Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий (стр. 2 из 4)

Жилой дом расположен в городе Челябинск. Площадка строительства свободна от существующих зданий и инженерных коммуникаций. Рельеф участка ровный.

Инженерно-геологические условия исследованы путём бурения трёх скважин. По результатам бурения построен инженерно-геологический разрез.

В геологическом отношении строительная площадка представлена следующими инженерно-геологическими элементами:

ИГЭ – 1: Супесь пластичная, аллювиальный - делювиальный, современного четвертичного возраста (a-dQIV); с расчетным сопротивлением R0=176,14 кПа; мощность слоя 1,0 м. Является слабым основанием.

ИГЭ – 2: Суглинок текучий, аллювиальный, четвертичного возраста (aQIV); с расчетным сопротивлением R0=100кПа; мощность слоя 1,0 м; является слабым основанием.

ИГЭ – 3: Песок мелкий, средней плотности сложения, влажный, аллювиальный, современного третичного возраста (aQIII); с расчётным сопротивлением R0=200 кПа.

В целом инженерно-геологические условия благоприятные для строительства.

3. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях

Расчет производится по двум группам предельных состояний:

- по первой группе предельных состояний определяется несущая способность свайных фундаментов, а так же проверяется прочность конструкций фундамента. Расчет ведется по расчетным усилиям, определяется с коэффициентом надежности по нагрузке γf>1;

-по второй группе предельных состояний (по деформациям) определяется размер подошвы фундаментов и их осадки. Расчет производиться по расчетным усилиям при γf=1.

3.1 Выбор расчетных сечений и определение грузовых площадей

Сечение 1-1: принимаем сечение по наружной стене по оси 1 между осями В и Г. Стена самонесущая, поэтому грузовая площадь не находится, берется участок стены шириной 1 м.

Сечение 2-2: принимаем сечение по внутренней стене по оси В между осями 3 и 4 Агр = (2,52-0,38)/2 + (5,7-0,19-0,07)/2=3,79 мІ

Сечение 3-3: принимаем сечение по наружной стене по оси А между осями 3 и 4.

Агр = (1,81/2+1,2+1,81/2)·(5,7-0,19-0,07)/2=8,19м2

Сечение 4-4: принимаем сечение по наружной стене по оси 2

Агр = 2,82/2 = 1,41 м2

№ сеч.	1-1	2-2	3-3	4-4
Агр , м2	0	3,79	8,19	1,41

План проектируемого здания и выбранные расчетные сечения представлены в задании.

3.2 Расчетные нагрузки действующие на 1 м2 грузовой площади

Постоянные: Кровельное покрытие

Междуэтажные перекрытия

Стены из кирпича

Оконное заполнение

Перегородки

Лестничные марши

Временные: Снеговая нагрузка

Нагрузка на перекрытия

Постоянные распределённые нагрузки от 1м2.

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	γf	Расчётная нагрузка кН/м2
1 2 3 4	Кровля Панели многопустотные железобетонные Утеплитель-пенобетонные плиты Цементный раствор М100 4 слоя рубероида, гравий	3,2 1,25 0,6 0,4	1,1 1,2 1,3 1,2	3,52 1,5 0,78 0,48
	Итого по кровле	5,45		6,28
1 2	Междуэтажное перекрытие Панели многопустотные железобетонные Паркет, линолеум по легкобетонной подготовке	3,2 0,9	1,1 1,2	3,52 1,08
	Итого по междуэтажному перекрытию	4,1		4,6
1	Лестничные конструкции Марши ж/б серии 1.251-1.4; площадки ж/б серии 1.252-1.4	3,8	1,1	4,18
	Итого по лестничным конструкциям	3,8		4,18
1	Перегородки Гипсобетонные панели	0,3	1,2	0,36
	Итого по перегородкам	0,3		0,36

3.3 Расчет нагрузок от собственного веса кирпичных стен

Сечение 1 – 1

а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета оснований по 2-й группе предельных состояний

Р = γкк · Vкк = γкк· (Vст - Vок ), кН,

где γкк – удельный вес кирпичной кладки, кН/м3

Vкк – объем кирпичной кладки, м3

Vст – объем стены, м3

Vок – объем оконных проемов, м3

Vок =hок·

·δст·nок , м3,

Vок =1,81·

·0,64·4=5,61 м3,

Vст =(9,9+0,3+3)·

·0,64+1,0· ·0,51=21,59 м3

Р = 16· (21,59-5,61 )=255,68 кН

- Расчетные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

РII = P · γf

γf =1 – коэффициент перегрузки

РII = 255,68·1=255,68 кН

б) Для расчета по 1-й группе предельных состояний

РI = P · γ1

РI = 255,68·1,1=281,25 кН

Сечение 2 – 2

а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

Р = γкк · Vкк , кН,

Vкк =(9,9+0,3+3)·1,0·0,38=5,016 м3

Р = 18·5,016 =90,3 кН

- Расчетные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

РII = P · γf

γf =1 – коэффициент перегрузки

РII = 90,3·1=90,3 кН

б) Для расчета по 1-й группе предельных состояний

РI = P · γ1

РI = 90,3·1,1=99,33 кН

Сечение 3 – 3

а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета оснований по 2-й группе предельных состояний

Р = γкк · Vкк = γкк· (Vст – Vок ), кН,

где γкк – удельный вес кирпичной кладки, кН/м3

Vкк – объем кирпичной кладки

Vст – объем стены

Vок – объем оконных проемов

Vок =hок·

·δст·nок , м3,

Vок =1,81·

·0,64·4=6,08 м3,

Vст =(9,9+0,3+3)·

·0,64+1,0· ·0,51=27,0 м3

Р = 16· (27,0 – 6,08 )=334,72 кН

- Расчетные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

РII = P · γf

γf =1 – коэффициент перегрузки

РII = 334,72·1=334,72 кН

б) Для расчета по 1-й группе предельных состояний

РI = P · γ1

РI = 334,72·1,1=368,2 кН

Сечение 4 – 4

а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

Р = γкк · Vкк , кН,

Vкк =(9,9+0,3+3)·1,0·0,64+1,0·0,51·1,0=8,96 м3

Р = 16·8,96 =143,36кН

- Расчетные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

РII = P · γf

γf =1 – коэффициент перегрузки

РII = 143,36·1=143,36 кН

б) Для расчета по 1-й группе предельных состояний

РI = P · γ1

РI = 143,36·1,1=157,7 кН

3.4 Расчетный вес оконных заполнений

Сечение 1 – 1

а) для расчета оснований по 2-й группе предельных состояний

Р = 0,7 · Аок· nок , кН,

где Аок – площадь одного окна, м

Аок =hок·

0,7 – вес одного квадратного метра остекления

nок – количество окон

Аок =1,81·

=2,19 м2

Р = 0,7·2,19·4 =6,13 кН

- Расчетная длительная нагрузка

РII = P · γf

РII = 6,13·1=6,13 кН

б) Для расчета фундаментов по первой группе предельных состояний

РI = P · γ1

РI = 6,13·1,1=6,74 кН

Сечение 3 - 3

а) для расчета оснований по 2-й группе предельных состояний

Р = 0,7 · Аок· nок , кН,

где Аок – площадь одного окна, м

Аок =hок·

0,7 – вес одного квадратного метра остекления

nок – количество окон

Аок =1,81·

=3,28 м2

Р = 0,7·3,28·4 =9,18 кН/м

- Расчетная длительная нагрузка

РII = P · γf

РII = 9,18·1=9,18 кН

б) Для расчета фундаментов по первой группе предельных состояний

РI = P · γ1

РI = 9,18·1,1=10,1 кН

3.5 Временная нагрузка

По длительности действия нагрузка распределяется на длительные и кратковременные. При расчете оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности) они учитываются как кратковременные, а при расчете по второй группе предельных состояний (по деформации) – как длительные. Для определения длительной нагрузки берем пониженное значение нагрузок ψ1=0,95, а для определения кратковременных напряжений – полное нормативное напряжение ψ2=0,9.

Снеговая нагрузка

а) для расчета оснований по второй группе предельных состояний (по деформации)

- полное нормативное значение нагрузки

S=So·µ,

где So – нормативное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли. Челябинск относится к III снеговому району: So=1,8 кПа.

µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова на земле к снеговой нагрузке на покрытие.

S=1,8·1=1,8 кН/м2

- Пониженное нормативное значение нагрузки

Sn=S·k,

где S – полное нормативное значение

k – понижающий коэффициент.

Sn=1,8·0,5=0,9 кН/м2

- Расчетное значение длительной снеговой нагрузки

SII = Sn · γf · ψ1,

где ψ1 – коэффициент сочетаний для длительной нагрузки

γf - коэффициент надежности по нагрузке при расчете по второй группе предельных состояний.

SII = 0,9·1,2·0,95=1,026 кПа

б) Для расчета фундаментов по первой группе предельных состояний.

- Расчетное значение кратковременной снеговой нагрузки

SI = S · γf · ψ2, где

γf - коэффициент надежности по нагрузке

ψ2=0,9 – коэффициент сочетаний для кратковременной нагрузки

SI = 1,8·1,4·0,9=2,268 кПа