Контрольная работа: Расчет фундамента здания

Министерство образования и науки Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра оснований и фундаментов

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Выполнил:

ст. гр. ПГС-52с

Горбан А.С.

Проверил:

Ересько Е.Г.

Одесса 2010

Вариант №4

Определение типа грунтовых условий по просадочности:

γ_di = γ_di / 1+w_i , кН/м³

γ_{d 1} =17,9/(1+0,19) = 15.04 кН/м³ ;

γ_{d 2} = 17,1/(1+0,18) = 14.49 кН/м³ ;

γ_{d 3} = 17,9/(1+0,17) = 15.3 кН/м³ ;

n = 1-γ_d / γ_s

n₁ = 1- 15,04/26,9 = 0,44;

n₂ = 1- 14,49/26,9 = 0,46;

n₃ = 1- 15,3/26,7 = 0,427;

1. Определение удельного веса грунтов в водонасыщенном состоянии:

γ_{sat i} = γ_di + S_r × n × γ_w , кН/м³

где γ_w =10 кН/м³ ;

S_r = 0,8 – для суглинок;

S_r = 0,85 – для супеси;

γ_{sat 1} =15,04+0,8×0,44×10=18,56 кН/м³ ;

γ_{sat 2} =14,49+0,85×0,46×10=18,4 кН/м³ ;

γ_{sat 3} =15,3+0,8×0,427×10=18,716 кН/м³ ;

2. Определяем ординаты эпюры напряжений от собственного веса грунта на отметке подошвы каждого слоя:

σ_{zg i} = ∑ γ_{sat i} × h _i , кПа

σ_{zg i} =18,56×3,2=59,392 кПа;

σ_{zg i} =59,392+18,4×4,2=136,672 кПа;

σ_{zg i} =136,672+18,716×4,3=217,151 кПа;

3. Строим эпюру напряжений σ_zg

4. На схеме строим эпюры начального просадочного давления P_sl

Грунт считается просадочным от собственного веса в пределах участка толщиной h_{sl i ,} гдевыполняется условие: P_sl < σ_zg

5. В пределах каждого просадочного слоя h_{sl i} определяется среднее напряжение σ_{z sl i} :

σ_{z sl 2} =(80+136.672)/2=98.03 кПа;

σ_{z sl 3} =(136.672+217.151)/2=176.91 кПа;

6. Строим графики зависимости ε_sl = f (σ_zg )

По графику определяем значение ε_{sl i} ,соответствующее σ_{z sl i}

7. Определяем просадку грунта от собственного веса:

S _{sl i g} =∑ ε_{sl i} × h_{sl i} ;

S _{sl 2 g} = 0.0136× 3.08=0.042м;

S _{sl 3 g} = 0.0249× 4.3=0.107м; S _{sl g} = 0.149м

Вывод: так как S_{sl g} = 14.9см > 5см, следовательно заданные грунты относятся к II типу по просадочности.

№2

Расчет фундаментов на просадочных грунтах.

b×l=1,8×2,7м; d=1,8м; N=780kN;

1.Определение напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:

σ_{zg 0} = γ × d, кПа

σ_{zg 0} =17,9×1,8=32,22 кПа

2. Определение среднего давления под подошвой фундамента:

Р = (N/b×l) + d× γ , кПа

Р =(780/1,8×2,7)+1,8×20=196,5 кПа

3. Определение допустимых напряжений от внешнего давления на отметке подошвы фундамента:

σ_{z р 0} = Р - σ_{zg 0} , кПа

σ_{z р 0} =196,5-32,22=164,28 кПа

4.Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои, толщиной h_i = 0,4× b

h_i =0,4×1,8=0,72м

5. Допустимые напряжения на границе элементарных слоев определяются по формуле:

σ_{z р} = α×σ_{z р 0} , где α (η,ξ) по табл.

6. Определяем осадку по методу послойного суммирования:

S= β ∑ (σ_{z р i} × h_i ) / Е _i ,

гдеβ=0,8

7.Определяем осадку фундамента: S_ф =∑S_i =7.63см

7.1 На схеме строим суммарную эпюру напряжений: σ_z = σ_{z р} + σ_zg

7.2 На схеме строим эпюру начального просадочного давления P_{sl i}

7.3 Определяем среднее напряжение σ_{z sl i} в каждом проседающем слое:

σ_{z sl 1} =(192.68+142.45)/2=167.57 кПа;

σ_{z sl 2} =(142.45+148.35)/2=145.4 кПа;

σ_{z sl 3} =(148.35+217.0)/2=182.68 кПа;

8. Определяем просадку фундамента:

9. S_{sl i р} =∑ h_{sl i} ×ε_{sl i} ×к _{sl i} ,

гдеε_{sl i} f (σ_{z sl i} );

ε_{sl 1} =0.02358; ε_{sl 2} =0.02313; ε_{sl 3} =0.02529;

к _{sl i} =0,5+1,5(P- P_{sl i} ) / P₀ ; P₀ =100 кПа;

к_{sl 1} =0,5+1,5(196.5- 120) / 100=1.648;

к_{sl 2} =0,5+1,5(196.5- 80) / 100=2.248;

к_{sl 3} =0,5+1,5(196.5-70) / 100=2.398;

S_{sl 1 р} =1.4×0.02358×1.648=0.054 м;

S_{sl 2 р} =4.2×0.02313×2.248=0.218 м; S_{sl р} =0.533 м;

S_{sl 3 р} =4.3×0.02529×2.398=0.261 м;

10. Определяем суммарную деформацию основания:

S= S_ф +S_{sl р} ;

S= 7.63+53.3=60.93см> S_{max, u} =8см;

Вывод: устройство данного вида фундамента при заданных геологических условиях невозможно.

№3

Расчет свайных фундаментов из забивных призматических свай на грунтах II типа по просадочности

1.Определение показателя текучести просадочных грунтов при полном водонасыщении:

I_L =/W _L - W _P ; где е = (1+W )-1;

е₁ = (1+0.19)-1=0.788;

е₂ = (1+0.18)-1=0.856;

е₃ = (1+0.17)-1=0.745;

I_{L 1} =/0.26-0.18=0.925;

I_{L 2} =/0.24- 0.18=1.766;

I_{L 3} =/0.28- 0.19=0.9;

В качестве несущего слоя принимаем глину с I_L =0;

2.Определяем длину свай:

L_св =0.5+1.4+4.2+4.3+1.6=12 м;

где 0.5м –длина оголовка сваи;

1.6м –величина заглубления сваи в несущий слой;

Принимаем сваи С12-35

3.Строим график изменения просадки от собственного веса грунта по глубине.

∑ 35,37

4.Определяем расчетную нагрузку на сваю в грунтовых условиях II типа по просадочности с учетом отрицательного трения по формуле:

N_св =(F_d / γ_к )- γ_с ·Р_n , кН

где

γ_с - коэффициент условия работы, зависящий от просадки грунта от собственного веса ; γ_с =0, если S_sl ≤ 5см;

свайный фундамент грунт просадка

γ_с =0,8 , если S_sl ≥ 2· S_u =16см;

h_sl

Р_n = u∑τ_i ·h_i – отрицательная сила трения;

i=1

τ_i = 0,7 σ_{zg , i} · tg φ_I + С_I – расчетное сопротивление грунта сдвигу, определяемое до глубины h_sl =6м; при глубине h_sl > 6м τ_i принимается постоянным и равным значению на глубине 6м.

φ_I , С_I – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, соответственно.

φ_I = φ/1,15 [град.] ; С_I = С/1,5 [кПа] ;

σ_{zg , i} – вертикальная нагрузка от собственного веса грунта в середине i -го условного слоя;

F_d = γ_с (γ_{с r} •R•A+ u∑ γ_{с f} •f_i • h_i ) , кН

F_d = 1• (1•11400 • 0,123+35,37) = 1437,57 кН

N_св = (1437,57/1) – 0,72·379,92 = 1164,03 кН