Курсовая работа (т): Расчет и устройство фундаментов мелкого заложения

Табл.29а Выполнение проверки достаточности принятой арматуры для сечений 3-3 и 6-6

Табл.29б Выполнение проверки достаточности принятой арматуры для сечений 3-3 и 6-6

Для фундамента 5-го типа используются только две плиты, а для фундамента 1-го типа - одна. Поэтому данные для них по сечениям 3-3 и 6-6 отсутствуют, а для фундамента 1-го типа - и по сечениям 2-2 и 5-5.

Результаты вычислений и сравнение с подобранной площадью по сортаменту сведем в таблицу:

Табл.30 Выполнение проверки достаточности принятой арматуры для сечений 2-2, 3-3, 5-5 и 6-6

Как видно из таблицы 30 принятая арматура достаточна по всем сечениям и для 2,3,4,5-го типов фундамента.

В пояснительной записке необходимо вычертить принятый фундамент в двух проекциях с указанием арматуры.

.       
Расчет свайного фундамента

3.1    Определение глубины заложения подошвы ростверка

При выборе глубины заложения учитываются следующие факторы:

) инженерно-геологические условия площадки строительства.

) особенности возводимого здания.

) климатические особенности.

Основным климатическим фактором, влияющим на глубину заложения, является промерзание грунтов. Для определения возможности промерзания грунтов под фундаментами необходимо, прежде всего, знать нормативную глубину промерзания d_fn. Расчет произведен в п.2.1 данной курсовой работы.

Окончательно принимаем глубину заложения ростверка 1,35 м (в зависимости от нормативной глубины промерзания).

давление грунт фундамент подошва

3.2    Выбор вида, материала и размера сваи

Рис.10 Расчетная схема для определения длины сваи

Примем железобетонные забивные сваи квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. По характеру работы целесообразно принять висячую сваю.

Определим длину сваи, для фундаментов 2,3,4,5-го типов (рассматривать устройство свайного фундамента вместо ленточного - 1-го типа не будем, т.к. это нецелесообразно ввиду явно более дорогого и трудоемкого способа устройства фундамента в этом случае):

_св=H₁-d_f+H₂+0,05=4-1,35+2,5+0,05=5,65 м

Табл.31 Подбор сваи по технико-экономическому сравнению вариантов

Марку сваи принимаем С6-20 по таблице 31 для фундаментов 2,3,4,5-го типов. Для получения необходимой длины часть сваи необходимо удалить. Основные характеристики сваи приведены в таблицу 31а.

Табл.32 Основные характеристики сваи

.3      Определение несущей способности сваи по материалу и по грунту

1.      Расчетное сопротивление (несущая способность) сваи по материалу определяется по следующей формуле:

_d=γ_с*φ*(R_пр*А_с+R_а.с.*А_а)

где γ_с =1- коэффициент условий работы сваи; φ=1 - коэффициент, учитывающий условия погружения; R_пр - расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии (СП 52-101-2003,Таблица 5.2), R_пр=11500 кПа; R_а.с. - расчетное сопротивление арматуры сжатию (СП 52-101-2003,Таблица 5.8), R_а.с.=215000 кПа; А_с=0,09 м² - площадь поперечного сечения сваи; А_а=4,52*10^-4 м² - площадь поперечного сечения всех продольных стержней арматуры.

F_d=1*1*(11500*0,09+215000*0,000452)=1*1*(1035+97,18)=1132,18 кН

.        Несущую способность сваи по грунту (рис.12) находят как сумму сопротивлений, оказываемых грунтами основания под нижним концом сваи и по ее боковой поверхности по формуле (СНиП 2.02.03-85, СП 24.13330.2011):

Рис.12 Расчетная схема для расчета висячей сваи по несущей способности

_d=γ_с*(γ_сR*R*А+u*Ʃγ_сf*f_i*h_i)

где γ_с =1- коэффициент условий работы сваи в грунте; R=2400 кПа - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по табл. 7.2, примечание №4; А=0,09 м² - площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто; u=1,2 м - наружный периметр поперечного сечения ствола сваи; f₁=22 кПа; f₂=14 кПа - расчетные сопротивления i-го слоя грунта (1-й - глина серая пылеватая, слоистая; 2-й - супесь серая, легкая) основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемые по табл. 7.3; h₁=4 м; h₂=1,65 м; - толщина i-го слоя грунта основания, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (1-й - глина серая пылеватая, слоистая; 2-й - супесь серая, легкая); γ_сR=1 и γ_сf=1 - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи, принимаемые по таблице 7.4.( погружение сплошных свай механическими молотами).

Получаем: F_d=1*(1*2400*0,09+1,2*(1*22*4+1*14*1,65)=1*(216+1,2*111,1)=349,32 кН

Определив несущую способность сваи по материалу и грунту, выбираем наименьшее значение и используем его в дальнейших расчетах - 349,32 кН.

.4      Определение необходимого числа свай в фундаменте

Число свай, необходимых для восприятия нагрузки на фундамент рассчитывается по следующей формуле:

=(γ_k*N₀^I)/(F_d-α²*d_p*γ_cp*γ_k)

где N₀^I - расчетная нагрузка на фундамент по первому предельному состоянию из раздела 2.11 данной курсовой работы; γ_k - коэффициент надежности, который равен 1,4, если F_d определяется расчетным путем; F_d - несущая способность сваи, которая была рассчитана в пункте 3.3 (принимается наименьшее значение, F_d=349,32 кН); a - расстояние между осями свай, которое принимается для висячих свай α≥3d=0,9 м, где d=0,3 м, размер поперечного сечения сваи, т.о. α²=0,81 м²; d_p=1,35 м - глубина заложения ростверка; принимаем γ_cp=20 кН/м - средний удельный вес материал ростверка фундамента и грунта.

Рассчитав необходимое число свай, округляем цифру до целого числа. Так как на фундамент действует момент, необходимо расчетное количество свай увеличить на 20%.

Табл.33 Расчет необходимого числа свай

3.5    Конструирование ростверка и его расчет

Конструирование ростверка начинается с размещения свай в плане. Сваи располагаем в рядовом порядке. Расстояние между осями свай принимаем равным: для висячих свай α≥3d=0,9 м. Расстояние от края сваи до края ростверка принимаем ≥ d = 0,4 м.

Табл.34 Расчет размеров ростверка

Размеры ростверка: b=(0,4*2+0,9*3)+0,3=3,8 м; l=(0,4*2+0,9*4)+0,3=4,7 м (для 20 свай - фундаменты 2,4-го типа).

Размеры ростверка: b=(0,4*2+0,9*4)+0,3=4,7 м; l=(0,4*2+0,9*4)+0,3=4,7 м (для 25 свай - фундаменты 3-го типа).

Размеры ростверка: b=(0,4*2+0,9*2)+0,3=2,7 м; l=(0,4*2+0,9*3)+0,3=3,8 м (для 12 свай - фундамент 5-го типа).

Проверим возможность опрокидывания ростверка для всех типов фундамента с учетом приложенного момента. Ширина ростверков под стены должна быть не менее 0,4 м (определяется по формуле: b>d+20 см). Высота ростверка принимается не менее 0,6 м. Вес ростверка определяется по следующей формуле:

_p=V_p*γ_жб

где V_p - объем ростверка; γ_жб - удельный вес железобетона, который принимаем в зависимости от класса, выбранного по СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции (для В20 - 23,48 кН/м3).

Расчетные усилия для расчета по несущей способности и прочности определяются путем умножения заданных усилий на усредненный коэффициент перегрузки n=1,2.

Табл.35 Проверка условия неопрокидывания