Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механика грунтов, основания и фундаменты. Методическая разработка.pdf
№
L B H
4. Конструктивные решения насосной станции
Экспликация строительных конструкций [7,8,9.]
Геометрические
Эскиз
размеры, м.
Таблица 5.
2
2
1
2
Де таль
2.6 2.6
6.0
Норматиная
нагрузка, кг/м
5000 1.1
Коэф. надёжн
по нагрузке
Расчётная
нагрузка, кг/м
Фундамент
5.95
0.3
0.16
0.3
1065
0
1.1
1405
8
Фундамент ная балка
3
4
1775
0
10.8 0.22 0.11
1.05
3354
7,5
Колонны
17.9 1.5
2160
0
1.05
1587
,6
Фер мы
11
5
6.0
Утеплитель керамзито
(ρ=800кг/м
)
Слой
δ=10м
3.0 0.3 7930 1.1
3140
2,8
Плиты покрытия
6
7
8
5.9 0.65 1.2
1036
0
1.1
9116
,8
Подкрановые балки
3.0 0.3 2.5 7396 1.1
6508
48
Стеновые панели
3
640 1,3 832
бетон-80мм
9
10
4 слоя рубероида
на мастике
200 1,3 260
300 1,3 390
гравия
12
11
3.0 2.0 1.8 148 1,3 1924
Насос
12
1228
1
Итого
128 1,4 180
Снего ваяя
38 1,4 53,2
Ветровая
7439
66,7
5. Определение нагрузок на фундамент [3]
При сборе нагрузок на фундамент следует иметь ввиду, что в соответ-
ствии с положениями [1.,3]:
1. расчет фундаментов и оснований зданий производится, как правило,
на основании сочетания нагрузок, состоящих из постоянных и временных;
2. различаю
т нормативные и расчетные нагрузки:
- нормативные - наибольшие нагрузки, не нарушающие нормальных
эксплуатацион ных условий;
- расчетные - нагрузки, определяемые как произведение нормативных
нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузок, которые
отражают возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону и
случайные отступления от условий нормальной эксплуатации; В состав
постоянных нагрузок включается собственный вес конструктивнопланировочного решения здания (рис. 3,4 и табл. 5), с учётом
коэффициентов надежности (табл. 6).
13
Коэффициенты надежности по нагрузке [3.]
Таблица 6.
Конструкции сооружений и вид грунтов
Конструкции:
металлические 1.05
бетонные (с плотностью свыше 1600 кг-
3
м
), железо бетонные, каменные,
армокаменные, деревянные
бетонные (с плотностью менее 1600 кг-
3
м
), изоляци онные, выравнивающие и
отделочные слои (плиты, материалы в
рулонах, засылки, стяжки и т.п.),
выполняемые:
в заводских условиях
на строительной площадке
Грунты:
в природном залегании 1.1
надежности по нагрузке gf
Коэффициент
1.1
1.2
1.3
насыпные 1.15
Второй тип нагрузки - временная [3.,прил.3,4]. Атырауская область
находится в III ветровом районе:
Средняя скорость ветра зимой - 6 м/с;
Нормативное давление ветра - 73 кг/м2.
Нормативная снеговая нагрузка - 126 кг/м2.
Расчетная снеговая нагрузка - 180 кг/м2.
Пример ведения расчета по нагрузке на колонну:
Если известна масса данного элемента, то нагрузка данного элемента на
фундамент равна:
×
=
0
, (1)
где − коэффициент надежности по нагрузке; − масса конструктивного
элемента; − площадь подошвы фундамента.
ощадь подошвы фундамента зависит от их расположения по зданию:
Пл
Если рассчитывается нагрузки по конечным углам здания, то площадь
фундамента равна площади заштрихованного участка, как на рис. 5:
Если расчеты ведутся по крайним фундаментам, то площадь фундамента
равна площади заштрихованного участка, как на рис. 6:
14
Если расчеты ведутся по центральным или фундаментам, которые
расположены под фахверковыми колоннами, то площадь фундамента равна
площади заштрихованного участка, как на рис. 7:
Рисунок 5 Рисунок 6 Рисунок 7
Если известна лишь объемный вес конструктивного элемента, расчет
ведётся:
где
N0 =
××××
коэффициент надежности по нагрузке; масса конструктивного
, (2)
элемента; площадь подошвы фундамента; , , соответственно
длина, ширина и высота конструктивного элемента промышленного здания.
6. Опр
еделение глубины заложения подошвы
При определении глубины заложения фундаментов необходимо
учитывать следующие обстоятельства [1.,п.2.25]:
- глубину сезонного промерзания грунтов (
- инженерно-геологические условия строительной площадки (
);
);
-влияние конструктивных особенностей здания или сооружения
(наличие подвала, туннеля, подземных коммуникаций, фундаментов под
оборудование и фундаментов существующих зданий в местах примыкания
к ним). Например: подошву фундамента заглубляют на 20-40см. ниже пола
каналов и туннелей, если они непосредственно примыкают к фундаментам;
в месте ввода в здание трубопроводов фундамент заглубляется несколько
ниже отметки нижней точки ввода.
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта
м, при
отсутствии данных многолетних наблюдении следует определять на основе
теплотех нических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не
превышает 2.5м, её нормативное значение допускается определять по
формуле
где
=
- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных
×
, (3)
значений сред немесячных отрицательных температур за зиму в данном
15
районе.
,
fnhf
dkd =
- величина, принимае мая равной, м, для: суглинков и глин -
0,23; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28; песков гравелистых,
крупных и средней крупности - 0,30; крупнообломочных грунтов - 0,34.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d
, определяется по
f
формуле:
(4)
где
[1];
- нормативная глубина промерзания, определяемая по пп. 2.26 и 2.27
- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима
сооружения по таблице 7
Коэффициент, учитывающий тепловой режим сооружения
Особенности
сооружения
Без подвала с полами,
устраиваемыми:
по грунту
аблица 7
Т
Коэффициент kh при расчетной среднесуточной
температуре воздуха в помещении,
примыкающем к наружным фундаментам, ОС
0 5 10 15
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
20 и
более
на лагах по грунту 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6
по утепленному цокольному
перекрытию
С подвалом или техническим
подпольем
1,0 1,0 0,9 0,8 0,7
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4
Глубину заложения наружных и внутренних фундаментов отапливаемых
сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями и не
отапливаемых [1.(п.2.30,2.31)]; следует принимать по табл. 8, считая от
пола до подвала или технического подполья.
16
Таблица 8.
Глубину заложения отапливаемых и не отапливаемых сооружений
Грунты
под подошвой фундамента
Скальные, крупнообломочные с
песчаным заполнителем, пески
гравелистые, круп ные и средней
крупности
Пески мелкие и пылеватые Не менее df Не зависит от df
Супеси с показателем текучести IL 0 Не менее df Не зависит от df
Супеси с показателем текучести IL 0 Не менее df df
Cуглинки, глины, а также крупнообломоч
ные грунты с пылевато - глинистым
заполнителем при показателе текучести
грунта IL 0,25
Глубина заложения фундаментов в
зависимости от глубины расположения
уровня подземных вод dw, м, при:
dw df + 2 dw df + 2
Не зависит
от df
Не менее df
Не зависит
от df
Не менее
Cуглинки, глины, а также крупнообломоч
ные грунты с пылевато - глинистым
запол нителем при показателе текучести
грунта IL 0,25
Не менее df Не менее 0,5 df
Пример определения глубины заложения фундаментов:
Средняя месячная и годовая температура воздуха в Атырауской области
определяется в соответствии с [2] и представлена в таблице 9.
Та
блица 9.
Среднемесячная и годовая температура воздуха
I
-9,6
II
-8,7
III
-1,5
IV
9,6
V
18,2
VI
23,4
VII
25,7
VIII
23,7
IX
16,8
X
8,2
XI
0,4
XII
-5,6
Область
Атырауская
Год
8,4
17
По данным таблицы 7 определяют безразмерный коэффициент
:
|=|
|
Д
алее находим нормативную глубину сезонного промерзания
9,6 8,7 1,5 5,6|= 25,4
= 0,23 ×
25,4 = 1,16 м
:
Находим расчетную глубину сезонного промерзания. Коэффициент k
согласно таблице 3 равен 0,7.
= ×
= 0.7 × 1.16 = 0.812 м
В соответствии с [1] глубина заложения фундаментов в зависимости от
глубины расположения уровня подземных вод
уравнению
+ 2 . В результате, (2м ≤ 0.812+2=2.812м.), минимальная
, м, должна соответствовать
глуби на заложения подошвы фундамента - 0.812м.
7. Опр
еделение предварительных размеров фундамента
Цель определения размеров подошвы фундамента – обеспечение такой
площади опирания подошвы, чтобы передаваемое на грунт давление не
превышало расчётного сопротивления т. е, прочности грунта.
Обычно вертикальная нагрузка на фундамент N
задается на уровне его
0
обреза, который чаще всего практически совпадает с отметкой планировки.
Тогда суммарное давление на основание на уровне подошвы фундамента будет:
h
p =
где - ср
еднее значение удельного веса фундамента и грунта на его
обрезах, принимаемое обычно равным 20 кН/м
+ × d, (5)
3
; d и А - глубина заложения
и площадь подошвы фундамента.
Если принять p = R, получим следующую формулу для определения
необходимой площади подошвы фундамента:
=
×
, (6)
Задавшись соотношением сторон подошвы фундамента η = l / b,
получим:
=
(×)
18
, (7)
Зная, что соотношение =
= 1, находим ширину фундамента:
=
(×)
(8)
8. Определение расчетного сопротивления грунта
Расчетное сопротивление грунта определяется по [1. п.2.41]:
×
=
где коэффициенты условий работы, принимаемый по табл. 3 [1];
коэффициент, принимаемый равным: = 1, если прочностные характеристики грунта
определены непосредственными испытаниями, и = 1.1, если они приняты по табл. 1-3
рекомендуемого прил. 1 [1]; , , коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [1];
× [× × × + ××
+ × × + ×
(9)
]
kz - коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - k
(здесь
значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии
подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м
z
=8 м); b - ширина подошвы фундамента, м; осредненное расчетное
0
то же, залегающих выше подошвы; расчетное значение
=1, при
z
b ³
10 м - kz=z
0
3
(тс/м
/b+0,2
3
);
удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под
подошвой фундамента, кПа (тс/м2); d1 - глубина заложения фундаментов
бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная
глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала,
определяемая по формуле:
(10)
где hs
= + × /
- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со
стороны подвала, м; hcf - толщина конструкции пола подвала, м; gcf -
расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала,
кН/м3 (тс/м3); db - глубина подвала - расстояние от уровня
планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом
шириной B 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при
ширине подвала B > 20 м - db = 0).
Примечания: 1. Формулу (9) допускается применять при любой форме
фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или
правильного многоугольника площадью А, принимается =
.
Данные к определению расчетного сопротивления грунта:
19
= 1.2;
Ρ
соор
N
Ρ
ф
G
Ρ
гр
G
= 1.0 [1. , табл. 3]
= 1
алее по формуле (9) определяем расчетное сопротивление грунта
Д
Сравнивают
значением
.1 так как φ
и С
n
= 0,47 при угле внутреннего трения φn = 190 [1. , табл. 4];
= 2,89 при угле внутреннего трения φ
= 5,48 при угле внутреннего трения φ
= 1; = 2,6 ; = 25 ;
= 0,812 ;
, полученное по формуле 7.[1.,п.2.41], с табличным
, и если расхождение между значениями составит не более 20
определены опытным путём φ
n
n
n
= 25 ; = 39 ;
= 0;
= 190;
n
= 190 [1. , табл. 4];
= 190 [1. , табл. 4];
:
% то не требуется повторное определения подошвы фундамента. В случае
расхождения более 20%, в формуле (6) данной методики, для дальнейших
расчётов принимается значение R
найденное по формуле 7 [1.,п.2.41].
9. Опр
еделение среднего напряжения от веса сооружения
Определение среднего напряжения от веса сооружения ведется по
едующей формуле:
сл
.
.
(Разница до 7%) (11)
етодика расчета
.
:
где
- сумма нагрузок на колону (на уровне обреза фундамента);
масса фундамента;
.
.
=
-масса грунта на уступах фундамента;
М
Для определения массы фундамента, необходимо знать плотность
бетона (
= 2500 кг/м
б
) и размеры фундамента ( = = 2.6 м и =
0.89 м. )
-
=
= б× × × + б× × × () 12)
.
20