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.
Результаты расчета осадки столбчатого фундамента
Номер слоя  | 
  Zi,м  | 
  ξ=2z/b  | 
  αi  | 
  σzpi  | 
  σzpiср  | 
  σzg  | 
  0,2σzg  | 
  hi  | 
  Ei  | 
  Si  | 
1  | 
  0,7  | 
  0,6  | 
  0,915  | 
  185,4  | 
  194,0  | 
  137,3  | 
  27,5  | 
  0,7  | 
  16  | 
  6,5  | 
2  | 
  1,4  | 
  1,2  | 
  0,699  | 
  141,6  | 
  163,5  | 
  151,2  | 
  30,2  | 
  0,7  | 
  16  | 
  11,4  | 
Для производственных одноэтажных зданий с полным каркасом из железобетона предельная величина средних осадок оснований фундаментов Su=8 см.
S=11,4 см > Su=8 см.
Для уменьшения осадки увеличим площадь условного фундамента, добавив две сваи в свайный ростверк столбчатого фундамента.
Размеры подошвы условного фундамента
Ширина
by=(2-1)*1,2+0,3+2*4.45*tg(27.
Длина
ly=(2-1)*1.2+0,3+2*4.45*tg(27.
Площадь подошвы условного фундамента
Аy=by*ly=2,6*2.6=6,8 м2
VP=1,8*1,8*0,6+1,2*1,2*1,05=3,
γσ=24 кН/м3 – удельный вес монолитного железобетонного ростверка.
NP1=1,1*3,5*24=92,4 кН
Расчетная нагрузка от веса грунта условного фундамента
NГII=(6,8*5,8-3,5-5*3*0,09)*
Среднее давление, передаваемое на грунт по подошве условного фундамента
PII=(N0II+NPII+NГII+NсвII)/Ay=
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента
σzg0=γdn=19.6*6.3=123.5 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание по подошве условного фундамента
σzp0=PII- σzg0=213.9-123.5=90.4 кПа
Результаты расчета осадки столбчатого фундамента
Номер слоя  | 
  Zi,м  | 
  ξ=2z/b  | 
  αi  | 
  σzpi  | 
  σzpiср  | 
  σzg  | 
  0,2σzg  | 
  hi  | 
  Ei  | 
  Si  | 
1  | 
  0,7  | 
  0,5  | 
  0,92  | 
  83,2  | 
  86,8  | 
  137,3  | 
  27,5  | 
  0,7  | 
  16  | 
  2,9  | 
2  | 
  1,4  | 
  1,1  | 
  0,655  | 
  59,2  | 
  71,2  | 
  151,2  | 
  30,2  | 
  0,7  | 
  16  | 
  5,0  | 
3  | 
  2,1  | 
  1,6  | 
  0,449  | 
  40,6  | 
  49,9  | 
  165,1  | 
  33,0  | 
  0,7  | 
  16  | 
  6,4  | 
4  | 
  2,405  | 
  1,9  | 
  0,311  | 
  28,1  | 
  34,4  | 
  171,1  | 
  34,2  | 
  0,305  | 
  16  | 
  6,8  | 
S=6,8 см < Su=8 см.
Для ленточного фундамента
φII,mt=φ =27 град.
Размеры подошвы условного фундамента
Ширина
by=0,3+2*2.6*tg(27/4)=0.92 м
Длина
ly=1.0 м
Площадь подошвы условного фундамента
Аy=by*ly=0.92*1.0=0.92 м2
Дополнительная вертикальная нагрузка от веса ленточного фундамента, стены подвала и прижимной стенки
NP1=1,1*((0,55+1,4)*24+0,42*
Дополнительная вертикальная нагрузка от веса свай
NСВ1=1,1*3*0,09*1*24=7,2 кН
Расчетная нагрузка от веса грунта условного фундамента
NГII=(0,92*3,2+2,9*0,46-0,55-
N0I=1.1*195=214.5 кН – расчетная нагрузка от здания, приходящаяся на 1 м длины фундамента;
Среднее давление, передаваемое на грунт по подошве условного фундамента
PII=(N0II+NPII+NГII+NсвII)/Ay=
Момент сопротивления подошвы условного фундамента
W=ly*by2/6=1.0*0.922/6=0.14 м3
Максимальное и минимальное давление на пересечении осей подошвы условного фундамента с ее гранями
Pmax=PII+MII/W=340.9+27.5/0.
Pmin=PII-MII/W=340.9-27.5/0.
Расчетное сопротивление грунта
где γIII=19,6 кН/м3 – средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунта природного залегания в пределах высоты условного фундамента;
γII=19,8 кН/м3 – средневзвешенное расчетное значение удельного веса грунта природного залегания ниже подошвы условного фундамента
d1=hs+hcfγcf/ γIII
hs=3.2 м – глубина заложения подошвы условного фундамента до низа пола подвала;
hcf=0,3м – толщина пола подвала;
d1=3,2+0,3(24/19,8)=3,56 м;
db=2,6 м;
R=1.25*1.0/1.1*(0.91*1.0*0.92*
+(4.64-1)*2.6*19.6+7.14*15)=
PII=340.9 кПа<R=719.2 кПа
Pmax=537.3 кПа<1.2R=863.1 кПа
Расчет осадки ленточного фундамента
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента
σzg0=γdn=19.6*6.4=125.4 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание по подошве условного фундамента
σzp0=PII- σzg0=340.9-125.4=215.5 кПа
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 ленточного фундамента
Номер слоя  | 
  Zi,м  | 
  ξ=2z/b  | 
  αi  | 
  σzpi  | 
  σzpiср  | 
  σzg  | 
  0,2σzg  | 
  hi  | 
  Ei  | 
  Si  | 
1  | 
  0,33  | 
  0,7  | 
  0,905  | 
  195,0  | 
  205,3  | 
  132,0  | 
  26,4  | 
  0,33  | 
  16  | 
  3,2  | 
2  | 
  0,66  | 
  1,4  | 
  0,699  | 
  150,6  | 
  172,8  | 
  138,5  | 
  27,7  | 
  0,33  | 
  16  | 
  5,7  | 
3  | 
  0,99  | 
  2,2  | 
  0,514  | 
  110,8  | 
  130,7  | 
  145,0  | 
  29,0  | 
  0,33  | 
  16  | 
  7,5  | 
4  | 
  1,32  | 
  2,9  | 
  0,42  | 
  90,5  | 
  100,6  | 
  151,6  | 
  30,3  | 
  0,33  | 
  16  | 
  9,0  | 
Для производственных одноэтажных зданий с полным каркасом из железобетона предельная величина средних осадок оснований фундаментов Su=8 см.
S=9,0 см > Su=8 см.
Для уменьшения осадки увеличим площадь условного фундамента, расположим сваи в ростверке в два ряда шахматном порядке и примем длину свай 4.5м.
Размеры подошвы условного фундамента
Ширина
by=(2-1)*1,2+0,3+2*4.1*tg(27/
Длина
ly=1.0 м
Площадь подошвы условного фундамента
Аy=by*ly=1.8*1.0=2.5 м2
Дополнительная вертикальная нагрузка от веса ленточного фундамента, стены подвала и прижимной стенки
NP1=1,1*((1,72*0,6+3,5*0,4)*
Дополнительная вертикальная нагрузка от веса свай
NСВ1=1,1*4,1*0,09*1*24=9,7 кН
Расчетная нагрузка от веса грунта условного фундамента
NГII=(2,5*4,7+1,25*3,2-1,72*0,
N0I=1.1*195=214.5 кН – расчетная нагрузка от здания, приходящаяся на 1 м длины фундамента;
Среднее давление, передаваемое на грунт по подошве условного фундамента
PII=(N0II+NPII+NГII+NсвII)/Ay=
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента
σzg0=γdn=19.6*7.9=154.8 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание по подошве условного фундамента
σzp0=PII- σzg0=216,9-154.8=62,1 кПа
Результаты расчета осадки ленточного фундамента
Номер слоя  | 
  Zi,м  | 
  ξ=2z/b  | 
  αi  | 
  σzpi  | 
  σzpiср  | 
  σzg  | 
  0,2σzg  | 
  hi  | 
  Ei  | 
  Si  | 
1  | 
  0,9  | 
  0,7  | 
  0,905  | 
  56,2  | 
  59,2  | 
  143,3  | 
  28,7  | 
  0,9  | 
  16  | 
  2,5  | 
2  | 
  1,8  | 
  1,4  | 
  0,699  | 
  43,4  | 
  49,8  | 
  161,1  | 
  32,2  | 
  0,9  | 
  16  | 
  4,5  | 
3  | 
  2,51  | 
  2,0  | 
  0,55  | 
  34,2  | 
  38,8  | 
  174,8  | 
  35,0  | 
  0,71  | 
  14,3  | 
  5,8  | 
S=5,8 см < Su=8 см.
Относительная разность осадок производственных зданий с полным железобетонным каркасом
ΔS/L=(6.8-5.8)/2400=0.0004<(
Относительная разность осадок столбчатого и ленточного фундаментов находится в допустимых пределах.