Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста (стр. 1 из 7)
1. Исходные данные
1.1 Исходные данные по нагрузкам
номер геологического разреза-1
глубина размыва грунта hp = 0.7 м
расчётный пролёт lр =33.0 м
высота опоры h0 = 6.4 м
вес опоры P0 = 4.30 MH
вес пролётных строений Pn =1.00мН
сила воздействия от временной вертикальной подвижной нагрузки Pk =4.80 мН
горизонтальная тормозная сила T = 0.48 мН
коэффициент надёжности временной подвижной нагрузки =1.141.2 исходные данные по грунтам
глубина подошвы слоя от поверхности – 2,0 м мощность слоя-2,0 м
абсолютная отметка подошвы слоя-134,4 м уровень меженных вод -136,4 м наименование слоя – вода
удельный вес грунта = 10,0 кН/м3
глубина подошвы слоя от поверхности – 4,8 м
мощность слоя-2,8 м
абсолютная отметка подошвы слоя-131,6 м
наименование грунта – глина мягкопластичная
удельный вес твёрдых частиц грунта -27,5 кН/м3
удельный вес грунта -19,5 кН/м3
природная влажность w – 0,29
граница текучести wL – 0,36
граница раскатывания – 0,18
удельное сцепление С- 38 кПа
угол внутреннего трения – 13 °
модуль деформации Е – 13 МПа
глубина подошвы слоя от поверхности -16,1 м
мощность слоя-7,4 м
абсолютная отметка подошвы слоя—124,2 м
наименование грунта – глина тугопластичная
удельный вес твёрдых частиц грунта -27,4 кН/м3
удельный вес грунта -19,8 кН/м3
природная влажность w – 0,25
граница текучести wL – 0,39
граница раскатывания – 0,19
удельное сцепление C- 57 кПа
угол внутреннего трения – 18 °
модуль деформации E- 20 МПа
наименование грунта — песок мелкий
удельный вес твёрдых частиц грунта – 25,8 кН/м3
удельный вес грунта -18,4 кН/м3
природная влажность w – 0,1
удельное сцепление C -4 кПа
угол внутреннего трения -36°
модуль деформации E – 37 МПа
2. Инженерно-геологические условия района строительства
2.1 Построение инженерно-геологического разреза
На основе данных о грунтах строим инженерно-геологический разрез. Вертикальный масштаб разреза принимается 1:100.
2.2 Определение наименования и состояния грунтов основания
Результаты физико-механических свойств грунтов каждого слоя основания приводятся в сводной таблице, где даны все необходимые для расчёта формулы. Сводная таблица физико-механических свойств грунта
2.3 Определение расчётных показателей грунтов
Показатели состава и состояния грунтов непрерывно изменяются от точки к точке даже в пределах строго выделенного инженерно-геологического горизонта. Однако для выполнения расчётов оснований необходимо располагать некоторыми определёнными величинами, которые с необходимой достоверностью отражают физико-механические свойства грунтов. В связи с этим введено понятие о нормативных и расчётных величинах различных показателей грунтов.
Нормативные и расчётные значения показателей характеристик грунтов вычисляют на основе статистической обработки результатов непосредственных испытаний по стандартной методике (ГОСТ 20522-75).
Нормативное значение Xn данной характеристики определяется как среднеарифметическое значение частных непосредственных определений по формуле:
где X1 – частное значение определяемой характеристики, п – количество определений.
В условных данных по грунтам даны нормативные значения характеристик грунтов
Согласно СНиП все расчёты оснований должны выполняться с использованием расчётных значений характеристик грунтов X , определяемых по формуле:
где – коэффициент надёжности по грунту.
Для большинства характеристик допускается принимать =1, за исключением параметров с и , а так же удельного веса грунта , для которых коэффициент надёжности по грунту определяется по формуле:
Показатель надёжности р берётся с таким знаком, чтобы при расчёте основания и фундамента была обеспечена большая надёжность (расчёт в «запас»). При вычислении значений с и всегда, а расчётных значений в большинстве случаев (в том числе и в расчётных данной курсовой работы), показатель надёжности принимается со знаком «минус». Значение его определяется по формулам:
Где V – коэффициент вариации (относительная изменчивость характеристики), п -число частных определений (количество опытных данных), ta – коэффициент, определяемых в зависимости от величины доверительной вероятности а и числа степеней свободы, которые (п — l) для и (п – 2) для с,
Доверительная вероятность, согласно нормам при расчётах оснований фундаментов мостов и труб под насыпями принимается а = 0,98, для расчётов по первой группе (прочности и несущей способности) предельных состояний и
для расчётов по второй группе предельных состояний (по деформациям).
Для условий, принятых в курсовой работе, исходя из того, что число частных определений характеристик коэффициент n = 12, а коэффициент вариации на основе статистической обработки результатов опытов получен V = 0.080 , следует:
а) для расчёта по I предельному состоянию (а = 0.95)
Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста (стр
Условия района строительства, построение инженерно-геологического разреза. Определение наименования и состояния грунтов основания. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании, свайного фундамента. Их технико-экономическая оценка.
Источник: mirznanii.com
Пример расчета столбчатого фундамента
Возведение любого фундамента для жилого дома или другого строительного объекта требует точности, и поэтому необходимо проводить предварительный расчет столбчатого фундамента или основания другого типа. Но, если с основными параметрами бетонной ленты или плиты все более или менее понятно, то как делать расчеты столбовых опор, многие строители не знают. Поэтому рассмотрим расчет габаритов, несущей способности, материалов и других параметров именно для основания дома на столбах-опорах. Для этого необходим чертеж и/или проект фундамента:
Чертеж столбчатого основания
Калькулятор
Требования к фундаменту на столбах
Как строительная конструкция столбчатый фундамент выглядит как группа столбов из определенных стройматериалов, связанных между собой ростверком. Ростверк — это горизонтальная обвязочная конструкция, предназначенная для усиления основания и объединяющая разрозненные конструкции, в данном случае – столбы фундамента. Устойчивость столбовых опор обеспечивается погружением их в грунт на расчетную глубину, которая зависит от массы здания и свойств грунта.
Нагрузочные характеристики тем выше, чем больше точек опирания на почву, и чем выше поверхностное трение опор. Проще говоря, диаметр опор должен быть достаточно большим, глубина погружения столбов и количество опор должно обеспечивать достижение оптимальной нагрузки на каждую опору при распределении нагрузок при помощи ростверка. Неглубокое заложение столбчатых опор разрешается для каркасного дома, для малоэтажных, легких и небольших по площади зданий из пиломатериалов, ячеистых бетонов, а также для модульных конструкций. Кирпичные, бетонные или панельные дома на столбчатом фундаменте построить невозможно, так как удельный вес стен строения должен быть ≤ 1000 кг/м 3 .
Столбчатые опоры делают из различных стройматериалов – они могут быть металлические из полых труб, кирпичные, блочные, бетонные или железобетонные, бутобетонные, из асбоцементных или бетонных труб, залитых бетоном, и т.д.
Незаглубленное столбчатое основание
Незаглубленное столбчатое основание рекомендуется строить на участках с глубоким прохождением грунтовых вод – подошва опор должна находиться выше как минимум на 0,5 м.
Достоинства и недостатки столбчатого основания
- Небольшой объем землеройных работ, которые можно провести без привлечения спецтехники,
- Экономия на строительных материалах,
- Возможность строительства дома на участках со сложным рельефом, с переувлажненным или слабым грунтом.
- Нарушение технологии строительства может привести к наклону или деформациям столбчатых опор,
- Узкая сфера применения из-за низкой нагрузочной способности столбов.
Подготовка к расчету
Перед началом расчетов определяются исходные параметры для вычислений:
- Размеры строения,
- Нагрузочная способность грунта – определяется геологическими и геодезическими изысканиями,
- Несущая способность фундамента, включая вес самого основания и вес дома.
Эти данные необходимы в любом случае – и при ручных вычислениях параметров столбчатого фундамента с ростверком, и при расчетах при помощи программы-калькулятора:
Программа-калькулятор для расчетов любых типов фундаментов
Так как заказ исследования грунта обойдется недешево, можно сделать это самостоятельно — визуально. Нужно пробурить или выкопать скважину глубиной на 0,5 м ниже заглубления столбов, и убедиться в наличии/отсутствии грунтовых вод. Также визуально (по срезу) можно определить и тип грунта. На сложных участках такое исследование проводят в трех-четырех высотных точках.
Определение нагрузок
Нагрузки делятся на постоянные и временные. Постоянные нагрузки – это вес дома, нагрузки временные бывают кратковременными или длительными. Длительные — вес предметов интерьера и бытовой техники, кратковременные — вес жильцов и осадочные нагрузки с учетом действия атмосферных влияний. Для фундамента это – снеговые нагрузки.
Для определения постоянной нагрузки при оперировании расчётами понадобится узнать:
- Вес перекрытий, перегородок и стен,
- Вес стропильной системы и кровельных материалов,
- Массу основания дома.
Определение нагрузок
В таблице ниже представлены данные по массе основных конструкций дома:
Это нормативно-справочные данные, и при расчетах с их применением необходимо пользоваться коэффициентом надежности (прочности), который указан в СП 20.13330.2011. Для каркасно-щитовых строений дома эти данные приведены в таблице ниже:
Регламент СП 20.13330.2011 предписывает соблюдение полезной длительной временной нагрузки не выше 150-170 кг/м 2 при использовании коэффициента надежности 1,2. Таким образом, расчетное значение будет равно 180-204 кг/м 2 поверхности пола.
Чтобы найти значение нагрузки от слоя снега, снова используются данные СП. Снеговой регион виден на картах в СП 131. 13330.2012. При расчетах используется коэффициент 1,4.
Как делать расчет
Сначала рассчитывается минимальная площадь фундамента по сумме площадей всех опор: Smin = P / Rо, где:
- Р — вес здания, кг,
- Rо — расчетное сопротивление грунта под основанием, кг/см 2 .
Зная общую площадь опор фундамента, можно вычислить сечение подошвы для столба и их общее количество.
Для наглядности рассмотрим пример расчета столбчатого фундамента для каркасного дома в два этажа. Исходные данные:
- Толщина деревянных стен — 15 см, площадь дома — 120 м 2 ,
- Листовая стальная кровля с деревянной стропильной системой, уклон стропил – 20 0 , площадь кровли — 50 м 2 ,
- Площадь деревянных балочных перекрытий — 80 м 2 ,
- Снеговой регион — IV,
- Грунт под фундаментом – глинистый гравий.
Нагрузка с применением коэффициента надежности:
- Нагрузка от веса стен = 120 м 2 х 50 кг/м 2 х 1,1 = 6600 кг,
- Нагрузка от веса перекрытий = 80м 2 х 150 кг х 1,1 = 13200 кг,
- Нагрузка от веса кровли = 50м 2 х 60 кг/м 2 х 1,1 = 3300 кг.
Расчет кирпичных столбов и стоек
[ads-mob-1]Для расчета массы основания со стороной опоры 40 см нужно знать шаг их размещения. Для примера возьмем одну колонну на 2 м, в результате получим 24 / 2 = 12 опор. Для IV снегового района глубина промерзания почвы равна 1,8 м. Опора заглубляется на 20 см ниже этой точки, и поднимается над поверхностью грунта на 50 см – для обвязки ростверком. То есть, общая высота опоры — 2,5 м.
- Вес опор равен 1,3 х 2,5 м х 0,4 м х 0,4 м х 12шт х 3300кг/м 3 = 2230,8 кг,
- Долговременная полезная нагрузка равна 150 кг/м 2 х 80 м 2 х 1,2 = 1440 кг,
- Нагрузка от снегового слоя равна 240 кг/м 2 х 1,4 х 50 м 2 = 16800 кг.
Забирка столбчатого основания
- Сумма всех значений массы конструкций составляет 43570 кг,
- Smin = 43570 / 4 кг/см 2 = 10892,5 см 2 для всех опор,
- Площадь одной опоры = 40 см х 40 см = 1600 см 2 ,
- Общее количество опор = 10892,5 / 1600 = 6,8 единиц (7 шт).
В нашем примере четыре опоры возводятся по углам здания, а оставшиеся — по периметру. Строительные конструкции дома с разным весом рассчитываются по отдельности и обустраиваются на отдельных и независимых основаниях. Например, веранда, терраса, павильон или гараж.
Климатическое районирование и вес несущих строительных конструкций учитывается в обязательном порядке, так как эти данные виляют на надежность, прочность и долговечность столбчатого фундамента.
Пример расчета столбчатого фундамента
Возведение любого фундамента для жилого дома или другого строительного объекта требует точности, и поэтому необходимо проводить предварительный расчет столбчатого фундамента или основания другого типа. Но, если с основными параметрами бетонной ленты или плиты все более или менее понятно, то как делать расчеты столбовых опор, многие строители не знают.
Источник: rfund.ru
Расчет фундаментов под опоры – Проектирование механической части ВЛ
Общие сведения. Задачи и метод расчета
Далее изложены только способы расчета фундаментов в обычных грунтах [12]. Вопросы расчета фундаментов в просадочных грунтах в районах вечной мерзлоты и районах, подверженных землетрясениям, являются темой специального исследования, поэтому в пособии не рассматриваются.
В настоящее время в качестве фундаментов применяются легкие железобетонные (в некоторых случаях металлические) подножники, которые не могут уравновесить собственным весом вырывающие нагрузки, передающиеся от установленных на них опор, так как вырывающая нагрузка, действующая на современный подножник, в пять раз больше, чем собственный вес подножника. Поэтому конструктивно они выполняются так, чтобы включить в работу сопротивление грунта. Помимо подножников применяют различного рода сваи, которые должны воспринимать как сжимающие, так и вырывающие нагрузки. Для опор с оттяжками используют анкерные плиты.
Опираясь на вышеизложенное, можно сказать, что расчет фундаментов сводится к решению трех задач:
- расчет оснований грибовидных подножников при действии одной сжимающей силы или совместно с горизонтальной силой,
- расчет узких фундаментов на опрокидывание горизонтальными силами и моментами, действующими в вертикальных плоскостях,
- расчет анкерных плит для оттяжек при действии одной нормальной вырывающей силы, приложенной центрально или нормальной вырывающей силы, приложенной совместно с горизонтальной. Для расчета любого вида фундамента используется метод предельных состояний, согласно которому расчет фундаментов опор производится по деформациям и устойчивости (несущей способности).
Расчет по деформациям. По деформациям рассчитываются основания вдавливаемых и вырываемых фундаментов, а также фундаменты одностоечных и узкобазовых опор. Условие расчета по деформациям сводится к неравенству:
S < Sп, (2.68)
где S – деформация, определенная расчетом,
S п – предельно допустимая деформация.
В зависимости от типа фундамента по методу предельных состояний проверяются следующие виды деформаций:
- вертикальные осадки отдельных блоков фундаментов при действии сжимающих нагрузок – Δ у, см,
- средняя осадка – Δ, см,
- углы наклона (крен) фундамента под действием нагрузок, вызывающих опрокидывание – βφ, радиан,
- углы поворота одностоечных свободностоящих железобетонных опор, определяемые деформациями грунта – β0, радиан.
Значения предельных деформаций фундаментов опор воздушных линий электропередачи приведены в [Приложении 2, табл. 2.6].
Расчет по деформациям производится при действии нормативных нагрузок, за исключением расчета гибких одностоечных опор, для которых расчет производится при действии расчетных нагрузок.
Расчет по устойчивости (несущей способности). Расчет фундаментов по устойчивости выполняется при действии расчетных нагрузок по условию:
(2.69)
где N – расчетная нагрузка на основание, даН,
Ф – несущая способность основания, определенная расчетом, k н – коэффициент надежности, принимаемый по [табл. 2.7, Приложения 2].
Технические характеристики фундаментов и анкерных плит для крепления оттяжек приведены в [6, стр. 20-28, табл. 1.16-1.24].
Характеристики грунтов, необходимые при расчете оснований фундаментов опор
Основными физическими характеристиками грунта являются [12]:
- Jl – показатель консистенции глинистых грунтов (пластичность),
- E – модуль деформации грунта, даН· 10 /м ,
- фн – нормативный угол внутреннего трения, град,
- сн- нормативное удельное сцепление грунта, даН· 10 /м ,
- μ – коэффициент бокового расширения,
- γ – объёмный вес грунта, даН· 10 /м ,
- γз – вес грунта обратной засыпки, даН· 10/м,
- Ф0 – угол внутреннего трения обратной засыпки, град,
- с0 – удельное сцепление грунта обратной засыпки, даН· 10 /м .
Расчет фундаментов под опоры – Проектирование механической части ВЛ
электрические сети
Источник: leg.co.ua
Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста
Главная > Курсовая работа >Строительство
3.6 Расчёт осадки фундамента при наличии водотока
Метод послойного суммирования рекомендуется для расчёта осадок фундаментов. Величина осадки фундамента определяется по формуле:
где – безразмерный коэффициент, равный 0,8, – среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-M слое грунта, hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i- го слоя грунта, п – число слоев, на которые разбита, сжимаемая толща основания.
1. Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы фундамента, разбиваем на элементарные слои толщиной hi , где b – ширина подошвы фундамента. Границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунта и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3*b.
2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя.
Где – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,
удельный вес грунта i-го слоя, hi -толщина i-го слоя грунта, ‘- среднее значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод или ниже воды в реке, но выше водоупора, следует определять с учётом взвешивающего действия воды. В водоупоре напряжение от собственного веса грунта в любом горизонтальном сечении определяют без учёта взвешивающего действия воды.
Водоупором принимают слой суглинка или глины с I 1 0.25.
По результатам расчёта строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта
3. Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:
Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:
Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:
где – коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной
Вычисления и для любых горизонтальных сечений ведутся в табличной форме. По полученным данным сгщ и a zp строятся эпюры.
4. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (В. С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:
5. Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:
где = 0.8 – безразмерный коэффициент для всех видов грунтов, – – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i – м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, толщиной hi.
Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя в пределах HC- Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения данного типа, определяемой по формуле:
где Su – предельно допустимая осадка, см, lр – длина меньшего примыкающего к опоре пролёта, м.
Затем следует выполнить проверку условия:
Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса опоры по обрезу фундамента Ро = 4,3 МН , расчетный пролет для примыкающих к опоре пролетных строений Lp = 33 м, нормативная вертикальная нагрузка на опору от пролетных строений Рп = 1 МН , глубина водотока 2 м, возможная глубина размыва грунта — 0,5 м.
Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста
Показатели состава и состояния грунтов непрерывно изменяются от точки к точке даже в пределах строго выделенного инженерно-геологического горизонта Однако для выполнения расчётов оснований необходимо располагать некоторыми определёнными величинами, которые с необходимой достоверностью отражают физико-механические свойства грунтов В связи с этим введено понятие о нормативных и расчётных величинах различных показателей грунтов , страница 4
Источник: works.doklad.ru
Расчет фундамента под опору
Конструкция фундамента выбирается в соответствии с типом опоры, действующей на фундамент нагрузкой, а также характеристикой грунта, в который будет заложен фундамент.
Согласно второму и третьему листам графической части, большая часть всех проектируемых опор устанавливается в грунте: «песок мелкий», исходя из этого, расчёт и выбор фундамента для металлической опоры будем производить для этого грунта.
Характеристики грунта [1, таблица 4.7, стр.348]:
угол, определяющий объем обелиска вырывания грунта:
расчетное удельное сцепление грунта засыпки даН/мІ.
Фундамент выбирается путем расчета его по несущей способности, по деформации, а также на вдавливание (сжатие) итерационным методом, начиная с наименьшего фундамента – ФК1-2 [1, таблица 5.5, стр.401-402]. В ходе расчетов оказалось, что начиная с фундамента Ф2-2, расчетные условия будут выполняться, поэтому выбираем тип фундамента Ф2-2. Расчёт будем производить по формулам, взятым из [1, стр.402-410].
Расчет по несущей способности под действием вырывающей нагрузки:
где – вырывающая расчетная нагрузка,
– коэффициент надежности, для прямых промежуточных опор,
– предельное сопротивление вырыванию слоя грунта над плитой фундамента,
– вес фундамента, для Ф2-2 [1, таблица 5.5, стр.401].
где – объем грунтовой призмы [1, таблица 5.5, стр.401],
– объем фундамента( м3),
– ширина плиты основания фундамента ( м),
– ширина верхней стороны обелиска выпирания:
– параметр сцепления грунта засыпки:
где – коэффициент [1, таблица 5.6, стр.404],
– расчётное значение коэффициента сцепления грунта засыпки даН/мІ, [1, таблица 4.7, стр.348].
глубина заложения фундамента:
высота подножника, ( м).
Объем грунтовой призмы :
В результате расчетов по формулам (2.79) – (2.82) получаем:
Условие (2.76) успешно выполняется.
Расчет по деформации ведется при действии нормативных нагрузок [1]:
где – нормативная вырывающая нагрузка,
– коэффициент условий работы, равный произведению трёх коэффициентов ,
– коэффициент, учитывающий вид грунта, для песков ,
– коэффициент, зависящий от расстояния между подножниками опоры, при расстоянии 5м ,
– коэффициент, зависящий от режима работы, при нормальном режиме работы ,
– расчетное удельное давление на грунт засыпки, создаваемое вырываемой плитой грибовидного фундамента [1, табл. 5.7, стр.406], при относительном заглублении равном 1,8 – ,
– площадь фундаментной плиты, .
Условие (2.83) успешно выполняется.
где – нормативная вырывающая горизонтальная нагрузка,
допустимое значение действующей на фундамент горизонтальной силы.
где – расчетная ширина стойки фундамента, м,
– глубина зоны пластических деформаций грунта основания,
– расчетное давление грунта по боковой поверхности стойки, ,
k – коэффициент, который учитывает характеристики пассивного сопротивления грунта:
где и – соответственно характеристики пассивного сопротивления грунта, определяемое его сцеплением и внутренним трением:
Для определения будем использовать рассчитанные ранее нормативные нагрузки для наиболее тяжелого состояния: t = минус 5?С, q=qmax, b=0, (таблица 2.15).
Расчет фундамента под опору
Расчет фундамента под опору Конструкция фундамента выбирается в соответствии с типом опоры, действующей на фундамент нагрузкой, а также характеристикой грунта, в который будет заложен фундамент.
Источник: studbooks.net
Станьте первым!