Проектирование несущих конструкций подземной части здания

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Московский  Государственный Строительный Университет

 

 

 

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ №2

 

на  тему:

«Проектирование несущих конструкций подземной части здания»

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                    Студент:

                                                                                                                                                                                                                                               Руководитель проекта:

 

 

 

 

 

 

 

 

- Москва 2013 -

Оглавление:

 

1. Исходные данные на проектирование………………………………………………………………….
1. Сбор нагрузок на перекрытие и покрытие………………………………………………………...

1.2  Сбор нагрузки на сваю………………………………………….......................................................

2. Проектирование свайного куста…………………………………………………..................................
1. Определение несущей способности сваи по грунту……………………………………………...
2. Размещение свай в кусте…………………………………………………………………………...
3. Расчёт на продавливание ростверка колонной……………………………………………………
4. Расчёт на продавливание ростверка угловой сваей………………………………………………
5. Расчёт по прочности наклонного сечения ростверка на действие поперечной силы………….
6. Расчёт на смятие ростверка угловой сваей…………………………………………………...…..
7. Расчёт ростверка на изгиб по нормальным и наклонным сечениям……………………….……

2.8 Определение ширины раскрытия трещин……………………………………………………...…

2.9 Расчёт свай по материалу……………………………………………………………………….…

3. Проектирование свайного поля под колонны каркаса здания……………………………………….
4. Расчёт «стены в грунте»………………………………………………………………….…………..…
1. Построение эпюр природного и бокового давлений…………………………………………..….
2. Определение глубины заделки Н………..…………………………………………………….…..
3. Определение положение равнодействующей активного и пассивного давлений грунта на «стену в грунте»…………………………………………………………………………………….
4. Статический расчёт «стены в грунте» на изгиб…………………………………………………..
5. Подбор продольной рабочей арматуры…………………………………………………………...
6. Расчёт на поперечную силу………………………………………………………………………..

4.7  Проверка ширины раскрытия трещин…………………………………………..…………………

Список литературы……………………………………………………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

4

5

5

7

8

9

11

11

12

13

14

16

19

19

20

3

22

23

25

25

26

27

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Шаг колонн , м	6,1х5,4
Временная нагрузка, кН/м2	4,2
Нагрузка от перегородок, кН/м2	0,6
Собственный вес ж/б конструкции p, кН/м2	3,4
Количество этажей n	11/3
Высота этажа:
технический hт , м	2,9
жилой Hэт , м	4,2

 

Здание выполняется  как каркасное из монолитного  железобетона с подземной частью в 3 этажа. Этажи с 1 по 11 (жилые) имеют высоту 4,2 м, подземные этажи (технические) – 2,9 м. Подземная часть выполняется с помощью стены в грунте, горизонтальной опорой которой являются замкнутые в плане диски перекрытий. Колонны (сваи-колонны) подземной части здания выполняются с поверхности грунта как буронабивные сваи диаметром 600мм и 300 мм. Технология возведения подземной части здания предполагает строительство по принципу «сверху вниз». Фундаменты выполняются как свайные, отдельно стоящие, ростверки и дополнительные сваи фундаментов создаются в пределах пространства, ограниченного тремя нижними этажами.

 

Материалы

Бетон В25:

Вид сопротивления	Бетон	Расчетные сопротивления бетона для  предельных состояний первой группы и
Сжатие осевое (призменная прочность),	Мелкозернистый (керамзитобетон)	=14,5 Мпа / 148 кгс/см2
Растяжение осевое,		=1,05 Мпа / 10,7 кгс/см2

-коэффициент  условий работы  =0,9;

-начальный  модуль упругости бетона  =30000 МПа.

 

Продольная  рабочая стержневая арматура класса А-500С:

Стержневая и проволочная арматура класса	Расчетные сопротивления арматуры для  предельных состояний первой группы ,МПа
	растяжению			Сжатию
	продольной	Поперечной (хомутов и отогнутых стержней)
А-500С (d 10-40 мм)	=435	=300		=400
	Коэффициент надежности по арматуре при  расчете конструкций по предельным состояниям,
	первой группы		второй группы
А-500С	=1,1		=1,0
	Модуль упругости арматуры, МПа
А-500С	=2,0

 

 

1. Сбор нагрузки

 

Нагрузки на 1 м² перекрытия.

 

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке,  γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	2	3	4
Многопустотная сборная плита  перекрытия с омоноличиванием швов, δ=220мм	3,4	1,2	4,08
Керамзит,δ=60 мм, (ρ=8 кН/м³)	0,48	1,3	0,624
Цем.-песч. Стяжка, δ = 30 мм, (ρ=18 кН/м³)	0,54	1,3	0,702
Цем.-песч. раствор, δ = 20 мм, (ρ=18 кН/м³)	0,36	1,3	0,468
Керамическая плитка, δ = 13 мм, (ρ=18 кН/м³)	0,234	1,3	0,304
Итого постоянная нагрузка g :	5,014		6,178
Перегородки, δ=120 мм (приведенная нагрузка  длительная)	0,5	1,2	0,6
Полезная (из задания) в том числе	3	1,2	3,6
-кратковременная  νsh	2	1,2	2,4
-длительная  νlong	1	1,3	1,3
Итого временная нагрузка ν :	3,5		4,2
Полная нагрузка  g + ν :	8.514		10,378

 

Нагрузка на 1м² покрытия

 

1	2	3	4
Гидроизоляционный ковер (3слоя)	0,15	1,3	0,195
Армированная  цементно-песчаная стяжка	0,880	1,3	1,144
Керамзит  по наклону	0,600	1,3	0,780
Утеплитель (минераловатные плиты)	0,225	1,2	0,270
Пароизоляция (1 слой)	0,050	1,3	0,065
Многопустотная  плита перекрытия с омоноличиванием швов	3,400	1,1	3,740
Итого постоянная нагрузка	5,305		6,194
Временная нагрузка –  Снеговая  В том числе длительная часть снеговой нагрузки	0,7∙2,4=1,26 0,840	- -	2,4 1,2
Полная  нагрузка	6,985		8,594

 коэффициент сочетаний  (коэффициент снижения временных  нагрузок в зависимости от  количества этажей);

 

 

- площадь плиты перекрытия

А – грузовая площадь ригеля; А = 5,4×6,1 = 32,94 м²

 

0,5

 

_{1.2 Сбор нагрузки на сваю}

 

Нагрузка  на сваю считается от суммы нагрузок: от суммы перекрытий, от собственного веса колонны, от собственного веса ростверка  и от собственного веса покрытия.

 

 

 

 

 

Таким образом, нагрузка, приходящаяся на сваю, составит:

 

 

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО КУСТА

 

1. Определение несущей способности сваи по грунту

 

Грунты основания:

ИГЭ-1: песок  средней крупности средней плотности, мощностью 5,8 м.;

ИГЭ-2: суглинок, мощностью 4,2 м.;

ИГЭ-3: торф, мощностью 2,2 м;

ИГЭ-4: глина  полутвердая, полная мощность не вскрыта;

Вид сваи –  буровые, бетонируемые при отсутствии в скважине воды (сухим способом) 06х06м, а крайних 0,3х0,3м.

Количество  свай в ростверке – 5.

Принимаем буронабивные сваи длиной 10 м.

Расчет круглых  свай ведем как расчет квадратных, со стороной, где d- диаметр круглой сваи:

-центральная свая: а=0,9d=0,9х0,6=0,54 м

-крайние сваи: а=0,9d=0,9х0,3=2,7 м;

Несущая способность  по грунту одиночной забивной висячей  сваи определяется по формуле:

,

где _с - коэффициент условий работы сваи в грунте; _с = 1;

R - расчетное сопротивление под нижним концом сваи, кПа;

А - площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто, принимается равным для сваи:

- для сваи со стороной 0,54 равной 0,29

- со стороной 0,36 равной 0,07 м²

U - наружный периметр поперечного сечения сваи, м, для сваи:

- со стороной 0,54 - U=0,54х4=2,16 ;

- со стороной 0,36 - U=0,27х4=1,08 м;

   -  расчетное  сопротивление   i-го  слоя  грунта  основания на  боковой поверхности сваи, кПа;

 - толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γ _CR  и γ _Cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи; принимаем  γ _CR  и γ _Cf равными 1.

Определяем  расчетное сопротивление под  нижним концом сваи R и расчетные сопротивления по боковой поверхности сваи слоев грунта, через которые проходит свая.

Расчетное сопротивление  R под нижним концом сваи для глины полутвердой с =0,25, на глубине =19,3 м составляет R=5822 кПа (по таблице СНиП 2.02.03-85):

 

Сопротивление грунта по боковой поверхности:

- в суглинке  полутвёрдом  = 0,25 на глубине расположения середины слоя z₁ = 9,25 м

	= 0,25
Z8 =8	f01=53
Z10 =10	f02=55,5

 

- в торфе  на глубине расположения середины  слоя z₂ = 10,9 м f₂ = 0 кПа

- в глине  полутвёрдой  = 0,25 на глубине расположения слоя z₃ = 13,0 м

	= 0,25
Z10 =10	f01=55,5
Z15 =15	f02=61,5

 

- в глине  полутвёрдой  = 0,25 на глубине расположения слоя z₄ = 15,0 м 

- в глине  полутвёрдой  = 0,25 на глубине расположения слоя z₅ = 17,0 м

	= 0,25
Z15 =15	f01=61,5
Z20 =20	f02=67,5