Инженерно- геологические условия строительной площадки

Исходные данные

Для проектирования дипломного проекта принято трёхэтажное здание лыжной базы с встроенными витражами.

Рисунок 4.1.1 План типового этажа

    Размеры здания в плане:: длина – 15,2 м и ширина – 15,2 м. Конструктивная схема –бескаркасное здание с поперечными и продольными блочными из ячеистого бетона несущими стенами, с опиранием плит перекрытия по несущим стенам.

Район строительства: посёлок Ува Удмуртии.

 

Инженерно- геологические условия строительной площадки

Исходя из инженерно-геологического разреза, представленного на рис. 2, определены физические и механические характеристики грунтов, которые сведены в  таблицу 4.1.1

Рисунок 4.1.2 Инженерно-геологический разрез

Таблица 4.1.1 Физические и механические характеристики грунтов

№ п/п	Наименование грунта	Толщина слоя, м.		ρg, т/м3	ρs, т/м3	φ, град.	e	C, кПа	E, МПа	R0, кПа
		скв.1	скв.2
1	Четвертичные делювиальные пески	1,7	1,8	1,86	2,59	27	0,63	0,5	7	150
2	Четвертичные делювиальные суглинки	5,4	5,2	1,91	2,66	21	0,55	15	10	250
3	Верхнепермскиедочетвертичные глины	-	-	1,9	2,68	20	0,48	60	23	250

 

Судя по геологическому разрезу площадка имеет спокойный рельеф. Грунты имеют слоистое напластование. Грунтовые воды встречаются на глубине 1,2м на устройство оснований, возведение фундаментов и эксплуатацию здания влиять не будут. В качестве несущего слоя принимаем делювиальные суглинки с расчётным сопротивлением грунта R₀ = 250 кПа.  

Сбор нагрузок на обрез фундамента

Сбор нагрузок на наружную несущую стену

Определяем размеры грузовой площадки на метр длины.

Нагрузки собираем на несущую стену по оси А в осях 3-4.

Второй размер грузовой площадки берем как половина расстояния в свету.

Размеры грузовой площадки: 1000 х 2855

Вводим понижающий коэффициент, учитывающий возможное не равномерное загружение всех этажей временной нагрузкой.

                                                                       (4.1.1)

                                     

 

Таблица 4.1.2 Сбор нагрузок от покрытия

Нагрузка	Нормативная			Коэффициент надежности		Расчетная, Н	Примечание
	на единицу площади, Н/м2		от грузовой площадки, Н
1	2	3			4	5	6

Постоянные

  от металлочерепицы, δ= 5 мм

2,5

2,5*2,855 = 7,14

1,2

8,57   от досок настила, δ = 32 мм

160

160*2,855 = 456,8

1,1

502,48   от контррейки, δ = 30 мм

150

150*2,855 = 428,25

1,1

471,07   от пароизоляции (плёнка), δ = 1 мм

3

3*2,855 = 8,565

1,2

10,29   от стропил, δ = 220 мм

1100

1100*2,855 = 3140,5

1,1

3454,55   ∑

 

4041,25

 

4446,96  

Временные

  Снеговая:

 

 

 

    кратковременная

2285,71

2285,71*2,855 = 6525,7

1,4

9136   длительная

1142,86

1142,86*2,855 = 3262,9

1,4

4568,1    

Продолжение таблицы 4.1.2

1

2

3

4

5 6 ∑ кратовре- меннх

 

6525,7

 

9136   ∑ длительных

 

3262,9

 

4568,1                  

 

Таблица 4.1.3  Сбор нагрузок от мансардного перекрытия

Нагрузка	Нормативная		Коэффициент надежности	Расчетная, Н	Примечание
	на единицу площади, Н/м2	от грузовой площадки, Н
1	2	3	4	5	6
Постоянные
от доски настила, δ = 25 мм	125	125*2,855 = 356,9	1,1	392,59
от балок перекрытия, δ = 225 мм	1125	1125*2,855 = 3211,8	1,1	3533
от плит минераловатных, δ =170 мм	85	85*2,855 = 242,7	1,2	291,24
от пароизоляции (плёнка), δ = 1 мм	3	3*2,855 = 8,565	1,2	10,29
Продолжение таблицы 4.1.3
1	2	3	4	5	6
от доски подшивки, δ = 25 мм	125	125*2,855 = 356,9	1,1	392,59
от слоя ГВЛ, δ = 12 мм	120	120*2,855=343	1,1	377,3
∑		4519,9		4997,01
Временные
Полезная нагрузка:
кратковременная	700	700*2,855 = 1998,5	1,3	2598,05
∑ кратовременных		1998,5		2598,05

 

Таблица 4.1.4 Сбор нагрузок от междуэтажного перекрытия

Нагрузка	Нормативная		Коэффициент надежности	Расчетная, Н	Примечание
	на единицу площади, Н/м2	от грузовой площадки, Н
1	2	3	4	5	6
Постоянные
от ламинатного покрытия, δ = 25 мм	125	125*2,855 = 356,9	1,1	392,59
Продолжение таблицы 4.1.4
1	2	3	4	5	6
от рулонного ковра – линолеум, δ = 5 мм	80	80*2,855*2 = 457	1,2	548,4
от выравнивающей ц/п стяжки,  δ = 20 мм	360	360*2,855*3 = 3083,4	1,3	4008,42
от пенобетона, δ =80 мм	80	80*2,855 = 228,4	1,3	297
от ж/б плиты, δ = 220 мм	2870	2870*2,855*2*0,85 = 13929,54	1,1	15322,5
∑		18055,24		20569
Временные
Полезная нагрузка:
кратковременная	1500	1500*2,855*3*0,85 = 10920,4	1,3	14196,52
длительная	300	300*2,855*3*0,85 = 2184,1	1,3	2839,33
перегородка		1800*10*0,91*2,98*0,12= 5857,5	1,1	6443,2
∑ кратковременных		10920,4		14196,52
∑ длительных		8041,6		9282,5

Таблица 4.1.5 Сбор нагрузок от стены

Нагрузка	Нормативная		Коэффициент надежности	Расчетная, Н		Примечание
	на единицу площади, Н/м2	от грузовой площадки, Н
1	2	3	4		5	6
Постоянные
от парапетной стены, δ = 420 мм		0,42*1*1*1800*10 = 7560	1,1	8316
от наружной версты, δ =120 мм		0,12*1*12,4*1800*10= 26784	1,1	29462,4
от внутренней версты, δ = 400 мм		0,4*1*12,4*1800*10 = 89280	1,1	98208
∑		123624		135986,4

Итого на метр длины:

              N = 150,24 кН - постоянная нормативная;

              N = 165,9 кН – постоянная расчётная;

              N = 19,44 кН – кратковременная временная нормативная;

              N = 25,93 кН – кратковременная временная расчётная;

              N = 11,3 кН – длительная временная нормативная;

              N = 13,8 кН – длительная временная расчётная.

    Суммируем все нагрузки с учетом коэффициентов надежности здания

              γ = 0,95 - все жилые здания

              φ = 0,95 - длительные временные нагрузки

              φ = 0,9 - кратковременные временные нагрузки

N_{0 II} = 0,95*(150,24 + 11,3*0,95 + 19,44*0,9) = 169,5 кН

N_{0 I} = 0,95*(165,9 + 13,8*0,95 + 25,93*0,9) = 192,2 кН

Определим изгибающий момент от нагрузки перекрытий.

                                    ,                                                   (4.1.2)

где, e_i – эксцентриситет от i перекрытия;

b – ширина стены;

t – заделка плиты в стену;

P_i – нагрузка от i перекрытия.

                                                                                           (4.1.3)

                                                           

Момент от внецентренноего действия нагрузки от перекрытия.

М = 18,05 * 0,17 = 3,07 кН*м

Постоянные

  от металлочерепицы, δ = 5 мм 2,5 2,5*4,265 = 10,7 1,2 12,8   от досок настила, δ = 32 мм 160 160*4,265 = 682,4 1,1 750,64   от контррейки, δ = 30 мм 150 150*4,265 = 639,75 1,1 703,72   от пароизоляции (плёнка), δ = 1 мм 3 3*4,265 = 12,79 1,2 15,35   от стропил, δ = 220 мм 1100 1100*4,265 = 4691,5 1,1 5160,65   ∑   6037,14   6643,16    

Временные

 

 

Продолжение таблицы 4.1.6

1 2 3 4 5 6 Снеговая:           кратковременная 2285,71 2285,71*4,265 = 9748,5 1,4 13648   длительная 1142,86 1142,86*4,265 = 4874,3 1,4 6824,02     ∑ кратовремен- ных   9748,5   13648   ∑ длительных   4874,3   6824,04  

Таблица 4.1.7  Сбор нагрузок от мансардного перекрытия

Нагрузка		Нормативная		Коэффициент надежности		Расчетная, Н	Примечание
		на единицу площади, Н/м2	от грузовой площадки, Н
1	2		3	4	5		6
Постоянные
от доски настила, δ = 25 мм		125	125*4,265 = 533,12	1,1		586,43
от балок перекрытия, δ = 225 мм		1125	1125*4,265 = 4798,12	1,1		5277,9
от плит минераловатных, δ =170 мм		85	85*4,265 = 362,5	1,2		435
Продолжение таблицы 4.1.7
1		2	3	4		5	6
от пароизоляции (плёнка), δ = 1 мм		3	3*4,265 = 12,79	1,2		15,35
от доски подшивки, δ = 25 мм		125	125*4,265 = 533,12	1,1		586,43
от слоя ГВЛ, δ = 12 мм		120	120*4,265 = 511,8	1,1		562,98
∑			6751,45			7464,1
Временные
Полезная нагрузка:
кратковременная		700	700*4,265 = 2985,5	1,3		3881,15
∑ кратовременных			2985,5			3881,15

Таблица 4.1.8 Сбор нагрузок от междуэтажного перекрытия

Нагрузка	Нормативная		Коэффициент надежности	Расчетная, Н	Примечание
	на единицу площади, Н/м2	от грузовой площадки, Н
1	2	3	4	5	6
Постоянные
Продолжение таблицы 4.1.8
1	2	3	4	5	6
от керамогранитной плитки,  δ = 25 мм	450	450*4,265*3 = 5757,7	1,2	6909,2
от керамической плитки, δ = 25 мм	450	450*4,265 = 1919,25	1,2	2303,1
от рулонного ковра - линолеум,  δ = 5 мм	80	80*4,265*2 = 682,4	1,2	818,8
от стяжки ц/п δ = 40 мм	720	720*4,265*2 = 6141,6	1,3	7984,1
от выравнивающей ц/п стяжки, δ = 20 мм	360	360*4,265*2 = 3070,8	1,3	3992,04
от пенобетона, δ =80 мм	800	800*4,265 = 3412	1,3	4435,6
от пароизоляции (плёнка), δ = 1 мм	3	3*4,265 = 12,79	1,2	15,35
от керамзита δ = 35 мм	280	280*4,265 = 1194,2	1,2	1433,04
от ж/б плиты, δ = 220 мм	2870	2870*4,265*2*0,78 = 19095,26	1,1	21004,8
Продолжение таблицы 4.1.8
1	2	3	4	5	6
∑		41268		48896,03
Временные
Полезная нагрузка:
кратковременная	1500	0,78*3*1500*4,265 = 14970,15	1,3	19461,2
длительная	300	0,78*3*300*4,265 = 2994,03	1,3	3892,24
перегородка		1800*10*0,7*0,12*2,98 = 4505,8	1,1	4956,4
∑ кратовременных		14970,15		19461,2
∑ длительных		7499,8		8848,6

 

Таблица 4.1.9 Сбор нагрузок от стены

Нагрузка		Нормативная		Коэффициент надежности		Расчетная, Н	Примечание
		на единицу площади, Н/м2	от грузовой площадки, Н
1	2		3	4	5		6
Постоянные
от кирпичной кладки стены, δ =380 мм			0,38*12,4*1*1800*10 = 84816	1,1		93297,6
∑			84816			93297,6

Итого на метр длины:

              N = 138,87 кН – постоянная нормативная;

              N = 156,3 кН – постоянная расчётная;

              N = 27,7 кН – кратковременная временная нормативная;

              N = 36,9 кН – кратковременная временная расчётная;

              N = 19,8 кН – длительная временная нормативная;

              N = 26,3 кН – длительная временная расчётная.

    Суммируем все нагрузки с учетом коэффициентов надежности здания

              γ= 0,95 - все жилые здания

              φ=0,95 - длительные временные нагрузки

              φ=0,9 - кратковременные временные нагрузки

N_{0 II} = 0,95*(138,87 + 19,8*0,95 + 27,7*0,9) = 180,48 кН

N_{0 I} = 0,95*(156,3 + 26,3*0,95 + 36,9*0,9) = 203,7 кН

Расчет осадки фундамента

Расчет осадки фундамента проводится с использованием линейно-деформируемого пространства, методом послойного суммирования.

Осадка основания фундамента определяется как сумма осадок отдельных слоев грунта h_i, на которые разбита сжимаемая толща Н_c, по формуле

                                   ,                                      (4.1.20)                                                                                

где,  - безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

 - среднее напряжение от веса фундамента в рассматриваемом i-том слое;

 - высота (мощность) i-того слоя;

 - модуль общей деформации этого же i-того слоя

Мощность сжимаемого слоя по рекомендациям [5] находят из условия

                                                                         (4.1.21)

                                                                                    

Проектирование котлована

Размеры дна котлована:

                                   ,                           (4.1.29)                                                                      

где, L – длина здания по его крайним осям (L= 17,9 м);

а – расстояние от оси до края фундамента (а = 0,4 м);

с – расстояние от фундамента до откоса (с = 2,1 м);

d – ширина зумфера (d = 0,5 м);

e – расстояние от зумфера до откоса (е = 0,25 м).

                                        ,                              (4.1.30)                                                                                  

где, b – ширина фундамента (b = 16,8 м);

с – расстояние от фундамента до зумфера (с = 1,4 м);

d – ширина зумфера (d = 0,5 м);

e – расстояние от зумфера до откоса (е = 0,25 м).

 

 

Размеры котлована по верху (с учетом откосов):

                         ,                  (4.1.31)                                                  

где, h – глубина заложения фундамента (h = 2,04 м);

φ – угол внутреннего трения грунта (φ = 18⁰)

 

Объем котлована:

                                                   (4.1.32)                                                           

Рисунок 4.1.5

Исходные данные

Для проектирования дипломного проекта принято трёхэтажное здание лыжной базы с встроенными витражами.

Рисунок 4.1.1 План типового этажа

    Размеры здания в плане:: длина – 15,2 м и ширина – 15,2 м. Конструктивная схема –бескаркасное здание с поперечными и продольными блочными из ячеистого бетона несущими стенами, с опиранием плит перекрытия по несущим стенам.

Район строительства: посёлок Ува Удмуртии.

 

Инженерно- геологические условия строительной площадки

Исходя из инженерно-геологического разреза, представленного на рис. 2, определены физические и механические характеристики грунтов, которые сведены в  таблицу 4.1.1

Рисунок 4.1.2 Инженерно-геологический разрез

Таблица 4.1.1 Физические и механические характеристики грунтов

№ п/п	Наименование грунта	Толщина слоя, м.		ρg, т/м3	ρs, т/м3	φ, град.	e	C, кПа	E, МПа	R0, кПа
		скв.1	скв.2
1	Четвертичные делювиальные пески	1,7	1,8	1,86	2,59	27	0,63	0,5	7	150
2	Четвертичные делювиальные суглинки	5,4	5,2	1,91	2,66	21	0,55	15	10	250
3	Верхнепермскиедочетвертичные глины	-	-	1,9	2,68	20	0,48	60	23	250

 

Судя по геологическому разрезу площадка имеет спокойный рельеф. Грунты имеют слоистое напластование. Грунтовые воды встречаются на глубине 1,2м на устройство оснований, возведение фундаментов и эксплуатацию здания влиять не будут. В качестве несущего слоя принимаем делювиальные суглинки с расчётным сопротивлением грунта R₀ = 250 кПа.