Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Апреля 2010 в 18:31, Не определен
1. Введение 3
1. Вычисление физико-механических характеристик грунтов 4
2. Заключение по данным геологического разреза площадки строительства и выбор возможных вариантов фундаментов 5
3. Сбор нагрузок, действующих на фундамент мелкого заложения 5
4. Расчет фундамента мелкого заложения по предельным состояниям 7
4.1. Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения по первой группе предельных состояний 7
4.2. Расчет фундамента мелкого заложения по второй группе предельных состояний (по деформациям) и проверка несущей способностиподстилающего слоя грунта 11
5. Расчет фундамента из забивных свай трения по предельным состояниям 14
5.1. Расчет и конструирование фундамента из забивных свай трения по первой группе предельных состояний 14
5.2. Расчет фундамента из забивных свай трения по второй группепредельных состояний (по деформациям) 17
Заключение 20
Литература 21
Рис.
2. Размеры фундамента мелкого заложения.
Назначаем три ступени hст,1 =1,3 м, hст,2 = hст,3 = 1,2 м. Ширину нижней ступени определяем по формуле: bст,1 = hст,1×tga = 1,3 м×tg27о = 0,66 м. С учетом кратности размеров ступени 100 мм примем bст, 1 = 0,7 м.
Ширину средней и верхней ступеней также определяем по формуле:
bст,1 = bст,2 = hст,2×tga = 1,2 м×tg27о = 0,61 м.
С учетом кратности размеров ступеней 100 мм примем bст,2 = bст,3 = 0,7 м.
Итак все ступени по ширине одинаковы: bст,1 = bст,2 = bст,3 = bст = 0,7 м. Высота ступеней различна: hст,1 =1,3 м, hст,2 = hст,3 = 1,2 м.
Тогда размеры фундамента будут следующие:
l3 = lоп + 2×bст = 12 м + 2×0,7 м = 13,4 м, b3 = bоп + 2×bст = 2,5 м + 2×0,7 м = 3,9 м; l2 = l3 + 2×bст = 13,4 м + 2×0,7 м = 14,8 м, b2 = b3 + 2×bст = 3,9 м + 2×0,7 м = 5,3 м; lп=l2+2×bст = 14,8 м+2×0,7 м = 16,2 м, bп=b2+2×bст = 5,3 м+2×0,7 м = 6,7 м.
Тогда
Аф = lп×bп = 16,2 м×6,7 м = 108,54 м2,
что больше требуемой по расчету (рис. 2).
Определяем объем фундамента по формуле:
Vф = bп×lп×hст,1 + (bп - 2×bст,1)×(lп - 2×bст,1)×hст,2 + (bп - 2×bст,1 - 2×bст,2)×(lп - 2×bст,1 - 2×bст,2)×hст,3 = 6,7 м×16,2 м×1,3 м + (6,7 м - 2×0,7 м)×(16,2 м - 2×0,7 м)×1,2 м + (6,7 м - 2×0,7 м - 2×0,7 м)×(16,2 м - 2×0,7 м - 2×0,7 м)×1,2 м = 297,942 м3.
Вес фундамента:
Nф,II = Vф×gб = 297,942 м3×24 кН/м3 = 7150,61 кН.
Nф,I = gf×Nф,II = 1,2×7150,61 кН = 8580,73 кН.
Определяем объем грунта, при этом ввиду малости последнего члена в расчете им пренебрегаем.
Vгр = bп ×lп×df - Vф = 6,7 м×16,2 м×4 м - 297,942 м3 = 136,218 м3.
Вес грунта:
Nгр,II = Vгр×g = 136,218 м3×17,248 кН/м3 = 2349,49 кН.
Nгр,I = gf×Nгр,II = 1,2×2349,49 кН = 2819,4 кН.
С учетом найденного фактического веса фундамента и грунта, лежащего на его уступах, определяем среднее давление по подошве фундамента P, кПа, по формуле:
P = (åNo,I + Nф,I + Nгр,I)/Aф £ R/gn
P = (åNo,I + Nф,I + Nгр,I)/Aф = (37103,28 кН + 8580,73 кН + 2819,4 кН)/(16,2 м×6,7 м) = 446,9 кПа
446,9 кПа
< 479,3 кПа - условие выполняется.
С учетом найденной глубины заложения фундамента, размеров его подошвы, веса фундамента и грунта, лежащего на его уступах, приведем изгибающие моменты, действующие вдоль и поперек моста относительно подошвы фундамента.
Изгибающий момент относительно плоскости подошвы фундамента мелкого заложения, действующий вдоль моста.
Mo,II = 6×(P1 - P2)×c1 + T1×(H + h1 + h2 + df) = 6×(1700 кН - 1550 кН)×0,5 м + 270 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 4,0) м = (450 + 5265) кН = 5715 кН×м.
Mo,I = gf×Mo,II = 1,2×5715 кН×м = 6858 кН×м.
Изгибающий момент относительно плоскости подошвы фундамента мелкого заложения, действующий поперек моста.
Mo,II = T2×(H + h1 + h2 + h3 + df) + T3×df = 230 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 3,2 + 4,0) м = 9021 кН×м; Mo,I = gf×Mo,II = 1,2×9021 кН×м = 10825,2 кН×м.
Остальные нагрузки не изменяются и собраны ранее.
Производим
расчет внецентренно-нагруженного фундамента
с учетом действия моментов, направленных
вдоль и поперек моста.
y | ||||||
bп =3,0 м | x | |||||
lп =4,0 м
Рис.
3. Размеры подошвы фундамента мелкого
заложения
Wx = bп2×lп/6 = 50,203 м3, Wy = bп×lп2/6 = 190,058 м3.
Согласно формуле
p = (åNo,I + Nф,I + Nгр,I)/Aф ± Mx/Wx ± My/Wy £ gc×R/gn,
где gc = 1,2; R = 700,22 кПа; gn =1,4; запишем:
p = (åNo,I + Nф,I + Nгр,I)/Aф ± Mx/Wx ± My/Wy = (37103,28 кН + 8580,73 кН + 2819,4 кН)/16,2 м×6,7 м ± 6858 кН×м/121,203 м3 ± 10825,2 кН×м/293,058 м3 = 446,9 кПа ± 56,58 кПа ± 36,94 кПа
pmax = 540,42 кПа, pmin = 353,38 кПа, pcр = 446,9 кПа.
pmax = 540,42 кПа < gc×R/gn = 1,2×671,07 кПа/1,4 = 575,20 кПа, pmin = 353,38 кПа>0, pcр = 446,9 кПа < 479,3 кПа, pmin/pmax = 0,6539 > 0,25 - условия выполняются.
Производим проверку фундамента мелкого заложения на сдвиг по подошве по формуле:
Qr £ (m/gn)×Qz,
а) в стадии эксплуатации:
Qr = gf×(T2 + T3) = 1,2×(950 кН + 230 кН) = 1416 кН, m = 0,9, gn = 1,1.
Qz = m×(åNo,I + Nф,I + Nгр,I) = 0,4×(37103,28 кН +
8580,73 кН + 2819,4 кН) = 19401,4 кН.
1416 кН < (0,9/1,1)× 19401,4 кН = 15873,8 кН - условие выполняется.
б) в стадии строительства
Qr = gf×T3 = 1,2×950 кН = 1140 кН, m = 0,9, gn = 1.
Qz = m×(Nоп,I + Nф,I + Nгр,I) = 0,4×(13703,3 кН +
8580,73 кН + 2819,4 кН) = 10041,4 кН.
1140 кН < 0,9×10041,4 кН = 9037,3 кН - условие выполняется.
Произведем расчет фундамента мелкого заложения на опрокидывание относительно оси x, так как относительно нее фундамент имеет меньший размер подошвы bп = 6,7 м. Расчет производим по формуле:
Mu £ (m/gn)×Mz, Mz = (åNo,I + Nф,I + Nгр,I)×bп/2 = 48503,41 кН×6,7 м/2 = 162486,4 кН×м; Mu = Mx = 6858 кН×м, m = 0,8, gn =1,1; 6858 кН×м < (0,8/1,1)×162486,4 кН×м = 118171,9 кН×м - условие выполняется.
Проверим положение равнодействующей активных сил.
- вдоль моста:
eo = Mx/N = 6858 кН×м/48503,41 кН = 0,1414 м,
r = Wx/A = 121,203 м3/(16,2 м×6,7 м) = 1,117 м,
eo/r =0,1414 м/1,117 м = 0,1266 < 1 - условие выполняется.
- поперек моста:
eo = My/N = 10825,2 кН×м/48503,41 кН = 0,2232 м,
r = Wy/A = 293,058 м3/(16,2 м×6,7 м) = 2,7 м,
eo/r =0,2232 м/2,7 м = 0,0827 < 1 - условие выполняется,
где N = åNo,I + Nф,I + Nгр,I.
Нижняя
граница сжимаемой толщи