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.