диплом ПГС 2003 №3 dnl10145 / Фундаменты / 12 / Определение нагрузок в сечении 1-1

Определение нагрузок, действующих на основание в районе сечения 1-1.

Сечение 1-1 воспринимает усилия от стены расположенной в осях Д’– В’, витражей, перекрытий на 4-х этажах и деталей кровли.

Расчёт ведём на грузовую площадь 2.351 м (на 1 п.м.):

Нагрузки	Нормативная нагрузка		Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка, кН
	На единицу площади, кН/м^2	От грузовой площади, кН
Постоянные нагрузки
От металлического листа покрытия мм.	0.09	0.21	1.50	0.221
От веса утеплителя (пеноизол) мм.	0.04	0.094	1.3	0.122
От пароизоляции (фольгоизол)	0.05	0.118	1.2	0.142
От прогонов покрытия	0.02	0.047	1.05	0.049
От балок покрытия	0.07	0.165	1.05	0.173
От веса кирпичной кладки с утеплителем	-	336	1.1	369.6
От веса витражей	-	0.292	1.1	0.321
От веса монолитных перекрытий на 4-х этажах	-	38	1.3	49.4
ИТОГО	-	374.93	-	420.03
Временные нагрузки
От веса снега	1.8	4.23	1.4	5.92
От веса 4-х монолитных перекрытий с учётом понижающего коэффици-ента	2.0	4.7	1.4	6.1
ИТОГО	-	8.93	-	12.02

Расчётные нагрузки на грузовую площадь составляют:

постоянная: кН;

временная: кН;

суммарная: кН.

Здание имеет жёсткую конструктивную схему при отношении длины отсека к его высоте . Подошва ростверка конструктивно находится на отметке –4.050 м., высота ростверка – 600 мм. Материал ростверка – бетон класса В25.

Для заданных грунтовых условий проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки С6-25, длиной м, размером поперечного сечения м и длиной острия –м. Сваи погружают с помощью забивки дизель-молотом.

Находим несущую способность одиночной висячей сваи, ориентируясь на расчётную схему и имея ввиду, что глубина заделки сваи в ростверк составляет 100 мм.

Площадь поперечного сечения сваи м², периметр сваи м.

По табл.1 [4] при глубине погружения сваи 6.6 м для глины, интерполируя, находим расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи МПа.

По табл.3 [4] для свай, погружаемых с помощью дизель-молота, находим значение коэффициента условий работы грунта под нижним концом сваи и по боковой поверхности .

Для пласта первого слоя грунта – песка пылеватого, пронизываемого сваей, при средней глубине слоя м, интерполируя, находим расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, используя данные табл.2 [4]: МПа.

Для второго слоя грунта, при средней глубине расположения слоя м по этой же таблице для суглинка тугопластичного находим: МПа.

Для третьего слоя грунта, при средней глубине расположения слоя м, для глины: МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле 8 [4]:

МН,

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, по формуле 2 [4] составит:

МН.

По формуле 3.14 [5] определим требуемое число свай:

шт.

Принимаем шт на 1 п.м.

Толщина ростверка из конструктивных соображений – 600 мм.

Найдём вес ростверка: кН.

кН.

Вес фундаментных блоков на 1 м:

кН.

Вычисляем расчётное значение указанных выше внешних нагрузок для первой группы предельных состояний, принимая во внимание, что коэффициент надёжности по нагрузке :

кН.

кН.

кН.

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю по формуле 3.15 [5]:

кН

кН > кН. – с учётом веса фундаментных блоков увеличиваем число свай, приходящихся на 1 м длины ростверка до 1.5 шт (3 шт на каждые 2 м). Тогда:

кН < кН

Условие выполняется, следовательно фундамент запроектирован верно.

По табл. 1 [3] для грунта второго слоя – песка пылеватого, маловлажного с коэффициентом пористости , интерполируя, находим значение угла внутреннего трения .

По табл. 2 [3] для грунта третьего слоя – суглинка тугопластичного с коэффициентом пористости и показателем текучести , интерполируя, находим .

По табл. 2 [3] для грунта четвёртого слоя – глины с коэффициентом пористости и показателем текучести , интерполируя, находим .

По формуле 3.12 [5] определим осреднённый угол внутреннего трения грунтов, пронизываемых сваей:

.

Найдём ширину условного фундамента:

м.

Вес свай: кН.

Вес грунта в объёме АБВГ:

кН.

Давление под подошвой условного фундамента составит:

кПа.

По табл. 1 [3] для глины, на которую опирается условный фундамент, с коэффициентом пористости найдём значение удельного сцепления МПа.

По табл. 4 [3] по углу внутреннего трения , который был найден ранее, определим значения безразмерных коэффициентов:

, , .

Определяем осреднённый удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

кПа.

Приведённая глубина заложения подошвы условного фундамента от отметки пола в подвале:

м.

По табл. 3 [3] для глины при соотношении находим значения коэффициентов и .

По формуле 7 [3] определим расчётное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:

кПа.

Основное условие при расчёте свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется:

кПа < кПа.

Определение осадок свайного фундамента в сечении 1-1.

Определяем ординаты эпюры вертикальных напряжений в грунте от действия собственного веса грунта и вспомогательной эпюры :

на поверхности земли:

, ;

на уровне подошвы фундамента:

кПа;кПа;

на контакте четвёртого и пятого слоёв:

кПа;кПа;

на контакте пятого и шестого слоёв:

кПа;кПа;

на подошве шестого слоя:

кПа;кПа.

Полученные значения ординат эпюры вертикальных напряжений и вспомогательной эпюры переносим на геологический разрез:

Определим значение дополнительного давления по подошве фундамента, которое равно разности среднего давления и вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

кПа.

Чтобы избежать интерполяции по табл. 1.9 [5] зададимся соотношением . Тогда высота элементарного слоя грунта: м.

Проверяем выполнение условия :

м.

Условие выполняется.

Далее строим эпюру дополнительных напряжений в сжимаемой толще основания рассчитываемого фундамента. Вычисления представляем в табличной форме:

Грунт	, м			, МПа	, МПа
Глина	0 0.56 1.12 1.68	0 0.8 1.6 2.4	1 0.848 0.532 0.325	0.2799 0.2374 0.1489 0.0910	26
Супесь	2.24 2.8 3.36 3.92	3.2 4.0 4.8 5.6	0.210 0.145 0.105 0.079	0.0588 0.0406 0.0294 0.0221	4.1

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительного напряжения, так как для вычисления осадок необходимо выполнение условия . Из рисунка видно, что эта точка пересечения соответствует мощности сжимаемой толщи м.

Вычисляем осадку фундамента, пренебрегая различием значений модуля общей деформации грунта на границах слоёв, приняв во внимание, что данное предположение незначительно скажется на окончательном результате:

м.

Суммарная осадка составит см, что меньше, чем предельно допустимая для данного типа здания см.