Расчет ленточного фундамента мелкого заложения под наружную стену бесподвальной части здания

 

 

Полученная общая осадка верхних слоев небольшая.

Рис. 3 Расчетная схема и эпюра напряжений

 

3.7 РАСЧЕТ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ  НА ПРОДАВЛИВАНИЕ И ИЗГИБ

Принятую высоту плитной части проверяем расчетом на продавливание.

Расчет на продавливание (8)

,

где N – расчетная продавливающая сила, кН:

,

где А0 – площадь многоугольника, м: ,

где h0 =0,265м – размер по вертикали от верха плитной части до арматуры;

- длина подушки;

- ширина фундаментных блоков;

k=1 – коэффициент надежности по нагрузке;

Rр=630кПа – расчетное сопротивление бетона растяжению (бетон марки М150);

uср – среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения

Условие удовлетворено.

Расчет плитной части на изгиб не требуется, так как на фундамент не действует изгибающий момент.

Согласно сборочного чертежа, необходимое количество арматуры следущее:

- 6АIII – 12,12кг;

- 4В-I – 2,54 кг.

 

4. РАСЧЕТ СВАЙНОГО  ФУНДАМЕНТА

4.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ  ЗАЛОЖЕНИЯ РОСТВЕРКА. ВЫБОР ВИДА, МАТЕРИАЛА И РАЗМЕРА СВАИ

Расчет глубины заложения подошвы ростверка производится, как и для фундамента мелкого заложения (см.п.3.1). Принята глубина заложения - 2 м.

Примем железобетонные сваи квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. По характеру работы целесообразно принять висячую сваю. Выбор свай производится с учетом инженерно-геологических особенностей площадки строительства.

Марку сваи принимаем С4-20. Характеристики сваи приведены в таблице 5.

Таблица 5

Характеристики принятой сваи

Марка сваи	Длина сваи	Сечение сваи, см	Марка бетона	Масса сваи, т	Продольная арматура А-I
C4-20	4	20х20	В20	0,43	4Ø12

 

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ  СПОСОБНОСТИ СВАИ ПО МАТЕРИАЛУ И ГРУНТУ

Несущая способность сваи по материалу (9)

,

где - коэффициент условий работы сваи;

- коэффициент, учитывающий  условия погружения;

Rпр=9000кПа – расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии;

Rа.с=210000кПа – расчетное сопротивление арматуры сжатию;

Ас=0,04м2 – площадь поперечного сечения сваи;

Аа= 4,52*10-4м2 - площадь поперечного сечения всех продольных стержней арматуры.

Несущая способность висячей сваи по грунту (10)

где - коэффициент условий работы сваи в грунте;

R=2100кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А=0,04 м2 – площадь опирания на грунт сваи;

U=0,8 м – наружный периметр поперечного сечения ствола сваи;

fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи: f3.1сл=20кПа, f3.2сл=22,8кПа, f4сл=40,8кПа;

- толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью: =2м,  =0.8м,  =1,2м;

- коэффициент условий  работы грунта под нижним концом сваи;

- коэффициент условий  работы грунта по боковой поверхности сваи.

Наименьшее значение несущей способности по грунту 178,16кН используем в дальнейших расчетах.

Рис. 5 Расчетная схема

 

4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА СВАЙ В ФУНДАМЕНТЕ.

Число свай (11)

,

где - расчетная нагрузка на фундамент по первому предельному состоянию;

- коэффициент надежности;

Fd =178,16кН – несущая способность сваи;

а2=0,04 м2 – площадь сечения сваи;

dр =2 м – глубина заложения ростверка;

- средний удельный вес материала  ростверка фундамента и грунта.

Принимаем 8 свай.

 

4.4 КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАЙНОГО РОСТВЕРКА

Конструирование ростверка начинаем с размещения свай в плане. Сваи располагаем в рядовом порядке. Расстояние между осями свай принимаем равным не менее 3d=3*0,2=0,6 м. Размеры ростверка 2,4 х 1,2 м.

Рис. 6 Расположение свай в ростверке (размеры в мм)

 

4.5 ПРОВЕРКА СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА ПО ПЕРВОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ

Проверку свайного фундамента по первому предельному состоянию необходимо проводить из условия:

,

где NI – расчетная вертикальная нагрузка, действующая на сваю (12)

,

где - вертикальная сила в плоскости подошвы свайного ростверка:

где =470кН – расчетная нагрузка на обрезе фундамента по первому предельному состоянию;

 - вес ростверка и грунта

- несущая способность  сваи;

 - коэффициент надежности.

;

86,34кН<127,26 кН.

Условие удовлетворено. Расчетная вертикальная нагрузка, действующая на сваю, не превышает несущей способности сваи.

4.6 РАСЧЕТ ОСАДКИ СВАЙНОГО  ФУНДАМЕНТА. РАСЧЕТ СВАЙНОГО РОСТВЕРКА  НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет осадки фундамента с висячими сваями не требуется, так как концы свай уходят в малонесущий слой

1) Расчет на продавливание не выполняется, так как все сваи находятся в пределах пирамиды продавливания.

2) Расчет ростверка на  изгиб с подбором арматуры

Площадь рабочей арматуры ростверка рассчитываем по моменту, действующему в сечении по грани фундаментных блоков.

Расчет момента производим (13)

,

где рср – среднее давление под подошвой фундамента

,

где

Площадь арматуры  (14)

Принимая защитный слой 15см

,

где Ra=270000кПа (для арматуры класса АII)– расчетное сопротивление арматуры растяжению.

Шаг стержней принимаем 20 см. Следовательно при b=120 см арматура 6Ø10, тогда Аа=4,71 см2

В продольном направлении фундамент не работает на изгиб. Арматуру назначаем для связки стержней  - шаг 20 см, арматура 12Ø6 Вр-I, тогда  Аа=3,4 см2

Принятая арматура достаточна.

 

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Критерием сравнительной экономической эффективности проектных решений является минимум приведенных затрат, которые определяются с учетом себестоимости работ капитальных вложений в базу строительства, трудоемкости, продолжительности возведения фундаментов и затраты материалов.

Экономическое сравнение вариантов сведено в таблице 6.

Таблица 6

Экономическое сравнение вариантов

Наименование работ и конструкций	Стоимость на единицу измерения, руб-коп	Количество единиц измерения (объем)	Общая стоимость, руб-коп
Фундамент мелкого заложения
ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ
Разработка грунта под фундаменты глубиной 2м и шириной траншеи 2,6м (1,6+0,5+0,5)	3,85	12,48м3	48,05
Крепление стенок котлована досками, при глубине выемки до 3м	0,85	9,6м2	8,16
УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ
Сборные фундаменты	36,00	3,312	119,23
ИТОГО			175,44
Свайный фундамент
ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ
Разработка грунта под фундаменты глубиной 2м и шириной траншеи 1,2м	3,85	5,76	22,18
Крепление стенок котлована досками, при глубине выемки до 3м	0,85	9,6м2	8,16
УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ
Сборные фундаменты	36,00	2,52	90,72
Монолитные фундаменты	26,30	0,864	22,72
Железобетонные сваи	88,40	5,12	452,61
ИТОГО			596,39

Согласно расчета стоимости, фундамент мелкого заложения выгоднее свайного.

 

6. РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ  ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТОВПО ВЫБРАННОМУ  ВАРИАНТУ

Площадь подошвы фундамента (15)

,

Площадь подошвы фундамента №1

Ширину подушки фундамента №1 принимаем 1,6м.

Площадь подошвы фундамента №2

,

Ширину подушки фундамента №2 принимаем 2м.

Фундамент №3 рассмотрен выше в р.3.3

Площадь подошвы фундаментов №4, 5

,

Ширину подушки фундаментов №4,5 принимаем 1,2м.

Площадь подошвы фундамента №6

,

Ширину подушки фундамента №6 принимаем 1,2м.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте выполнен расчет ленточного фундамента под наружную стену бесподвального жилого здания. Рассмотрены два варианта ленточного фундамента: фундамент мелкого заложения (сборный из фундаментных блоков и плит) и свайный фундамент.

Основные размеры и конструкция фундамента назначены в зависимости от геологических условий строительной площадки, сжимаемости слагающих ее грунтов, а также от давлений, которые грунты могут воспринять.

На основе технико-экономического сравнения фундамент мелкого заложения выгоднее свайного.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»;
2. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»;
3. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»;
4. ГОСТ 25100-82 «Грунты. Классификация»;
5. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»;
6. ГОСТ 13580-68 серия 1.112-1 вып.1 «Плиты железобетонные для ленточных фундаментов»;
7. ГОСТ 13579-78 «Блоки бетонные для стен подвалов и фундаментов»;
8. ГОСТ 21.1101-97 СПДС «Основные требования к проектной и рабочей документации»;
9. СниП 2.01.07– 85. «Нагрузки и воздействия»;
10. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты». – М.:МТИ «ВТУ», 2013. – 84с.;
11. Антонов В.М., Леденев В.В., Скрылев В.И. Проектирование зданий в особых условиях строительстваи эксплуатации. Учебное пособие. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002. – 240с.;
12. Бреннеке Л. Устройство оснований и фундаментов Издание-типография Исидора Гольдберга, Спб. Екатерин. кан. 94, 1901 г. - 540 с.
13. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1990. – 334с.;
14. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Стройиздат, 1988. – 416с.;
15. Гольдштейн М.Н., Кушнер С. Г., Шевченко М. И.  
    Расчеты осадок и прочности оснований зданий и сооружений.  
    Киев, «Будiвельник», 1977, 208 с.;
16. Пьянков С.А. Свайные фундаменты: Учебное пособие.-Ульяновск: УлГТУ, 2007. – 107с.;
17. Костерин Э.В. Основания и фундаменты М.: Высшая школа, 1990. - 431 с.;
18. Кальницкий А.А., Пешковский Л.М. 
    Расчет и конструирование железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений. 
    Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1975. – 256с.;
19. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Под ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985. – 480с.;
20. Цытович Н.А., Березанцев В.Г., Далматов М.Ю. Основания и фундаменты. Краткий курс М.: Высшая школа,1970. – 384 с.;

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А Схема сооружения

Примечание: Здание без подвала