.19 | |||||
| 2.4 | 2.16 | 0.337 | 55.36 | ||||
| 45.75 | 72 | 0.75 | |||||
| 3.2 | 2.88 | 0.22 | 36.14 | ||||
| 30.64 | 72 | 0.5 | |||||
| 4.0 | 3.6 | 0.153 | 25.13 | ||||
| 20.54 | 72 | 0.34 | |||||
| 4.8 | 4.32 | 0.097 | 15.94 | ||||
| 15.37 | 72 | 0.25 | |||||
| 5.6 | 5.04 | 0.09 | 14.79 | ||||
| 12.82 | 72 | 0.21 | |||||
| 6.4 | 5.76 | 0.066 | 10.84 | ||||
| 9.69 | - | - | - | ||||
| 7.2 | 6.48 | 0.052 | 8.54 | ||||
| 7.8 | - | - | - | ||||
| 8.0 | 7.2 | 0.043 | 7.06 | ||||
| 6.41 | - | - | - | ||||
| 8.8 | 7.92 | 0.035 | 5.75 | ||||
| 5.34 | - | - | - | ||||
| 9.6 | 8.64 | 0.03 | 4.93 | ||||
| 4.77 | - | - | - | ||||
| 10.4 | 9.36 | 0.026 | 4.6 | ||||
| 4.19 | - | - | - | ||||
| 11.2 | 10.08 | 0.023 | 3.78 | ||||
| 3.45 | - | - | - | ||||
| 12.0 | 10.8 | 0.019 | 3.12 |
7.Определяем осадку фундамента: Sф =∑Si =7.63см
7.1 На схеме строим суммарную эпюру напряжений: σz = σzр + σzg
7.2 На схеме строим эпюру начального просадочного давления Psli
7.3 Определяем среднее напряжение σzsli в каждом проседающем слое:
σzsl1 =(192.68+142.45)/2=167.57 кПа;
σzsl2 =(142.45+148.35)/2=145.4 кПа;
σzsl3 =(148.35+217.0)/2=182.68 кПа;
8. Определяем просадку фундамента:
9. Ssl i р =∑ hsl i ×εsl i ×кsl i,
гдеεsl i f (σz sl i );
εsl 1 =0.02358; εsl 2 =0.02313; εsl 3 =0.02529;
кsl i =0,5+1,5(P- Psl i ) / P0; P0=100 кПа;
кsl1 =0,5+1,5(196.5- 120) / 100=1.648;
кsl2 =0,5+1,5(196.5- 80) / 100=2.248;
кsl3 =0,5+1,5(196.5-70) / 100=2.398;
Ssl1 р =1.4×0.02358×1.648=0.054 м;
Ssl2 р =4.2×0.02313×2.248=0.218 м; Sslр =0.533 м;
Ssl 3 р =4.3×0.02529×2.398=0.261 м;
10. Определяем суммарную деформацию основания:
S= Sф +Ssl р ;
S= 7.63+53.3=60.93см> Smax, u =8см;
Вывод: устройство данного вида фундамента при заданных геологических условиях невозможно.
№3
Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности
1.Определение показателя текучести просадочных грунтов при полном водонасыщении:
IL =/W L — W P; где е = (1+W )-1;
е1 = (1+0.19)-1=0.788;
е2 = (1+0.18)-1=0.856;
е3 = (1+0.17)-1=0.745;
IL1 =/0.26-0.18=0.925;
IL2 =/0.24- 0.18=1.766;
IL3 =/0.28- 0.19=0.9;
В качестве несущего слоя принимаем глину с IL =0;
2.Определяем длину свай:
Lсв =0.5+1.4+4.2+4.3+1.6=12 м;
где 0.5м –длина оголовка сваи;
1.6м –величина заглубления сваи в несущий слой;
Принимаем сваи С12-35
3.Строим график изменения просадки от собственного веса грунта по глубине.
| №№ услов. слоя | Zi, м | IL | u, м | Сопротивление трению по боковой поверхности | Отрицательные силы трения по боковой поверхности, Рn, кН | |||||||
| крупность песка | hi, м | fi , кН/м2 | u·γcf · fi · hi | φI, град | СI, кПа | tg φI | σzg,i кН/м2 | τi, кН/м2 | Рn = τi · hi · u, кН | |||
| 1 | 2,5 | 0,925 | 1,4 | 1,4 | - | - | 17,4 | 13,3 | 0,3134 | 39,35 | 21,93 | 42,98 |
| 2 | 4,2 | 1.766 | 1,4 | 2,0 | - | - | 17,4 | 13,3 | 70,95 | 28,87 | 80,84 | |
| 3 | 6,2 | 1,4 | 2,0 | - | - | 112,05 | 37,88 | 106,06 | ||||
| 4 | 7,3 | 1,4 | 0,2 | - | - | 135,45 | 43,02 | 12,05 | ||||
| 5 | 8,4 | 0,9 | 1,4 | 2,0 | - | - | 15,7 | 12,7 | 0,2811 | 154,8 | 43,02 | 120,46 |
| 6 | 9,545 | 1,4 | 0,291 | - | - | 176,7 | 43,02 | 17,53 | ||||
| 7 | 10,691 | 1,4 | 2,0 | 7 | 19,6 | ∑ 379,92 | ||||||
| 8 | 11,695 | 1,4 | 0,009 | 7 | 0,09 | |||||||
| 9 | 12,5 | 1,4 | 1,6 | 7 | 15,68 | - | - |
∑ 35,37
4.Определяем расчетную нагрузку на сваю в грунтовых условиях II типа по просадочности с учетом отрицательного трения по формуле:
Nсв =(Fd / γк )- γс ·Рn, кН
где
γс — коэффициент условия работы, зависящий от просадки грунта от собственного веса; γс =0, если Ssl ≤ 5см;
свайный фундамент грунт просадка
γс =0,8, если Ssl ≥ 2· Su =16см;
hsl
Рn = u∑τi ·hi – отрицательная сила трения;
i=1
τi = 0,7 σzg,i · tg φI + СI – расчетное сопротивление грунта сдвигу, определяемое до глубины hsl =6м; при глубине hsl > 6м τi принимается постоянным и равным значению на глубине 6м.
φI, СI – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, соответственно.
φI = φ/1,15 [град.]; СI = С/1,5 [кПа] ;
σzg,i – вертикальная нагрузка от собственного веса грунта в середине i -го условного слоя;
Fd = γс (γсr •R•A+ u∑ γсf •fi • hi ), кН
Fd = 1• (1•11400 • 0,123+35,37) = 1437,57 кН
Nсв = (1437,57/1) – 0,72·379,92 = 1164,03 кН