Проектирование строительства завода цинкования мелкоразмерных конструкций (стр. 18 из 36)
где Rbn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;
Окончательно принимаем 2 болта Æ 20 мм, с Аbn=2,45 см2.
Расчёт анкерных болтов колонны К2.
М=17,46кН×м; N=193,74 кН.
С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.
N/=193,74 . 0,8=154,99кН;
Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:
Требуемая площадь сечения болта нетто
где Rbn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;
Окончательно принимаем 2 болта Æ 30 мм, с Аbn=5,60 см2.
Расчёт анкерных болтов колонны К3.
М=10,88кН×м; N=45,9 кН.
С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.
N/=45,9.0,8=36,72кН;
Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:
Требуемая площадь сечения болта нетто
где Rbn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;
Окончательно принимаем 2 болта Æ 16 мм, с Аbn=1,57 см2.
Оголовок колонн примем t=16мм. Размеры для колонн К1 и К2 450х450мм; для колонны К3 -350х350мм.
8.5Основания и фундаменты
8.5.1 Оценка инженерно-геологических условий
Плотность грунта
(p. γ /10)
p1 = 1.8 т/м3
p2 = 1.86 т/м3
p3 = 1.97 т/м3
Плотность частиц грунта
( ps= γs/10)
ps1 =2.62 т/м3
ps2 =2.64 т/м3
ps3 =2.72т/м3
Коэффициент пористости
e = ps( 1+ W) / p – 1.0
e 1= ps( 1+ W) / p – 1.0 = 2.62( 1+ 0.074) / 1.8 – 1.0 = 0.56
e 2= ps( 1+ W) / p – 1.0 = 2.64( 1+ 0.262) / 1.86 – 1.0 = 0.79
e3= ps( 1+ W) / p – 1.0 = 2.72( 1 + 0.802) / 1.97 – 1.0 = 1.49
Коэффициент водонасыщения
Sr = Wps /epw
Sr2 = Wps /epw = 0.262 * 2.64 / 0.79 * 1.0 = 0.88
Число пластичности для глинистых грунтов
Jp = We - Wp
Jp1 = We - Wp = 0.26 – 0.16 = 0.1
Jp3= We - Wp = 0.42 – 0.23 = 0.19
Показатель консистенции для глинистых грунтов
JL= W – Wp / We- Wp
JL1 = W – Wp / We- Wp = 0.074 – 0.16 / 0.1 = -0.86
JL 3= W – Wp / We- Wp = 0.803 – 0.23 / 0.19 = 3.02
Литологическое описание грунта.
1 слой - супесь твёрдой консистенции
2 слой - песок крупный, рыхлый, насыщенный водой (если понадобится в расчётах, применяем цементизацию и доводим до средней плотности )
3 слой - глина тягучей консистенции
4 слой – скальный грунт-гранит
8.5.2 Проектирование фундамента под колонну К
Рис. 8.20. Схема к определению несущей способности сваи под колонну К1.
1. Исходные данные.
Наиболее невыгодное сочетание нагрузок на уровне обреза фундамента
N=335,75кН, М= 58,10кН*м, Q=18кН.
2. Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта и конструкции сваи.
Глубину заложения ростверка принимаем из конструктивных соображений dr=1,5м, высота ростверка 1,3м и расположение обреза ростверка ниже поверхности грунта на 0,2м. Принятая глубина заложения ростверка больше расчетной глубине промерзания грунта df=1,4м.
Наиболее благоприятным грунтом для использования в качестве несущего слоя является супесь, но мощности слоя не достаточно. Используем в качестве несущего слоя песок. Принимаем глубину заделки сваи в ростверк Dz=0.05м, в несущий слой грунта hz=2,95м. Требуемую длину сваи определяем по формуле 9,4/
Учитывая возможность погружения свай забивкой и не значительные нагрузки на фундамент, принимаем сваи сечением 30х30см. марка сваи С5-30, бетон кл. В15, рабочая арматура - 4Æ12, кл. A-I.
3. Определение несущей способности и силы сопротивления сваи по материалу и по грунту. Силу расчетного сопротивления сваи по материалу определяем по формуле 9,5 [9], учитывая, что γс=1 (при d³0,2м); φ=1 (для низкого ростверка); γсd=1 (для забивных свай); Rb=8500кПа (для бетона В15); Ab=0,3х0,3=0,09м2; Rsc=225000кПа (для арматуры A-I);
As= 4πr2 = 4*3,14*0,0062 = =0,452х10-
3м2,
По характеру работы свая относится к висячей, так как опирается на сжимаемый грунт ( модуль деформации несущего слоя грунта Е=30МПа<50МПа). Поэтому несущую способность сваи по грунту определяем по формуле 9,10 [9] при γс=1; R=6600кПа (принято по таблице 9,3 с учетом интерполяции) [9]; A=0,3х0,3=0,09м2; u=4*0,3=1,2м; Σ γсffihi=254,05кПа (см. таблицу на рис.8.20.); fi-расчетное сопротивление i-го слоя грунта, кПа, принимаемое по табл. 9,4[9]; hi-толщина i-го слоя грунта, м; γсR=1, γсf=1 при забивке свай молотом (см. таблицу 9,5) [9].
Силу расчетного сопротивления сваи по грунту находим по формуле 9,1для коэффициента надежности γk=1,4
В дальнейших расчетах используем меньшее значение силы расчетного сопротивления сваи FR=RRs=642,04кН
4. Определение приближенного веса ростверка и числа свай.
По формулам 9,23[9] и 9,24[9] определяем соответственно среднее давление под подошвой ростверка pg, площадь подошвы ростверка Ag и приближенный вес ростверка с грунтом на уступах Ng, учитывая, что здание без подвала, среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах γm = 20кН/м3,
Число свай определяем по формуле 9,25[9]
где
==1,5 - коэффициент учитывающий действие момента;Принимаем число свай 1шт.
5. Конструирование ростверка.
Габаритные размеры ростверка (подколонника) в плане равны 0,6х0,6м, по высоте – 1,3м.
Вес ростверка Ng и грунта Ngg на его уступах определяем по формулам 9,27[9] и 9,28[9], учитывая , что γf=1,1-коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса материала;
;γb=24 кН/м3 – удельный вес железобетона;
;γ1=16 кН/м3 – удельный вес насыпного грунта, расположенного выше ростверка,
Армирование ростверка конструктивное, сеткой с ячейками 200х200 Æ12, кл. A-I.
6. Проверка усилий передаваемых на сваи.
При действии момента, наиболее нагруженными оказываются сваи, максимально удаленные от центра тяжести свайного поля (в рассматриваемом случае yi=0). Вычисляем суммарную расчетную нагрузку на сваю в уровне подошвы ростверка и момент в уровне подошвы ростверка.
Расчетное усилие, передаваемое на сваю, определяем по формуле 9,29
Свая сжата, расчетное усилие на сваю не превышает силы расчетного сопротивления сваи.
7. Расчет осадок фундамента.
Проверку давления на грунт выполняем от условного фундамента ABCD (см. рис. 8.21.). определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения φIImt и размеры подошвы условного фундамента bc и lc соответственно по формулам 9,39[9] и 9,40[9], учитывая, что для отдельных слоев грунта толщиной hi, м, расчетные значения угла внутреннего трения φIIi, град (см. рис. 8.21.) и расстояния между наружными гранями крайних рядов свай b0=0,3м, l0=0,3м
Вес условного фундамента Nc и давление на грунт по его подошве pII вычисляемпо формулам 9,41[9] и 9,42[9], используя значения удельного веса γIIi отдельных слоев грунта толщиной hi, в пределах глубины заложения условного фундамента dc(см. рис.8.21.) и нагрузку на фундамент II группы предельных состояний NII=NI/γf=349,38/1,2=291,15кН (где γf=1,2 – среднее значение коэффициента надежности по нагрузке),
асчетное сопротивление грунта R, расположенного ниже условного фундамента, определяем по формуле 4,8[9], принимая d=dc и b=bc и учитывая, что γс1=1,25 (табл. 4,6 [9]); γс2=1,0 (табл. 4,6 [9]);k=1; kz=1;My=1,81, Mq=8,24, Mc=9,97(для φII=36° несущего слоя табл. 4,7 [9]);bc=0,96м; γII=18,6кН/м3-удельный вес грунта, расположенного под подошвой условного фундамента; dc=6,45м;
средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины заложения условного фундамента dc; сII=2 кПа – параметр сцепления несущего слоя грунта,