Автор: Пользователь скрыл имя, 01 Марта 2013 в 22:51, контрольная работа
Задача №1: По результатам инженерно-геологических изысканий и данным о свойствах грунтов отдельных слоев требуется оценить возможность и целесообразность использования грунтов, предполагаемых в качестве основания сооружения; для образцов песчаных грунтов определить тип грунта по гранулометрическому составу, вид по плотности сложения (коэффициенту пористости), разновидность по степени влажности, для образца пылевато-глинистых грунтов определить тип грунта по числу пластичности, разновидность по консистенции, характеризуемой показателем текучести, предварительно оценить способность грунтов к просадочным и набухающим явлениям. По исходным значениям физических характеристик необходимо определить расчетные сопротивления грунтов оснований.
е < 0,033 b , его можно уже не учитывать и проектировать несимметричный фундамент как центрально нагруженный, т.к. при этом наибольшее Рmax и наименьшее Рmin, краевые давления на грунт отличаются от среднего давления не более, чем на 20%.
При расчете внецентренно нагруженных фундаментов помимо трапециевидных эпюр давлений могут быть допущены и треугольные. Для фундаментов колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше, а также для фундаментов колонн открытых крановых эстакад при кранах грузоподъемностью свыше 15 т, для труб, домен и других сооружений башенного типа или при величине расчетного сопротивления основания фундаментов менее
R = 150 кПа всех видов зданий и сооружений размеры фундаментов рекомендуется назначать такими, чтобы эпюра давлений была трапециевидной с отношением краевых давлений Pmax/Pmin > 0,25.
Окончательное определение размеров подошвы фундаментов и глубины их заложения производится при расчете оснований по предельным состояниям.
Расчетное сопротивление грунта основания
Давление под подошвой столбчатого фундамента (сечение 1-1)
Продольное усилие на обрезе фундамента
N0II=550,0 кН;
Нагрузка от веса фундамента
NфII=(3,3*2,7*,3+2,7*2,1*,3+
Нагрузка от веса грунта на уступах и обрезе фундамента от обратной засыпки пазух
NГII=(0,3*1,3*(6,6+4,2)+0,3*1,
Суммарная нагрузка на подошву фундамента
NII=550+146,3+154,9=851,2 кН;
Момент на обрезе фундамента
МII=40 кНм;
Площадь подошвы фундамента
А=3,3*2,7=8,91 м2;
Момент сопротивления площади подошвы фундамента
W=2,7*3,32/6=4.9 м3;
Рmax=851,2/8,91+40/4,9=103,
Рmin=802/8,91-40/4,9=87,4 кПа>0;
Давление под подошвой ленточного фундамента (сечение 3-3)
Продольное усилие на обрезе фундамента
N0II=195,0 кН;
Нагрузка от веса фундамента
NфII=20.5/2,98+0,4*4,1*25+0,
Нагрузка от веса грунта на уступах и обрезе фундамента от обратной засыпки пазух и от нагрузки на поверхности грунта вблизи стен здания
NГII=0,28*3,8*19,6+0,28*10,0=
Суммарная нагрузка на подошву фундамента
NII=195+57,1+23,7=275,8 кН;
Момент на обрезе фундамента
МII=25,0 кНм;
Площадь подошвы фундамента
А=1,2 м2;
Момент сопротивления площади подошвы фундамента
W=1,0*1,22/6=0,24м3;
Приведенный слой грунта от нагрузки q=10 кН/м2 на поверхности грунта вблизи стен фундамента
hпр=10/19.6=0.51 м
Горизонтальное давление на стены подвала
Р3=(4,1+0,51)*19,6*tg2(45-29.
Изгибающий момент от горизонтального давления
М3=31,1*(4,1+0,51)2/15=44,1 кНм;
Рmax=275,8/1,2+44,1/0,24+25,0/
Рmin=275,8/1,2+44,1/0,24-25,0/
Задача №3
Расчет оснований по второй группе предельных состояний(по деформациям)
Столбчатый фундамент сечение 1-1
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта
γi и hi – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента
α – коэффициент рассеиваний напряжений
Р0-дополнительное вертикальное давление на основание
Р0=Р-σzg0
Р – среднее давление под подошвой фундамента
Р=851,2/8,91=95.5кПа
σzg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
σzg0=γId1=19.6*1.3=25.5 кПа
σzp0=95,5-25,5=70,0 кПа
В курсовом проекте осадку фундамента следует рассчитывать, применяя расчетную схему основания в виде линейно-деформируемого полупространства методом послойного суммирования по формуле
где β - безразмерный коэффициент, учитывающий условность расчетной схемы, принимаемый равным 0,8; п -число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания; σzpiср – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней Zi-1 и нижней Zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; hi, Ei - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.
Результаты расчета осадки столбчатого фундамента
При σzp5=0,2σzg5=20,6кПа нижняя граница сжимаемой толщи основания Нс=Z5=3.916 м
Для производственных одноэтажных зданий с полным каркасом из железобетона предельная величина средних осадок оснований фундаментов Su=8 см.
S=7.8 см< Su=8 см
Осадка столбчатого фундамента в пределах допустимой осадки.
Ленточный фундамент сечение 3-3
b=2.0 м
Среднее давление под подошвой фундамента
Р=275,8/1,2=229,8кПа
σzg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
σzg0=γId1=19.6*4,1=80,4 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание
σzp0=229,8-80,4=149,4 кПа
Результаты расчета осадки ленточного фундамента b=1.2 м
Номер слоя |
Zi,м |
ξ=2z/b |
αi |
σzpi |
σzpiср |
σzg |
0,2σzg |
hi |
Ei |
Si |
1 |
0,44 |
0,7 |
0,905 |
135,2 |
142,3 |
89,1 |
17,8 |
0,44 |
16 |
3,0 |
2 |
0,88 |
1,5 |
0,671 |
100,2 |
117,7 |
97,8 |
19,6 |
0,44 |
16 |
5,2 |
3 |
1,32 |
2,2 |
0,514 |
76,8 |
88,5 |
106,5 |
21,3 |
0,44 |
16 |
6,9 |
4 |
1,76 |
2,9 |
0,409 |
61,1 |
68,9 |
115,2 |
23,0 |
0,44 |
16 |
8,2 |
5 |
2,2 |
3,7 |
0,725 |
108,3 |
84,7 |
123,9 |
24,8 |
0,44 |
16 |
10,6 |
При σzp5=108,3кПа > 0,2σzg5=24,8кПа
Для производственных одноэтажных зданий с полным каркасом из железобетона предельная величина средних осадок оснований фундаментов Su=8 см.
S=10.6см > Su=8 см
Осадка превышает допустимые значения.
Для уменьшения осадки примем ширину ленточного фундамента b=2.0 м
Продольное усилие на обрезе фундамента
N0II=195,0 кН;
Нагрузка от веса фундамента
NфII=51,0/2,98+0,4*4,1*25+0,
Нагрузка от веса грунта на уступах и обрезе фундамента от обратной засыпки пазух и от нагрузки на поверхности грунта вблизи стен здания
NГII=0,68*3,8*19,6+0,68*10,0=
Суммарная нагрузка на подошву фундамента
NII=195+67,3+57,5=319,8 кН;
Момент на обрезе фундамента
МII=25,0 кНм;
Площадь подошвы фундамента
А=2,0м2;
Момент сопротивления площади подошвы фундамента
W=1,0*2,02/6=0,67м3;
Приведенный слой грунта от нагрузки q=10 кН/м2 на поверхности грунта вблизи стен фундамента
hпр=10/19.6=0.51 м
Горизонтальное давление на стены подвала
Р3=(4,1+0,51)*19,6*tg2(45-29.
Изгибающий момент от горизонтального давления
М3=31,1*(4,1+0,51)2/15=44,1 кНм;
Давление под подошвой ленточного фундамента
Рmax=319,8/2,0+44,1/0,67+25,0/
Рmin=319,8/2,0+44,1/0,67+25,0/
Среднее давление под подошвой фундамента
Р=319,8/2,0=159,9кПа
σzg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
σzg0=γId1=19.6*4,1=80,4 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание
σzp0=159,9-80,4=79,5 кПа
Результаты расчета осадки ленточного фундамента b=2.0 м
Номер слоя |
Zi,м |
ξ=2z/b |
αi |
σzpi |
σzpiср |
σzg |
0,2σzg |
hi |
Ei |
Si |
1 |
0,44 |
0,4 |
0,977 |
77,7 |
78,6 |
89,1 |
17,8 |
0,44 |
16 |
1,7 |
2 |
0,88 |
0,9 |
0,85 |
67,6 |
72,6 |
97,8 |
19,6 |
0,44 |
16 |
3,2 |
3 |
1,32 |
1,3 |
0,728 |
57,9 |
62,7 |
106,5 |
21,3 |
0,44 |
16 |
4,5 |
4 |
1,76 |
1,8 |
0,596 |
47,4 |
52,6 |
115,2 |
23,0 |
0,44 |
16 |
5,5 |
5 |
2,2 |
2,2 |
0,514 |
40,9 |
44,1 |
123,9 |
24,8 |
0,44 |
16 |
6,4 |
6 |
2,64 |
2,6 |
0,449 |
35,7 |
38,3 |
132,6 |
26,5 |
0,44 |
16 |
7,2 |
7 |
3,08 |
3,1 |
0,409 |
32,5 |
34,1 |
141,3 |
28,3 |
0,44 |
16 |
7,9 |
8 |
3,3 |
3,3 |
0,365 |
29,0 |
30,8 |
145,7 |
29,1 |
0,22 |
16 |
8,2 |
При σzp8= 0,2σzg8=29,1кПа
Для производственных одноэтажных зданий с полным каркасом из железобетона предельная величина средних осадок оснований фундаментов Su=8 см.
S=8.2см > Su=8 см
Осадка превышает допустимые значения.
Для уменьшения осадки примем ширину ленточного фундамента b=2.4 м
Продольное усилие на обрезе фундамента
N0II=195,0 кН;
Нагрузка от веса фундамента
NфII=59,8/2,98+0,4*4,1*25+0,
Нагрузка от веса грунта на уступах и обрезе фундамента от обратной засыпки пазух и от нагрузки на поверхности грунта вблизи стен здания
NГII=0,88*3,8*19,6+0,88*10,0=
Суммарная нагрузка на подошву фундамента
NII=195+70,3+74,3=339,6 кН;
Момент на обрезе фундамента
МII=25,0 кНм;
Площадь подошвы фундамента
А=2,4м2;
Момент сопротивления площади подошвы фундамента
W=1,0*2,42/6=0,96м3;
Приведенный слой грунта от нагрузки q=10 кН/м2 на поверхности грунта вблизи стен фундамента
hпр=10/19.6=0.51 м
Горизонтальное давление на стены подвала
Р3=(4,1+0,51)*19,6*tg2(45-29.
Изгибающий момент от горизонтального давления
М3=31,1*(4,1+0,51)2/15=44,1 кНм;
Давление под подошвой ленточного фундамента
Рmax=339,6/2,4+44,1/0,96+25,0/
Рmin=321,5/2,4+44,1/0,96-25,0/
Среднее давление под подошвой фундамента
Р=339,6/2,4=141,5кПа
σzg0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента
σzg0=γId1=19.6*4,1=80,4 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание
σzp0=141,5-80,4=61,1 кПа
Результаты расчета осадки ленточного фундамента b=2.4 м
Номер слоя |
Zi,м |
ξ=2z/b |
αi |
σzpi |
σzpiср |
σzg |
0,2σzg |
hi |
Ei |
Si |
1 |
0,44 |
0,4 |
0,977 |
59,7 |
60,4 |
89,1 |
17,8 |
0,44 |
16 |
1,3 |
2 |
0,88 |
0,7 |
0,905 |
55,3 |
57,5 |
97,8 |
19,6 |
0,44 |
16 |
2,5 |
3 |
1,32 |
1,1 |
0,787 |
48,1 |
51,7 |
106,5 |
21,3 |
0,44 |
16 |
3,6 |
4 |
1,76 |
1,5 |
0,671 |
41,0 |
44,5 |
115,2 |
23,0 |
0,44 |
16 |
4,5 |
5 |
2,2 |
1,8 |
0,596 |
36,4 |
38,7 |
123,9 |
24,8 |
0,44 |
16 |
5,3 |
6 |
2,64 |
2,2 |
0,514 |
31,4 |
33,9 |
132,6 |
26,5 |
0,44 |
16 |
6,0 |
7 |
3,01 |
2,5 |
0,449 |
28,0 |
29,4 |
140,0 |
28,0 |
0,37 |
16 |
6,5 |