Читайте также:
|
Исходные данные.
1. Размеры нижней плиты фундамента (длина подошвы l, ширина подошвы Ь).
2. Глубина заложения фундамента (dn) от поверхности природного рельефа.
3. Модуль деформации грунта (Е).
4. Удельный вес грунта (γ).
5. Нагрузка на подошву фундамента (N).
6. Безразмерный коэффициент (β) в соответствии со СНиП 2.02.01-83 β=0,8.
Таблица 1 - Исходные данные.
| Слой | Грунт | Удель-ный вес (γ) кн/м3 | Модуль дефор-мации (Е) МПа | Глубина от поверхности природного рельефа (di), м | Толщина слоя, (h), м |
| I | Растительный слой | 18.0 | - | 0.2 | 0.2 |
| II | Песок средней крупности | 19.1 | 2.9 | 2.7 | |
| III | Песок пылеватый | 19.2 | 4.8 | 1.9 | |
| IV | Супесь | 19.6 | 7.2 | 2.4 | |
| V | Глина | 9.6 | 10.0 | 2.8 |
Примечание: Фундамент ленточный l =12м., b =1.2м., dn =1.9м; нагрузка на фундамент N =4.98∙105кг. Толщина слоев грунта определяется как разность глубин смежных слоев от поверхности природного рельефа.
Согласно СНиП 2.02.01-83 приняты следующие единицы измерений и соотношения между ними:
-для линейной величины - м (см);
-для сил- кН (кгс), (1кН=100кгс);
-для напряжений, давлений, модулей деформации - кПа, МПа (кгс/см2), (1МПа=10 кгс/см2=1000кПа);
-для удельного веса - кН/м (кгс/см).
Построить расчетную схему фундамента основания.
По глубине заложения фундамента dn = 1.9м вычерчиваем схему фундамента в масштабе 1:100. При этом толщину фундаментной подушки выбираем произвольно. По глубине di вычерчиваем слои основания от поверхности природного рельефа.
Рисунок. 6- Расчетная схема основания и фундамента.
3. Определить среднее давление под подошвой фундамента по формуле:
.
4. Вычислить вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (dn =1.9м)
σяп,0 = γ ' ∙ dn
где γ ' - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента..
В нашем случае (таблица 1) грунт представлен растительным слоем и песком средней крупности. Поэтому находим осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента вычисляется по формуле:
.
В данной формуле hi - толщина растительного слоя (hi=0,2M), h'2 - толщина песка средней крупности, расположенного выше подошвы фундамента h'2 = d n - h1 =2,9-0,2м. Подставляя значения γ 'и dn в формулу, получим
σzg.,0 =19кН.м3 ∙2.7м=51 кПа
5. Определить дополнительное давление на основание
Po = P - σzg,o = 304 кПа - 51кПа = 253кПа
6. Вычислить ординаты эпюры нормального вертикального напряжения от
собственного веса грунта и вспомогательной эпюры (0,2 σzg):
σzg = ∑ γi ∙һi
где h i, γi - толщина и удельный вес i -го слоя грунта (выбираются из таблицы1)
Расчет выполняем на контакте всех слоев основания:
- на поверхности природного рельефа
σzg1=0; 0.2 σzg1=0 кПа;
- на контакте 1-го и II- го слоев (һ =0,2м)
σzg2 = γ1 ∙ һ1 =18кН/м3 ∙ 0,2м = 4кПа; 0.2 σzg2=1 кПа;
- на уровне подошвы фундамента dn=1,9м
σzg0 = 51кПа (из п.4); 0.2 σzg0=10 кПа;
- на контакте П-го и III- го слоев (һ=2,7м)
σzg3 = σzg2 + γ2 ∙ һ2 = 4кПа+19,1кН/м3 ∙ 2,7м=56кПа; 0.2 σzg3=11 кПа;
- на контакте Ш-го и IV- го слоев (һ=1,9м)
σzg4 = σzg3 + γ3 ∙ һ3 = 56 кПа+19,2кН/м3 ∙ 1,9м = 92кПа; 0.2 σzg4=18 кПа;
- на контакте IV-ro и V- го слоев (һ=2,4м)
σzg5 = σzg4 + γ4 ∙ һ4 = 92кПа+19,6кН/м3 ∙2,4м=139кПа; 0.2 σzg5=28 кПа;
- на границе V- го слоя (һ=2,8м)
σzg6 = σzg5 + γ5 ∙ һ5 = 139кПа+9,6кН/м3 ∙ 2,8м = 166кПа; 0.2 σzg6=33 кПа.
7. Определить ординаты дополнительного вертикального напряжения от внешней нагрузки: σz,p,i= αi ∙ P0 ,
где αi находится по аргументам ξ=2Z/b и η=l/b из приложения. Вычисления σzpi удобно вести в таблице 2.
Таблица 2 - Значения ординат эпюры дополнительных вертикальных напряжений.
| Слой грунта | ∆Zi, м | Глубина элементарного слоя от подошвы фундамента Zi,м | ξi=2∙Zi /b | αi | σzp,i, кПа | σzp ,i ' , кПа |
| II | 0.4 | |||||
| 0.4 | 0.7 | 0.977 | ||||
| 0.4 | ||||||
| 0.8 | 1.3 | 0.725 | ||||
| 0.2 | ||||||
| 1,0 | 1,7 | 0,619 | ||||
| III | 0,4 | |||||
| 1.4 | 2,3 | 0,495 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 1,8 | 3,0 | 0,397 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 2.2 | 3,6 | 0,337 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 2,6 | 4,3 | 0,286 | ||||
| 0,3 | ||||||
| 2,9 | 4,8 | 0,258 | ||||
| IV | 0,4 | |||||
| 3,3 | 5,5 | 0,227 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 3,7 | 6,2 | 0,202 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 4,1 | 6,8 | 0,185 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 4,5 | 7,5 | 0,168 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 4,9 | 8,2 | 0,154 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 5.3 | 8.8 | 0,143 | ||||
| V | 0,4 | |||||
| 5,7 | 9,5 | 0,133 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 6,1 | 10,2 | 0,124 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 6,5 | 10.8 | 0,118 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 6,9 | 11,5 | 0,111 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 7,3 | 12,2 | 0,104 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 7.7 | 12.8 | 0.098 | ||||
| 0,4 | ||||||
| 8.1 | 13.5 | 0.091 |
Примечания:
1.Величина ∆Zi, (толщина элементарного слоя) должна удовлетворять следующим условиям:
∆Zi ≤ 0. 4 b и элементарный слой должен быть однородным.
2. В таблице 2 Zj - глубина элементарного слоя грунта от подошвы фундамента, на которые разбиваются все слои грунта основания независимо друг от друга.
3. Среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i- ом слое грунта (графа 7) определяется как полусумма указанных напряжений на верхней Zi-1 и нижней Zi границах слоя:
8. По вычисленным значениям σzgi, σzgi, строим эпюры вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве в масштабах: вертикальный 1:100, горизонтальный 1мм – 5кПа.
Для построения эпюры (σzgi) за начало координат принимается точка пересечения поверхности природного рельефа и оси симметрии фундамента (рисунок 7). Положение каждой точки эпюры получается отложением абсциссы - глубины слоя грунта от поверхности природного рельефа (di) и ординаты - вертикального напряжения от собственного веса грунта (σzgi,).
При построении эпюры дополнительных вертикальных напряжений за начало координат берется точка пересечения подошвы фундамента и оси симметрии фундамента. Положение каждой точки эпюры определяется абсциссой - глубиной элементарного слоя (Zi) грунта от подошвы фундамента и ординатной - дополнительными вертикальным напряжением (σzpi). Данные для построения этой эпюры берутся из таблицы 2.
Рисунок 7 - Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве.
На рисунке 7 а - эпюра вертикальных напряжений от собственного веса грунта; б -эпюра дополнительных вертикальных напряжений; в - вспомогательная эпюра; масштабы: линейный (вертикальный) 1:100; горизонтальный 1мм=5кПа.
9. Определить нижнюю границу сжимаемой толщи грунта.
За Нс принимается глубина Z, где выполняется условие σzр, =0,2∙ σzg.
Нс = 7.3м.
10. Вычислить полную осадку фундамента.
Полная осадка фундамента с учетом глубины сжимаемой толщи грунта Нс=7,3м может быть вычислена как сумма осадок каждого слоя грунта, входящего в сжимаемую толщу, то есть
S=SII + SIII +SIV.
В обработку не берется осадка V слоя грунта, так как он находится ниже границы сжимаемой толщи.
Осадку каждого слоя грунта находим как сумму осадок элементарных слоев по формуле (2), которую применительно к нашему случаи преобразуем к следующему виду:
, (10)
где п - число элементарных слоев, на которые разбивается слой грунта основания.
значения параметров е берем из таблицы исходных данных; σzр i, ΔZi; из таблицы 2 коэффициент β по исходным данным равен 0.8.
Осадка II–го слоя:
Sп= 0,8/15000кПа ∙(295кПа∙40см+251∙40+198∙20) = 1,4см
Осадка Ш-го слоя:
Sш= 0,8/5000кПа ∙(164кПа∙40см+132кПа∙40см+108кПа∙40см+92кПа∙40см +80кПа∙30см)= =3,6см
Осадка IV-гo слоя:
S IV =0,8/10000кПа∙ (72кПа∙40см+64кПа∙40см+58кПа∙40см+52кПа∙40см +48кПа∙40см+44кПа∙40см) = =1,1см.
S V =0,8/12000кПа∙ (40кПа∙40см+38кПа∙40см+36кПа∙40см+34кПа∙40см +32кПа∙40см) = =0,5см
Полная осадка фундамента
S= 1,4 см +3,6 см +1,1 см + 0,5см= 6,6см
Вывод:
Для нашего типа здания S=10 см
Сравнивая вычисленное значение осадки S=6,6 см с допуском 10см (6,6<10) можно сделать вывод, что данное основание является жестким.
Лабораторная работа №2
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 193 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |