- •III инженерный раздел
- •3.1 Оценка технического состояния главного корпуса Хакасского Технического Института – филиала Сибирского Федерального Университета
- •3 .1.2 Определение физического износа здания
- •3.1.2.1 Заключение
- •3.1.3 Моральный износ
- •3.2 Инженерно-проектные решения строительства кафе
- •3.2.1 Решения генерального плана
- •3.2.2. Конструктивное решение здания кафе
- •3.2.3 Объемно-планировочное решение здания кафе
- •3.2.4 Внутренняя и наружная отделка
- •3.2.5 Инженерные коммуникации
- •3.2.6 Пожарная безопасность
- •3.2.7 Технология устройства здания кафе
- •3.3 Расчет конструкций
- •3.3.1 Теплотехнический расчет стены
- •3 .3.2 Расчет столбчатых свайных монолитных железобетонных фундаментов
- •3.3.2.1 Оценка инженерно-геологических условий
- •3.3.2.2 Сбор нагрузок на фундаменты
- •3.3.3 Расчет металлической балки чердачного перекрытия
- •3.3.4 Устройство освещения на территории
- •3.4 Благоустройство территории
- •3.4.1 Устройство открытых спортивных площадок
- •3.4.1.1 Устройство теннисных кортов
- •3.4.1.2 Устройство площадки для волейбола и баскетбола
- •3.4.1.3 Уход за синтетическими покрытиями открытых спортивных площадок
- •3.4.2 Устройство покрытий для аллей, дорожек, проездов
- •3.4.2.1 Устройство основания под тротуарную плитку
- •3.4.2.2 Укладка тротуарной плитки
- •3.4.2.3 Устройство бетонного основания под синтетические покрытия
- •3.4.2.3 Устройство асфальтобетонного покрытия
- •3.4.3 Решения плана благоустройства территории главного корпуса хти – филиала сфу со стороны парадного входа
- •3.5 Выводы по разделу
3.3.2.2 Сбор нагрузок на фундаменты
Таблица 3.16 Сбор нагрузок на фундаменты
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м2 |
Коэф. Надежности γf |
Расчетная нагрузка, кН/м2 |
Постоянные нагрузки |
|||
Чердачное перекрытие: Главная балка, 0,6х0,19м, р=78кН/куб.м Второстепенная балка, 0,18х0,09м, р=78кН/куб.м Шлак, δ=0,3м, р=8кН/куб.м. Монолитная плита δ=0,06м, ρ=25 кН/куб.м Кровля: Пароизоляция (1слой рубероида), δ=0,01м, р=6кН/куб.м Изовер, δ=0,15м, р=2кН/куб.м Профлист, δ=0,058м, р=78кН/куб.м Колонна: 0,3х0,3м, р=78кН/куб.м Балка фундаментная: 0,5х0,5м, р=25кН/куб.м. Полы: бетон, δ=0,05м, р=25кН/куб.м Стены: Стойка, 0,14х0,073м, р=78кН/куб.м Изовер, δ=0,28м, р=2кН/куб.м Профлист (2слоя), δ=0,1м, р=78кН/кубм Перегородки: Стойка, 0,14х0,073м, р=78кН/куб.м Гипсокартон (2слоя), δ=0,06м, р=12кН/куб.м
|
0,269 0,211 0,75 0,5
0,06
0,3 4,524 2,42 0,78 1,25
0,275 0,14 1,95
0,275 0,267 13,971
|
1,3 1,3 1,2 1,2
1,2
1,2 1,3 1,3 1,2 1,2
1,3 1,2 1,3
1,3 1,2
|
0,35 0,274 0,9 0,6
0,072
0,36 5,8812 3,15 0,94 1,5
0,357 0,168 2,535
0,375 0,32 17,782
|
Временные нагрузки:
Снеговая |
0,84 |
0,7(5) |
0,588 |
Полезная нагрузка |
2 |
1,2(5) |
2,4 |
ИТОГО: |
16,811 |
|
20,77
|
Рассчитаем постоянную нагрузку, действующую на колонну:
Nпост. =qкровл х .γn х Aгр + q перекр х γn х Агр + b х h х Hэт х n х γn х γf х ρ + qстен х γn =6,311кН/кв.м х 0,95 х 12кв.м + 2,124кН/кв.м х 0,95 х 12кв.м + 0,3м х 0,3м х 2,7м х 0,95 х 1,1 + 3,06кН/кв.м х 0,95=99,32кН/кв.м.;
Составляем 2вида сочетания нагрузок:
1сочетание – основное (сумма постоянных и временных нагрузок)
2сочетание – особое (сумма постоянных, 2-х временных нагрузок и одной постоянной);
1сочетание: Gn*(qпост *1+qвр.дл.*Ф1+qвр.кр.*Ф2)=0,95*(99,32кН/кв.м.*1+2,988*0,925)=96,98кН;
2сочетание: Gn*(qпост*1+qвр.дл.*Ф1+qвр.кр.*Ф2+qособ.*1)=0,95*(99,32кН/кв.м.*1+2,988*0,875+1кН*1)=97,79кН., где
G n - коэффициент надежности по зданию;
Ф1, Ф2 – коэффициенты сочетания (для основного сочетания Ф12=0,925, для особого сочетания Ф12=0,875).
Расчет свайного фундамента по первой группе предельных состояний:
Несущая способность:
Fd=γc х R х A=1 х 20000кН/м2 х 0,09м2=1800кН, где
R – нормативное сопротивление грунта основания;
А – площадь сечения сваи.
Выбор количества свай:
На основное сочетание:
n = γk *No/(Fd- γf *a2*d*γm ) = 96,98кН х 1,4 / 1800кН - 1.1 х 0,9м х 0,9м х 1м х 17,6кН/куб.м. = 0,08 => принимаем 1сваю,
γk- коэффициент надежности по грунту;
No-расчетная нагрузка от веса здания на уровне верха ростверка;
Fd-несущая способность сваи;
γf – коэффициент надежности по нагрузке;
a – шаг сваи, предварительно принимается 3 – 6 *Всв.;
d – глубина заложения ростверка;
γm - расчетное значение усредненного удельного веса материала ростверка и грунта.
На особое сочетание:
n = 97,79кН х 1,4/1800кН - 1,1 х 0,9м х 0,9м х 1м х 17,6 кН/куб.м. = 0,08 =>принимаем 1сваю.
По конструктивным требованиям расстояние от края ростверка до края сваи должно быть не менее 0,3b+0.5=9,5 см. Принимаем 10см.
Найдем вес ростверка:
Fрост=0,5м х 0,5м х 0,5м х 1,1 х 25кН/куб.м. = 3,44кН;
Ф актическая нагрузка на сваю:
F = 3,44кН + 96,98кН + 156,41кН = 256,83кН < 1800кН =>прочность обеспечена, таким образом, окончательно принимаем 1сваю - на основное сочетание нагрузок.
F = 3,44кН + 97,79 + 156,41кН = 257,64кН < 1800кН =>прочность обеспечена, принимаем одну сваю - особое сочетание нагрузок.
Расчет свайного фундамента по второй группе предельных состояний:
Угол внутреннего трения составляет φ=400, осредненный угол внутреннего трения равен φср=40/4=100 (грунт, в который забиваем сваю, разделяем на 4слоя).
Найдем ширину и длину условного фундамента: Вус=0,5+0,5+2*tg10°=1,4м.
Фактическое давление под концом сваи:
Р = No + Np + Nc + Nгр / Bусл. Х Lусл. < R (1)
No-расчетная нагрузка от веса здания на уровне верха ростверка;
Np-вес ростверка;
Nc-вес сваи;
Nгр-вес грунта;
Вусл, Lусл-ширина и длина условной подошвы фундамента;
R-расчетное сопротивление грунта основания.
Р = 96,98кН + 3,44кН + 13,5кН + 156,41кН / 1м х 1м =270,33кПа
)
gс1=1,4 -коэффициент условий работы;
gс2 = 1,2 – коэффициент условий работы;
k = 1,1 – условный коэффициент;
- коэффициенты, принимаемые, соответственно, 2,46; 10,85; 11,73;
kz - коэффициент, равный при b<10м. кz=1;
b=0,3м – ширина сваи;
gII =17,6 - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);
gII =17,6 – то же, залегающих выше подошвы;
сII =3 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);
D1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки
R=1,4*1,2 / 1,1 х (2,46 х 1 х 0,3м х 17,6кН/куб.м + 10,85 х 1м х 17,6кН/куб.м. + 11,73 х 3кН/кв.м.) = 365,88кПа;
Р = 270,33кПа < R= 365,88кПа
Основное требование расчета свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется, следовательно, фундамент запроектирован правильно.
Расчет на морозное пучение:
Так как супесь относится к сильнопучинистым, необходимо учесть влияние морозного пучения грунтов на ростверк. Устойчивость фундамента на действие касательных сил пучения грунтов, прилегающих к его боковой поверхности, проверяется по формуле:
τfhАfh – F ≤ γcFrf/γn, где
τfh – значение расчетной удельной касательной силы пучения,кПа;
Аfh – площадь боковой поверхности фундамента, находящейся в пределах расчетной глубины сезонного промерзания, м2;
F – расчетная постоянная нагрузка,кН;
γn – коэффициент надежности по нагрузке = 0,9;
Frf – расчетное значение силы кН, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания;
γc – коэффициент условий работы, принимаемый 1,1;
γn – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.
τfhАfh – F = 107кПа х 6,04кв.м – 256,83кН = 389,45
γcFrf/γn = 1,1 х 703кН / 0,9=859,22
τfhАfh – F ≤ γcFrf/γn
389,45 ≤ 859,22 Условие выполняется, то есть фундамент устойчив на действие касательных сил пучения грунтов
Для уменьшения воздействия сил морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений предусматриваем противопучинистые мероприятия: устройство защиты сезоннопромерзающего
грунта вблизи фундамента от избыточного увлажнения, покрытие поверхности фундамента в пределах слоя промерзающего грунта консистенной смазкой, полимерной пленкой, засоление грунтов веществами, не вызывающими коррозии бетона и арматуры. [14]