1. Расчет: основания и фундаменты. Сбор нагрузок на фундаменты здания
Наиболее нагруженным является фундамент под несущими стенами по оси «А» и «Г». Стена передает нагрузку на фундамент от вышележащих перекрытий и покрытий, кровли а также от собственного веса стены. Нагрузки от перекрытия собираются с грузовой площади, равной 3 м2.
Сбор нагрузок на 1 п.м. фундамента по оси «Г» приведен в таблице 4.
Сбор нагрузок на уровень низа ростверка на п.м. по оси «Г»
Таблица 4 — Сбор нагрузок на 1 п.м. фундамента по оси «Г»
№
п/п Вид нагрузки Нормат. нагр. Коэфф.
надеж-ности Расч.
нагр.,
Н/м
На ед. площ. Н/м2 На п.м.
фунд.
Н/м
Кровля
Постоянная нагрузка, g
1 Металлочерепица (ρ=5 кг/м2) 50 226 1,05 237
2 Обрешетка 32х100 (ρ=500 кг/м3) — 518 1,1 570
3 Стропила, мауэрлат, кобылка (ρ=500 кг/м3) — 812 1,1 893
Итого: 1556 1700
Временная нагрузка (снеговая), ν (αкр.=20) 7840 11620
Полная нагрузка, q 9396 13320
Покрытие над 3-ым этажом
Постоянная нагрузка, g
1 Минераловатные плиты “Rockwool” δ=0,2 м (ρ=50 кг/м3) 100 300 1,2 360
2 Ж/б круглопустотная плита δ=0,22 м (ρ=311 кг/м2) 3110 9330 1,1 10260
Итого: 9630 10620
Временная нагрузка 500 1500 1,3 1950
Полная нагрузка, q 11130 12570
Перекрытие над 1-ым и 2-ым этажом
Постоянная нагрузка, g
1 Линолеум δ=0,005 м (ρ=1800 кг/м3) 90 270 1,2 324
2 Бустилат δ=0,005 м (ρ=1400 кг/м3) 70 210 1,2 252
3 ЦПР δ=0,06 м (ρ=1800 кг/м3) 1080 3240 1,3 4212
4 Ж/б круглопустотная плита δ=0,22 м (ρ=311 кг/м2) 3110 9630 1,1 10260
Итого: 13350 15048
Временная нагрузка 1500 4500 1,3 5850
Полная нагрузка от перекрытия над 1-ым этажом, q 17850 20898
Полная нагрузка от перекрытия над 1-ым и 2-ым этажом, q 35700 41796
Стеновое ограждение
Постоянная нагрузка, g
1 Защитно-декоративная кладка из силикатного кирпича δ=0,12 м (ρ=1800 кг/м3) 2160 20974 1,1 23071
2 Минераловатные плиты “Rockwool” δ=0,15 м (ρ=50 кг/м3) 75 728 1,2 874
3 Кладка из керамического модульного кирпича δ=0,38 м (ρ=1800 кг/м3) 6840 66416 1,1 73058
4 Кирпичная арка δ=0,25 м (ρ=1800 кг/м3) — 9000 1,1 9900
5 Штукатурка на ЦПР δ=0,025 (ρ=1800 кг/м3) 450 2700 1,3 3510
6 Цокольная кладка из керамического кирпича δ=0,64 м (ρ=1800 кг/м3) 11520 10944 1,1 12038
Итого: 110762 122451
Фундамент
Постоянная нагрузка, g
1 Ж/б стеновой блок δ=0,54 (ρ=2500 кг/м3) — 8100 1,1 8910
2 Ж/б ростверк δ=0,70 (ρ=2500 кг/м3) — 8750 1,1 9625
Итого: 16850 18535
Полная нагрузка на уровень низа ростверка: 183838 208672
Основным расчетом для свайных фундаментов является расчет по первой группе предельных состояний, а расчет по второй группе предельных состояний – проверочный. Работа сваи под нагрузкой, близкой к ее несущей способности по грунту, недопустима, так как здание получит недопустимые для нормальной эксплуатации деформации.
Для устройства свайных фундаментов выбирается забивные сваи – цельные сваи сплошного квадратного сечения с напрягаемой арматурой с поперечным армированием.
Эти сваи устраивают на всех видах песчаных и глинистых грунтов, за исключением насыпных и других грунтов с твердыми включениями.
В качестве типа сваи принимается сваи трения – они передают нагрузку не только нижним концом, но и боковой поверхностью.
При проектировании свайных фундаментов стремятся уменьшить поперечное сечение сваи, если их несущая способность обусловлена трением грунта по боковой поверхности.
Длина сваи определяется расположением слоя относительно плотного грунта, который может воспринять основную часть нагрузки от веса сооружения.
В качестве несущего слоя для свайного фундамента принимается грунт №7 – суглинки тугопластичные. В этом случае минимальная длина свай равна – 11 м, т.к. сваи должны быть заглублены в несущем слое на 1 м. В качестве первого приближения принимаем сваи по ГОСТ 19804.1-79 [3] с размерами сечения 300*300 мм. Глубину заделки свай в фундаментную плиту принимаем 0,05 м. Глубина заложения подошвы фундаментной плиты принимается равной 1,7 м. Принимается высота ростверка 0,5 метра.
Несущая способность сваи по ГОСТ 19804.1-79 [3] равна 450 кН (45 т). Вес сваи 2500 кг. Коэффициент надежности по нагрузке для свай принимается γ=1,4.
Осадка определяется по методу послойного суммирования по следующей формуле:
(9)
где hi – толщина i – го слоя;
Е0i – модуль деформации i – го слоя.
Осадка определяется до тех пор, пока , т.е. напряжения от внешней нагрузки не должны превышать 20% напряжений от собственного веса грунта.
p0 = p — szg,0 = 380,77 – 212,02 = 168,75 кН/м2
р — среднее давление под подошвой фундамента; р=380,77 кН/м2
szg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
szg,0 = gdn = 19700*1,2 + 18800*0,3 + 18700*0,4 + 18800*1,7 + 18700*5,2 + 18800*2,45 = 212,02 кН/м2
где g/ — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента;
dn – толщина слоя.
Схема к расчету фундамента по методу послойного суммирования на рисунке 3.
Рисунок 3 — Схема к расчету фундамента по методу послойного суммирования
Осадка определяется в табличной форме 5.
Таблица 5 — Определение осадки фундаментов
z+d1 2z/b z, м zp, кПа Е, мПА zg,кПа 0.2zg, кПа S, мм
12,55 0,00 0 1,000 168,75 12 212,02 42,4 0
12,85 0,40 0,3 0,977 164,87 12 217,66 43,532 3,6982
13,15 0,80 0,6 0,881 148,67 12 223,3 44,66 3,3348
13,45 1,20 0,9 0,755 127,41 12 228,94 45,788 2,8579
13,75 1,60 1,2 0,642 108,34 12 234,58 46,916 2,4301
14,05 2 1,5 0,55 92,81 12 240,22 48,044 2,0819
14,35 2,40 1,8 0,477 80,49 12 245,86 49,172 1,8056
14,65 2,80 2,1 0,42 70,88 12 251,5 50,3 1,5898
14,95 3,20 2,4 0,374 63,11 12 257,14 51,428 1,4157
15,25 3,6 2,7 0,337 56,87 12 262,78 52,556 1,4218
15,55 4,0 3,0 0,306 51,64 12 268,42 53,68 1,291
Суммарная осадка по оси Б – Б:
; (10)
Условие выполняется.
Остальные части данного отчета по практике: