2.4 Описание расчета по определению напряженного состояния

В результате поверочного расчета на основные сочетания нагрузок была произведена выборка наиболее нагруженных элементов колонн, главных и вспомогательных балок.

Выбор наиболее нагруженного элемента системы производился на основании анализа картин цветовой индикации эпюр усилий M, Q и N и полей напряжения.

Для определения напряженного состояния элементов использовались основные сочетания, включающие постоянные нагрузки, длительные нагрузки и кратковременные нагрузки со следующими коэффициентами:

- для определения напряженного состояния элементов колонн и балок – все возможные комбинации.

В результате расчета на основные сочетания нагрузок, выбранные для определения напряженного состояния элементов монолитных стен и перекрытия были получены картины распределения усилий, представленные на рисунках 2.5-2.8.

3. Основания и фундаменты

Проектируемый объект – жилой дом. Размеры здания в плане 43700х12600 мм. Здание запроектировано без подвала.

Здание бескаркасное с несущими монолитными стенами толщиной 200 мм.

Фундаменты: ленточные.

Таблица 3.1

Предельно допустимые деформации

Здание	Относительная разность осадок, (ΔS/L)	Крен	Максимальная осадка Smax, см
Производственное здание с полным каркасом (железобетонным)	0, 002	-----	8

3.1 Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки.

Для определения инженерно-геологических условий строительной площадки были пробурены 3 скважины глубиной до 15,0 м. Рпи бурении выявлены следующие грунты:

1. Чернозем мощностью 2,2 м;

2. Суглинок с черноземом мощностью 2,0 м;

3. Суглинок светло-желтый мощностью 3,0 м;

4. Песок светло-серый мощностью 2,0 м;

5. Суглинок темно-бурый с известковыми включениями мощностью 4,0 м.

Плотность скелета грунта - плотность сухого грунта rd, г/см³, определяемая по формуле

,

где r - плотность грунта, г/см³;

W - влажность грунта, д. е.

Коэффициент водонасыщения S_r, д.е. - степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле

,

где W - природная влажность грунта, д.е.;

е - коэффициент пористости;

r_s - плотность частиц грунта, г/см³;

r_w - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Коэффициент пористости е определяется по формуле

,

где rs - плотность частиц грунта, г/см³;

rd - плотность сухого грунта, г/см³.

Число пластичности I_p - разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания W_p, W_L и W_p определяют по ГОСТ 5180:

,

где - число пластичности грунта, и - влажность грунта на границе текучести и на границе раскатывания, %.

Показатель текучести I_L - отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания W_p, к числу пластичности I_p.

,

где - показатель консистенции, W – природная влажность грунта, % ; - влажность на границе текучести, %; - влажность на границе раскатывания, %.

В соответствии с табл. Б.11 ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» по числу пластичности грунты подразделяются:

Разновидность глинистых грунтов	Чисто пластичности
Супесь	1-7
Суглинок	7-17
Глина	> 17

В соответствии с табл. Б.14 ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» по показателю текучести глинистые грунты подразделяются:

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести IL
Супесь:
- твердая	< 0
- пластичная	0-1
-текучая	> 1
Суглинки и глины:
- твердые	< 0
- полутвердые	0-0,25
- тугопластичные	0,25-0,50
- мягкопластичные	0,50-0,75
- текучепластичные	0,75-1,00
- текучие	> 1,00

В соответствии с табл. Б.17 ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» по показателю коэффициенту водонасыщения Sr грунты подразделяются:

Разновидность грунтов	Коэффициент водонасыщения Sr, д.е.
Малой степени водонасыщения	0-0,50
Средней степени водонасыщения	0,50-0,80
Насыщенные водой	0,80-1,00

В соответствии с табл. Б.18 ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» по показателю коэффициенту пористости е песчаные грунты подразделяются:

Разновидность песков	Коэффициент пористости е
	Пески гравелистые, крупные и средней крупности	Пески мелкие	Пески пылеватые
Плотный	< 0,55	< 0,60	< 0,60
Средней плотности	0,55-0,70	0,60-0,75	0,60-0,80
Рыхлый	> 0,70	> 0,75	> 0,80

В соответствии с табл. Б.22 ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» по относительному содержанию органических веществ глинистые грунты и пески подразделяются:

Разновидность грунтов	Относительное содержание органического вещества Ir, д.е.
	глинистые грунты	пески
Сильнозаторфованный	0,50-0,40	-
Среднезаторфованный	0,40-0,25	-
Слабозаторфованный	0,25-0,10	-
С примесью органических веществ	0,10-0,05	0,10-0,03

В соответствии с табл. Б.6 ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» по степени водопроницаемости грунты подразделяются:

Разновидность грунтов	Коэффициент фильтрации Кф, м/сут
Неводопроницаемый	<0,005
Слабоводопроницаемый	0,005—0,30
Водопроницаемый	0,30—3
Сильноводопроницаемый	330
Очень сильноводопроницаемый	>30

Суглинок светло-желтый (3-ий слой):

- число пластичности: Ip=0,29-0,18=0,11 – суглинок;

- показатель текучести: I_L=(0,25-0,18)/0,11=0,64 – мягкопластичный;

- по плотности скелета грунта = 18,2/(1+0,25)=14,56 кН/м3 – очень плотный;

- по степени водопроницаемости: к_ф=0,004 – неводопроницаемый;

- коэффициент пористости =(26,5-14,56)/14,56=0,82 – для определения механических характеристик по таблицам СП 22.13330.2011.

Полное наименование грунта – суглинок светло-желтый мягкопластичный очень плотный неводопроницаемый.

Механические характеристики определены по табл. Б2, Б3, В3 СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83»:

- угол внутреннего трения: φ =16⁰ (табл. Б2);

- удельное сцепление: с=16кПа (табл. Б2);

- модуль деформации: Е=8 Мпа (табл. Б3);

- расчетное сопротивление: R₀=182 кПа (табл. В3).

Песок светло-серый (4-ый слой):

- по плотности скелета грунта = 20,0/(1+0,27)=15.75 кН/м3 – очень плотный;

- по степени водопроницаемости: к_ф=0,12 – сильноводопроницаемый;

- коэффициент пористости =(27,5-15,75)/15,75=0,75 – для определения механических характеристик по таблицам СП 22.13330.2011.

Полное наименование грунта – песок светло-серый очень плотный сильноводопроницаемый рыхлый.

Механические характеристики определены по табл. Б1СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83»:

- угол внутреннего трения: φ =28⁰ (табл. Б1);

- удельное сцепление: с= - кПа (табл. Б1);

- модуль деформации: Е=18 Мпа (табл. Б1);

Грунтовые воды обнаружены в четвертом слое грунта, в песке светлло-сером. Отметка грунтовых вод – 137,7 м.