Характеристика здания, анализ и характеры передачи нагрузок, определяющих расчет усилий на фундаменты.

Характеристика здания, анализ и характеры передачи нагрузок, определяющих расчет усилий на фундаменты.

 

 

Стены наружные –навесные керамзитобетонные панели толщиной 34 см

Стены внутренние – сборные г/л панели толщиной 10см

Перекрытия - сборные многопустотные ж/б плиты

толщиной 22см.

Покрытия – сборные ж/б плиты

Здание имеет подвал во всех осях

Отметка пола подвала:- 2,700

Отметка пола первого этажа: ±0,000 на 0,80м выше отметки спланированной поверхности земли

Количество этажей: 8

Высота типового этажа -2,8 м

 

Величины постоянных и временных нагрузок на фундаменты даны с учетом нагрузок от перекрытия над подвалом.

Стена 1,2,3,7 кН/м	Пост.
Врем.
Стена 4,5 кН/м	Пост.
Врем.

 

 

Оценка инженерно-геологических условий площадки.

Определение наименования грунтов и расчётного сопротивления.

 

Слой № 1 (проба отобрана из скважины №2 с глубины 1,0 м)

Насыпь не слежавшаяся, R0 не нормируется;

Слой № 2 (проба отобрана из скважины №2 с глубины 2,5 м)

Данный слой представлен глинистым грунтом, так как: >1%

Разновидности:

-по числу пластичности: ; - суглинок, т.к. 0,07<0,115<0,17

-по показателю текучести:

; -текучие, т.к. >1

Вывод: суглинок текучий

Чтобы определить расчётное сопротивление R0, найдём значение коэффициента пористости е:

;

e / IL	IL = 0
e1 = 0,7	R0(1,0)
e2 = 1	R0(2,0)

 

 

Интерполяция: 1-0,7 - 180-100

0,828-0,7 - x, x=34

R₀₌ 180-34=146

 

Слой № 3: (проба отобрана из скважины №2 с глубины 5,0 м)

Данный слой представлен глинистым грунтом, так как: >1%

Разновидности:

-по числу пластичности: ; - глина, т.к. >0,17

-по показателю текучести:

; -тугопластичные, т.к. 0,2 < 0,452 > 0,5

Вывод: тугопластичный

Чтобы определить расчётное сопротивление R0, найдём значение коэффициента пористости е:

;

 

e / IL	IL = 0
e1 = 1,1	R0(1,0)
e / IL	IL =1
e1 = 1,1	R0(1,0)

 

Интерполяция

R₀₌ 250-75=175

 

 

Слой № 4: (проба отобрана из скважины №1 с глубины 10,0 м)

Данный слой представлен песчаным грунтом, не пластичным, т. к. хар-ки пластичности

и отсутствуют

Разновидности:

-по гранулометрическому составу- песок средней крупности, т. к. частиц крупнее 0,25>50%:

62,0%+33,7%=95,7%

-по плотности сложения, определяемой через коэф-т пористости:

; -песок средней плотности т. к. 0,55≤0,636≤0,7

 

-по степени водонасыщения:

 

-насыщенный водой т. к. 0,8<1,0≤1,0

 

Вывод: песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.

 

Слой № 5: (проба отобрана из скважины №1 с глубины 12,0 м)

Данный слой представлен глинистым грунтом т. к. >1%

Разновидности:

-по числу пластичности:

, -суглинок т. к. 0,148<0,17

-по показателю текучести:

-твердая т. к. -0,115<0

Вывод: глина твердая.

 

Чтобы определить расчётное сопротивление R0, найдём значение коэффициента

пористости е:

,

 

R₀₌ 300

 

 

Определение расчётной нагрузки при проектировании ленточного фундамента 10-этажного здания с подвалом.

Постоянная нагрузка от веса сооружения для ленточного фундамента для стен по оси А:

812кН/м (увелич. на 60 кН/м); временная – 126 кН/м (увелич. на 30 кН/м).

Постоянная нагрузка от веса сооружения для ленточного фундамента для стен по оси Б:

754 кН/м(увелич. на 2кН/м); временная – 135 кН/м(увелич. на 4 кН/м).

Величины постоянных и временных нагрузок на фундаменты даны с учетом нагрузок от перекрытия над подвалом.

Расчётная нагрузка, действующая по обрезу фундамента, определяется по формуле:

Расчет по первой группе предельных состояний:

N I=1,2(NП + NВ)

Расчет по второй группе предельных состояний:

N II=1,0(NП + NВ)

Для стен по оси А: N_I = 1,2*(812+126) = 1125,6 кН/пог.м.

N_II= 1,0*(812+126) = 938 кН/пог.м.

Для стен по оси Б: N_I = 1,2*(754+135) =1066,8 кН/пог.м.

N_II= 1,0*(754+135) = 889 кН/пог.м.

Определение глубины заложения ленточного фундамента наружной стены здания

С подвалом.

а) с учетом конструктивных особенностей подземной части здания:

Глубина заложения фундамента определяется по формуле:

, где

hц – высота цоколя – разность отметок ±0.00 и поверхности планировки DL, hц=0,8 м

hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента (до низа пола подвала) hs =0,3-0,5 м;

hcf- толщина пола подвала, hcf=0,2м;

hn –разность отметок пола первого этажа (±0.00) и пола подвала(высота подвала), hn=2,7 м

 

d=2,7+(0.3…0,5)+0,2-0,8=2,4….2,6 м.

 

 

б) с учетом климатических условий района строительства:

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется:

Где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. При t=+10˚С в подвале k_h=0,6.

d_fn – нормативная глубина промерзания

d₀ = 0,23 – суглинки и глины

M_t = 48,8– безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в Омске.

Принятая глубина заложения фундамента больше расчётной глубины сезонного промерзания.

 

в) с учетом инженерно-геологических условий площадки застройки:

Под верхним слоем насыпи не слежавшейся залегает слой текучего суглинка мощностью 3,40 м, имеющий расчетное сопротивление R₀ = .

Проверяем возможность использования его в качестве рабочего слоя при максимальной ширине стандартной фундаментной плиты b=3,2 м и нагрузке 938 кН/пог.м.:

 

= +20×2,4=341,125 ,где

γ ср- средний удельный вес грунта и материала фундамента, принимается равным 20 кН/ ; d- глубина заложения фундамента, d=2,4….2,6м

 

Опирание фундамента на этот слой по проведенному предварительному расчету возможно с подушкой меньше максимального стандартного размера, т.к. > (341,125 < )

г) с учетом гидрогеологических условий:

Грунтовые воды бурением до 10 м вскрыты на отметке кровли 4-го слоя, то есть на глубине

ниже подошвы фундамента. Это исключает их влияние на глубину заложения фундамента.

С учетом всех факторов получаем глубину заложения фундамента 2,4….2,6 м.

 

 

С подвалом.

а) с учетом конструктивных особенностей подземной части здания:

Глубина заложения фундамента определяется по формуле:

, где

hц – высота цоколя – разность отметок ±0.00 и поверхности планировки DL, hц=0,8 м

hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента (до низа пола подвала) hs =0,3-0,5 м;

hcf- толщина пола подвала, hcf=0,2м;

hn –разность отметок пола первого этажа (±0.00) и пола подвала(высота подвала), hn=2,7 м

 

d=2,7+(0.3…0,5)+0,2-0,8=2,4….2,6 м.

 

 

б) с учетом климатических условий района строительства:

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется:

Где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. При t=+10˚С в подвале k_h=0,6.

d_fn – нормативная глубина промерзания

d₀ = 0,23 – суглинки

M_t = 48,8 – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в Воронеже.

Принятая глубина заложения фундамента больше расчётной глубины сезонного промерзания.

 

в) с учетом инженерно-геологических условий площадки застройки:

Под верхним слоем насыпи не слежавшейся залегает слой твердой супеси мощностью 3,40 м, имеющий расчетное сопротивление R₀ = .

Проверяем возможность использования его в качестве рабочего слоя при максимальной ширине стандартной фундаментной плиты b=3,2 м и нагрузке 889 кН/пог.м.:

 

= +20×2,4=325.81 ,где

γ ср- средний удельный вес грунта и материала фундамента, принимается равным 20 кН/ ; d- глубина заложения фундамента, d=2,4….2,6м

 

Опирание фундамента на этот слой по проведенному предварительному расчету возможно с подушкой меньше максимального стандартного размера, т.к.

< (325.81 < )

г) с учетом гидрогеологических условий:

Грунтовые воды бурением до 12м вскрыты на отметке кровли 3-го слоя, то есть на глубине

7 м ниже подошвы фундамента. Это исключает их влияние на глубину заложения фундамента.

С учетом всех факторов получаем глубину заложения фундамента 2,4….2,6 м.

 

Фундамента №1

Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σ_zр,0 непосредственно под подошвой фундамента при z=0:

Затем вычисляем другие ординаты эпюры по формуле: , для различных глубин z_i откладываемых от подошвы фундамента b=1,4 м.

 

 

						Слои основания
0,00	0,00	1,000	192,78	0,0	9,708	II Суглинок текучий
0,29	0,2	0,983	189,50	0,20
0,61	0,43	0,927	178,71	0,23
1,04	0,73	0,805	155,19	0,30	28,315	III Глина тугопластичная
1,47	1,03	0,679	130,90	0,30
1,90	1,33	0,573	110,46	0,30
2,61	1,83	0,447	86,17	0,50
3,11	2,18	0,384	74,03	0,35
3,69	2,58	0,330	63,62	0,40
4,11	2,88	0,299	57,64	0,30
4,54	3,18	0,272	52,44	0,30
4,90	3,43	0,253	48,77	0,25
5,33	3,73	0,234	45,11	0,30	33,039… 41,839	IV Песок средней плотности, средней крупности, насыщенный водой
5,76	4,03	0,217	41,83	0,30
6,19	4,33	0,202	38,94	0,30
6,61	4,63	0,190	36,63	0,30
7,04	4,93	0,179	34,51	0,30
7,47	5,23	0,169	32,58	0,30	В.С.
7,90	5,53	0,160	30,84	0,30
8,19	5,73	0,154	29,69	0,20
8,76	6,13	0,144	27,76	0,40	50,199	V Глина твердая
9,33	6,53	0,135	26,03	0,40
9,90	6,93	0,128	24,68	0,40
10,47	7,33	0,121	23,33	0,40
11,04	7,73	0,115	22,17	0,40

Компрессионные испытания

P, кПa	e
0,0	0,830
	0,812
	0,800
	0,784
	0,756

 

II слой – суглинок текучий (глубина отбора 2,5 м)

 

 

 

Коэффициент сжимаемости:

Относительный коэффициент сжимаемости:

Модуль деформации:

 

V слой – глина твердая (глубина отбора 10,0 м)

Р, кПа	е
0,0	0,600
	0,594
	0,590
	0,586
	0,580

 

 

Коэффициент сжимаемости:

Относительный коэффициент сжимаемости:

Модуль деформации:

Штамповые испытания

III слой – глина тугопластичная (глубина отбора 5,0 м)

Диаметр штампа d=27,7 см

 

 

P, кПа	S, мм
0,0	0,00
	1,01
	2,02
	3,04
	4,04
	5,37
	8,03
	12.11

 

 

 

 

;

 

IV слой – песок средней плотности, средней крупности, насыщенный водой (глубина отбора 12,0 м)

Диаметр штампа d=27,7 см

Р, кПа	S, мм
0,0	0,00
	0,48
	0,98
	1,47
	1,96
	2,46
	2,98
	3,58
	4,42

 

 

 

;

Фундамента №2

 

Расчёт ведётся по данным скважины № 2

Ширина ленточного фундамента внутренней стены здания b = 2,0 м, глубина заложения d=2,1м.

Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σ_zр,0 непосредственно под подошвой фундамента при z=0:

Затем вычисляем другие ординаты эпюры по формуле: , для различных глубин z₁ откладываемых от подошвы фундамента b=2,0 м.

 

 

						Слои основания
0,00	0,00	1,000	211,83	0,0	9,708	II Суглинок текучий
0,20	0,20	0,989	209,50	0,20
0,43	0,43	0,970	205,48	0,23
0,73	0,73	0,898	190,22	0,30	28,315	III Глина тугопластичная
1,03	1,03	0,809	171,37	0,30
1,33	1,33	0,718	152,09	0,30
1,83	1,83	0,589	124,77	0,50
2,18	2,18	0,517	109,52	0,35
2,58	2,58	0,451	95,54	0,40
2,88	2,88	0,411	87,06	0,30
3,18	3,18	0,376	79,65	0,30
3,43	3,43	0,353	74,78	0,25
3,73	3,73	0,327	69,27	0,30	33,039… 41,839	IV Песок средней плотности, средней крупности, насыщенный водой
4,03	4,03	0,304	64,40	0,30
4,33	4,33	0,285	60,37	0,30
4,63	4,63	0,267	56,56	0,30
4,93	4,93	0,252	53,38	0,30
5,23	5,23	0,238	50,42	0,30	В.С.
5,53	5,53	0,226	47,87	0,30
5,73	5,73	0,218	46,18	0,20
6,13	6,13	0,204	43,21	0,40	50,199	V Глина твердая
6,53	6,53	0,192	40,67	0,40
6,93	6,93	0,182	38,55	0,40
7,33	7,33	0,172	36,43	0,40
7,73	7,73	0,164	34,74	0,40

 

Компрессионные испытания

 

II слой – суглинок текучий (глубина отбора 3 м)

 

 

P, кПa	e
0,0	0,830
	0,812
	0,800
	0,784
	0,756

 

 

Коэффициент сжимаемости:

Относительный коэффициент сжимаемости:

Модуль деформации:

 

 

 

V слой – глина твердая (глубина отбора 10,0 м)

Р, кПа	е
0,0	0,600
	0,594
	0,590
	0,586
	0,580

 

Коэффициент сжимаемости:

Относительный коэффициент сжимаемости:

Модуль деформации:

Штамповые испытания

III слой – глина тугопластичная (глубина отбора 5,0 м)

Диаметр штампа d=27,7 см

 

P, кПа	S, мм
0,0	0,00
	1,01
	2,02
	3,04
	4,04
	5,37
	8,03
	12.11

 

 

 

;

 

IV слой – песок средней плотности, средней крупности, насыщенный водой (глубина отбора 12,0 м)

Диаметр штампа d=27,7 см

 

Р, кПа	S, мм
0,0	0,00
	0,48
	0,98
	1,47
	1,96
	2,46
	2,98
	3,58
	4,42

 

 

;

Характеристика здания, анализ и характеры передачи нагрузок, определяющих расчет усилий на фундаменты.

 

 

Стены наружные –навесные керамзитобетонные панели толщиной 34 см

Стены внутренние – сборные г/л панели толщиной 10см

Перекрытия - сборные многопустотные ж/б плиты

толщиной 22см.

Покрытия – сборные ж/б плиты

Здание имеет подвал во всех осях

Отметка пола подвала:- 2,700

Отметка пола первого этажа: ±0,000 на 0,80м выше отметки спланированной поверхности земли

Количество этажей: 8

Высота типового этажа -2,8 м

 

Величины постоянных и временных нагрузок на фундаменты даны с учетом нагрузок от перекрытия над подвалом.

Стена 1,2,3,7 кН/м	Пост.
Врем.
Стена 4,5 кН/м	Пост.
Врем.