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_d1=17,9/(1+0,19) = 15.04 кН/м³;

γ_d2 = 17,1/(1+0,18) = 14.49 кН/м³;

γ_d3 = 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,} где выполняется 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_{zр 0} = Р - σ_{zg 0}, кПа

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

6. Определяем осадку по методу послойного суммирования:

S= β ∑ (σ_{zр i} × h_i) / Е _i ,

где β=0,8

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

7.1 На схеме строим суммарную эпюру напряжений: σ_z= σ_zр+ 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} ,

где ε_{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_сr•R•A+ u∑ γ_сf •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