Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

Содержание

1.Исходные данные

2.Сбор нагрузок

3.Фундамент неглубокого заложения

3.1Назначение глубины заложения фундамента

3.2 Определение размеров фундамента

3.3 Расчет осадки фундамента

4.Фундаменты глубокого заложения

4.1 Определение размеров ростверка

4.2 Определение количества свай

4.2 Расчет осадки фундамента

1.1Исходные данные

  1. Схема сооружения – АЭС с реактором ВВЭР 1000;

  2. Район строительства — г.Петрозаводск;

  3. Характеристика сооружения: конструкция каркаса разрезная. Площадь окон и дверей составляет 25% от площади стен.

  4. Характеристика грунтов и толщины слоев, слагающих основание, приведены в табл. 1.1. и показаны на рис. 1.1.;

Схема сооружения

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

Характеристики грунтов основания

Наименование

грунта

Толщина слоя, м

Рs

т/м

Р

т/м

W

Il

Ф

град

С,

Е

скв. 1

скв.2

скв.2

Песок пылеватый

Супесь

Суглинок

Глина

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

1.2 Нагрузки, действующие на фундаменты

Расчет фундаментов будем вести на основное сочетаний нагрузок, под которым понимается сумма постоянных, временных длительных и одной временной кратковременной нагрузки.

Определим нагрузки, действующие на каждый фундамент на уровне его обреза в табличной форме (см.табл. 1.2.).

фундамента

Характер и наименование нагрузки

Направление

нагрузки

Формула

определения

величины

нормативной

нагрузки

Нормативное значение нагрузки, т

Коэффициент надежности по нагрузке у.

Расчетное

значение

нагрузки,

т

Ф1

По оси А

Вес стены

Вертик.

Вес

колонны

Вертик.

Ветровая

Гориз.

Вес от оборудования

Вертик.

Вес

покрытия

Верт.

Итого:

Ф2

По оси Б

Вес

колонны

Вертик.

Итого:

Ф3

По оси В

Вес стены

Вертик.

Вес

колонны

Вертик.

Итого:

Ф4

П оси 1

Вес колонны

Верт.

Вес стены

Вертик.

Итого:

2 Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения. Вариант фундаментов на естественном основании

(2.1 Определение глубины заложения подошвы фундаментов

При выборе глубины заложения фундаментов будем учитывать следующие факторы:

  • инженерно-геологические;

  • климатические.

Основными климатическими факторами, влияющими на выбор глубины заложения фундаментов, являются промерзание-оттаивание грунтов и высыхание-увлажнение верхних слоев грунта. По рекомендациям норм расчетная глубина заложения фундаментов под колонны принимается в зависимости от уровня грунтовых вод для супесей составляет не менее df

Расчетная глубина промерзания:

df=Kh-dfn, где

Kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на глубину промерзания грунтов у фундаментов.

Глубина промерзания

Толщина внешней стены 1200 –размер главного корпуса

400-размер машинного зала =1,5м

Увеличиваем коэф. Кh на 0,1

Глубина промерзания в г. Петрозаводске 140см

Расчетная глубина прмерзания:

df=Kh dfn=0,6*1.1*0.840=0.55м

Расстояние от расчетный глубины прмерзания до уровня грунт. Вод в зам. Период не менее 2м

dw-df=2,5-0,5=2м

С учетом описанных выше факторов принимается глубина заложения фундамента под стены ряда А,Б,В — 4,0 м (-4,000 отн.),

  1. Определение площади подошвы фундамента из условия ограничения напряжений по ней (по расчетному сопротивлению)

Все рассматриваемые фундаменты являются центрально нагруженными и рассчитываются по II группе предельных состояний. Расчет ведется по теории линейно деформируемой среды. Применение этой теории допустимо, когда зоны пластических деформаций грунтов в основании полностью отсутствуют или имеют незначительное развитие. Поэтому при расчете среднее давление по подошве фундаментов ограничивается. Для этого должно удовлетворяться условие:

— среднее давление по подошве фундамента;

R — расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Так как фундамент под стены ленточный, то и длину ростверка считаем равной 1 м. Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по формуле:

No.ii — расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента на 1 пог. м. стены, кН/м;

— удельный вес воды, кН/м;

— превышение уровня грунтовых вод над подошвой, м;

В данном проекте =0

Расчетное сопротивление грунта основания под стену рядя № определяется по формуле:

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

усi=l,0 и уС2=1 — коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием СНиП 2.02.01-83*.

к=1 — коэффициент, равный данному значению при определении характеристик грунта по результатам испытаний на строительной площадке;

где коэффициент условия работы грунтового основания,

коэффициент условия работы сооружения во взаимодействии с основанием,

и определяются по табл.3, стр.10 СНиП 2.02.0183* Основания зданий и сооружений.

=1 =1

коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (и) определены непосредственными испытаниями,

коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента,

= 1 при < 10м, а при≥ 10м,

где ширина фундамента, (в случае круглого фундамента принимают=d), = 8м.

,ибезразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости отСНиП 2.02.0183*,

1) Песок пылеватый: My=0,84 Мс=6,9 Мg=4,37

2) Супесь: Mу=0,47 Мс=5,48 Мg=2,89

3) Суглинок: Me=0,69 Мс=6,24 Мg=3,65

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, ,

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента,

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (до = 0,5),

В случае залегания выше подошвы фундамента нескольких слоев грунта с удельными весами ,…мощностью соответственнонаходим их осредненный удельный вес по формуле:

=12,87 =17,57

Под подошвой при этом рассматривается слой мощностью

= 0,5.

Расчеты удобно вести в табличной форме, например:

Фундамент по оси А

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

R=15,13

A=1500

Прикидочные варианты

Точное решение

b, м

b=4м

Р, тс/м2

R, тс/м2

=15 -условие удовлетворяется.

Фундамент по оси Б

R=13,92

A=962

=13,9 -условие удовлетворяется.

Прикидочные варианты

Точное решение

b, м

b=2,6

Р, тс/м2

R, тс/м2

Фундамент по оси В

R=15,12

A=1430

=14,9 -условие удовлетворяется.

Прикидочные варианты

Точное решение

b, м

b=4м

Р, тс/м2

R, тс/м2

Фундамент по оси 1

Прикидочные варианты

Точное решение

b, м

b=4м

Р, тс/м2

R, тс/м2

  1. Определение осадок фундаментов, их неравномерностей и кренов. Уточнение размеров фундаментов.

Целью расчетов оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). Следует отметить, что прочность и трещиностойкость самих фундаментов и надфундаментных конструкций проверяются расчетом, учитывающим взаимодействие сооружения с основанием (возникающие при этом усилия и деформации).

В курсовой работе рассматриваем только один из видов возможных деформаций основания – осадку основания в различных точках подошвы фундамента, что обеспечивает определение осадки центра подошвы, неравномерности осадок краев, крена фундамента.

Расчет осадок ведется методом послойного суммирования, который позволяет учесть этапность возведения сооружения и неоднородность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации по глубине.

Осадка определяется по схеме полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи по формуле:

где – безразмерный коэффициент, характеризующий боковое расширение грунта;

–модуль деформации i-го слоя грунта;

–толщина i-го слоя грунта;

–число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

–дополнительное к природному вертикальное напряжение в середине i-го слоя.

определяется по формуле:

где α – коэффициент, учитывающий изменение дополнительного давления по глубине, и зависящий от формы подошвы фундамента (l/b) и относительной глубины, дзетта , принимаемый по табл. 1, стр. 30 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*

Расчеты ведутся в следующей последовательности.

Сначала вычисляем p – дополнительное к природному вертикальное давление на грунтовое основание:

где р – среднее давление под подошвой фундамента,

–вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, действовавшие до начала строительства (с учетом взвешивания),

— осредненный удельный вес грунта выше подошвы фундамента, определяется по формуле:

где – определяем по формулам стр. 15 данного пособия,

–заглубление подошвы фундамента ниже УГВ.

Таким образом,

где Nc – нагрузка от сооружения (вертикальная составляющая сил по обрезу фундамента),

=2,2 тс/м3 – удельный вес фундамента и грунта на его уступах;

=1,0 тс/м3 – удельный вес воды;

А – площадь подошвы фундамента;

d – глубина заложения фундамента

Определив p, строим график распределения по осиz (по глубине). При этом вычисления удобно вести в табличной форме.

-по ряду Б -по ряду А,В

Высотные отметки

Природное давление

-1,0

-1,2

-4,2

-6,6

-10,3

Фундамент по оси Б

Собственный вес фундамента

Напряжение от собственного веса грунта

На границе второго и третьего слоев

Высотная отметка

Абс. Глубина z

Отн. Глубина m=2z/b

α

Быт. Давле ние σzg

Доп. Давле ние σzp

0,2 σzg

Е

Si

м

м

кн/м2

кн/м2

Мпа

м

-3,940

-4,200

-4,260

-4,580

-4,900

-5,220

-5,540

-5,860

-6,180

-6,500

-6,600

-6,820

-7,140

-7,460

-7,780

-8,100

Si=0,04256

Расчетное сопротивление грунта основания с учетом его уплотнения может быть определено по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*

(5.18)

где gс1 коэффициент условий работы, принимаемый — для суглинка и глины gс1= 1,2; — для супеси gс1 = 1,25; — для песка gс1 = 1,4;
  gс2 коэффициент для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L/H равном: — 4 и более: для суглинка, глины и супеси gс2= 1,0; для песка gс2= 1,2; — менее 4: для суглинка, глины γс2 = 1,1, для супеси γс2 = 1,2, для песка γс2 = 1,4;
  k коэффициент, принимаемый равным: k = 1,1;
  MγS коэффициенты, которые зависят от угла внутреннего трения φIIS, соответствующего уплотненному грунту, обжатому предшествующей нагрузкой;
  MqS  
  MCS  
  kz коэффициент, принимаемый равным: при ширине подошвы фундамента b < 10 м — kz = 1, b ³ 10 м — kz = z0/b + 0,2 (здесь z0 = 8 м);
  b ширина подошвы фундамента, м;
  gII осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);
  g/II то же, залегающих выше подошвы;
  сII расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);
  d1 глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки;
  db глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала B > 20 м — db = 0).
В случае невозможности установления φIIS и CIIS непосредственным испытанием или в лаборатории, RS может быть найдено из выражения

RS = mS ·KS ·R, (5.19)

где R расчетное сопротивление без учета уплотнения грунта, найденного по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*;
  mS коэффициент, учитывающий изменение физико-механических свойств основания под подошвой фундамента за период эксплуатации здания, принимается по таблице (см. табл. 5.25);
где KS коэффициент, зависящий от того, насколько реализована предельная осадка фундамента за период эксплуатации (SR/SU), определяемая по табл. 5.26.

Таблица 5.25

Значение коэффициента ms

Отношение (Р0mII/R)·100% Значение коэффициента mS
> 80 1,3
80-70 1,15
< 70 1,0
где Р0mII среднее давление по подошве фундамента до реконструкции, МПа.
         

Таблица 5.26

Значение коэффициента KS

Грунты оснований (независимо от влажности и плотности) Значение коэффициента KS при (SR/SU)·100%
≤ 20 ≥ 70
Пески крупные и средней крупности 1,4 1,0
Пески мелкие 1,2 1,0
Пески пылеватые 1,1 1,0
Пылевато-глинистые грунты: IL ≤ 0 0 < IL≤ 0,5 (при сроке эксплуатации более 15 лет)   1,2 1,1   1,0 1,0
где SR величина осадки при давлении по подошве, равном значению R;
  SU средняя предельная осадка для данного вида здания (приложение 4 СНиП 2.02.01-83*).
           

Примечание: для промежуточных значений (SR/SU)·100% коэффициент KS принимается по интерполяции.

Для пылевато-глинистых (IL ≥ 1,0), ленточных суглинков и глин, пылевато-глинистых грунтов, содержащих растительные остатки до 10% общей массы грунта, а также для зданий на пылевато-глинистых грунтах с IL ≥ 0,5 и сроком эксплуатации менее 15 лет и для зданий на грунтах различных видов в случае, если SR при Р0 = R превышает 70% SU, нагрузки допускается увеличивать только в пределах Р0 ≤ R. При этом ∆S ≤ ∆SU. В этом случае необходимо дополнительно проверять основания по несущей способности.

Вопросы повышения давления на сильно выветривающиеся и водорастворимые грунты, рыхлые пески, пылевато-глинистые грунты при IL > 1,0 или изменении коэффициента пористости (е) для супесей > 0,7, суглинков > 1,0, глин > 1,1, песчаных и пылевато-глинистых заторфованных грунтов, насыпных, искусственных и искусственно-намытых грунтов должны решаться для каждого отдельного случая в соответствии с результатами исследования грунтов.

При определении расчетного сопротивления грунта основания (RS) необходимо учитывать возможное неблагоприятное воздействие окружающей среды после выполнения работ по реконструкции (реставрации):

— влияние атмосферных, подземных, технологических вод на физико-механические свойства грунта;

— изменение свойств при промерзании – оттаивании, так как может меняться температурный режим здания (в период производства работ оно становится «неотапливаемым»);

— разгрузку грунтов по глубине и некоторый возможный подъем фундамента (при разборке здания).

Детальное изучение напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтов в основании позволяет использовать в стадии проектирования прогрессивные численные методы, в частности МКЭ (В.М. Улицкий. Геотехническое обследование реконструкции зданий на слабых грунтах. СПб., 1995).

Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 473;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать пример расчета ленточного фундамента с помощью программы ФОК Комплекс, в этот раз мы рассмотрим расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Перед вводом данных в программу ФОК-Комплекс я стараюсь придерживать такого порядка действия:

1. Определяюсь с отметками, прорисовываю расположения фундаментов, ниже приведен пример:

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента2. Вычисляю расчетное сопротивление грунта (вручную или по программе), для того что бы проверить совпадает ли данное значение с результатом в программе ФОК Комплекс, ниже приведен пример:

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*

Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента(5.7)

где gс1и gс2- коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (jII и сII) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

Mg, Мq, Mc- коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

k z- коэффициент, принимаемый равным единице при bd (d- глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d1 = dи db = 0.

Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R0 таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Исходные данные

Основание фундаментом являются — Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)

gс1= 1,25; gс2= 1,00; k= 1,00; kz= 1,00; b = 3,00 м; gII = 1,800 т/м3; g’II = 1,653 т/м3;

сII= 0,6 т/м2; d1 = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м3 / 1,653 т/м3 = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;

db = 1,05 м; Mg = 0,78; Мq= 4,11; Mc= 6,67;

R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * = 1,25 * (4,212 т/м2 + 16,44786243 т/м2 +

+ 5,3978715 т/м2 + 4,002 т/м2) =37,5746674125 т/м2.

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

RSoil v.3.0.4 ВЫЧИСЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

Расчетное сопротивление грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83

‘Основания зданий и сооружений’ по формуле 7:

R= (Yc1*Yc2/k)*(My*kz*b*y2+Mq*d1*y21+(Mq-1)*db*y21+Mc*C).

———————————————————————————————-

ВВЕДЕННЫЕ ДАННЫЕ:

Ширина подошвы фундамента b= 3 м

Глубина заложения фундамента d= 3.35 м

Гибкая конструктивная схема здания

Длина здания L= 0 м

Высота здания H= 0 м

Здание с подвалом — фундамент под наружную стену (колонну)

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hs= 2.3 м

Толщина конструкции пола подвала hcf= 0.15 м

Удельный вес материала пола подвала ycf= 2.2 тс/м3

Тип грунта: пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с

показателем текучести грунта или заполнителя IL

Под расчетным сопротивлением грунта основания R понимают такое давление по подошве фундамента, при котором зоны сдвигов под подошвой фундамента развиваются на глубину 0,25b (b – ширина подошвы фундамента). Введенное ограничение позволяет вычислять осадки фундаментов с использованием линейной зависимости деформаций оснований от внешних нагрузок.

Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяется по формуле

, (15)

где gс1 и gс2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 15;

k — коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (φ и c) определены непосредственными испытаниями, и k =1,1, если они приняты по таблицам 2 и 3;

Mg, Mqи — коэффициенты, принимаемые по таблице 16;

kz— коэффициент, принимаемый при b < 10 м равным 1; kz= z0/b + 0,2, при b ³ 10 м (здесь z0 = 8 м);

b — ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать b на 2hп);

gII — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;

— то же, выше подошвы фундамента;

cII — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

Таблица 15

Грунты Коэффициент gc1 Коэффициент gc2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L/H, равном
    4 и более 1.5 и менее
Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых 1,4     1,2     1,4    
Пески мелкие 1,3 1,1 1,3
Пески пылеватые: Маловлажные и влажные Насыщенные водой   1,25 1,1   1,0 1,0   1,2 1,2
Глинистые, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем с показателем консистенции грунта или заполнителя: IL £ 0,25 0,25 < IL £ 0,5 IL> 0,5   1,25 1,2 1,1   1,0 1,0 1,0   1,1 1,1 1,0
Примечания: 1. К сооружениям с жесткой конструктивной схемой относятся сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформации основания (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.). 2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента gc2 принимается равным единице.

d1 — глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала d1 определяемая по формуле

, (16)

где hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf — толщина конструкции пола подвала, м;

gcf — расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м3;

db — глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной более 2 м принимается db= 2 м).

Таблица 16

Угол внутреннего тре- Коэффициенты   Угол внутреннего тре- Коэффициенты  
ния φII, град Mg Mq Mc ния φII, град Mg Mq Mc
0,03 0,06 0,10 0,14 0,18 0,23 0,29 0,36 0,43 0,51 0,61 1,0 1,12 1,25 1,39 1,55 1,73 1,94 2,17 2,43 2,73 3,06 3,44 3,14 3,32 3,51 3,71 3,93 4,17 4,42 4,69 4,99 5,31 5,66 6,04 0,72 0,84 0,98 1,15 1,34 1,55 1,81 2,11 2,46 2,88 3,38 3,66 3,87 4,37 4,93 5,59 6,34 7,22 8,24 9,44 10,85 12,51 14,50 15,64 6,45 6,90 7,40 7,95 8,55 9,22 9,97 10,80 11,73 12,79 13,98 14,64

Если при вычислении d1 по формуле (16) окажется, что d1 > d, (d — глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (15) принимают d1 = d и db = 0.

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать d1 на hп.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов gII под подошвой фундамента вычисляется на глубину 0,5b при b s > 0,4su Rп определяют интерполяцией.

Указанное повышение давления не должно вызывать деформации основания свыше 80% предельных и превышать значение давления из условия расчета основания по несущей способности в соответствии с требованиями подраздела 8.

Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 1666;

Похожие статьи: