Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Определение расчетного сопротивления уплотненного грунта основания





Значение расчетного сопротивления уплотненного грунта основания (RS) можно определить с учетом фактических прочностных характеристик грунта, уплотненного в основании существующего фундамента (φS, СS).

Следует иметь в виду, что надстройка зданий, как правило, ведет к увеличению жесткости здания, а уменьшение L/Н (L − длина здания, Н − высота) − к увеличению коэффициента условий работы γC,S (СНиП 2.02.01-83*), что, в свою очередь приведет к возрастанию расчетного сопротивления грунта основания RS.

Расчетное сопротивление грунта основания RS при надстройке может быть также повышено при учете пространственной работы: увеличением глубины заложений фундаментов (подсыпкой грунта в бесподвальных зданиях изнутри); пригрузкой основания устройством внутри него монолитной плиты с заведением ее в фундамент и другими способами. Указанные пути повышения расчетного сопротивления RS позволяют в ряде случаев выполнить надстройку здания без существенной реконструкции фундамента и его основания.

В практике реконструкции нередко выполнялась надстройка без усиления оснований 1−3 дополнительными этажами, а в отдельных случаях даже до 4 этажей.

Для обоснованного принятия такого ответственного решения необходимо выполнить достаточно подробные инженерные изыскания, а также полевые испытания грунтов основания существующих фундаментов.

Расчет оснований реконструируемых зданий по деформациям

Рост давления на основание фундаментов при реконструкции приводит к увеличению глубины сжимаемой толщи и появлению дополнительных деформаций основания. Кроме того, одновременно наблюдается появление дополнительных деформаций рядом расположенных сооружений или фундаментов в результате их взаимного влияния.



Характер этих деформаций зависит от ряда факторов, наиболее существенными из которых являются:

- расстояние между фундаментами;

- удельное давление на уровне подошвы влияющего фундамента;

- ширина подошвы влияющего фундамента.

Если сжимаемость слоев оснований с глубиной будет увеличиваться, то влияние дополнительного давления соседних фундаментов может существенно сказываться на развитии в них общих, средних и неравномерных деформаций. Поэтому расчет оснований по деформациям (согласно исследованиям А.И. Полищука) необходимо производить исходя из условий

SдКсSu; ΔSдКсSu, (5.26)

Sд/L) < КсSд/L) u; ΔSд + ΔS' ≤ ΔSu, (5.27)

где Sд расчетная дополнительная осадка фундаментов;
  ΔSд, (ΔSд/L) величина дополнительной неравномерности осадки здания от увеличения нагрузки на фундаменты;
  ΔSu предельно допустимая величина неравномерности осадки здания, принимаемая как относительная разность осадки ΔS/L согласно приложению 5 СНиП 2.02.01-83*;
  Кс коэффициент снижения предельного значения осадки вследствие старения конструкций; в порядке первого приближения можно принимать при износе 20 % - Кс = 0,4, 30 % - Кс = 0,3, >30 % - Кс = 0,2;
  ΔS' величина неравномерности осадки основания, определяемая расчетом на момент реконструкции или установленная по данным наблюдений.

Осадки могут быть установлены методом послойного суммирования, эквивалентного слоя (Н.А. Цытовича), ограниченной сжимаемой толщи (Б.И. Далматова), методом конечных элементов (МКЭ). Значения Sд, ΔSд, ΔSд/L необходимо устанавливать для неблагоприятных условий (для фундамента, получающего максимальную нагрузку при реконструкции, или с учетом загрузки соседних фундаментов).

5.7.5. Пример определения расчетного сопротивления грунта при реконструкции здания и его надстройке [22]

Исходные данные

Тип грунта – суглинок (удельный вес ρ = 1,87 т/м3, удельное сцепление СII = 2,8, тс/м2, угол внутреннего трения jII = 25 град, IL ≤ 0,5);

Осадка фундамента по результатам геодезических наблюдений SR составляет 1,6 см.

Тип фундамента – монолитный железобетонный с размерами по подошве 3,0х3,0 м (отметка подошвы фундамента -1,5 м).

Количество пролетов здания – 2. Шаг колонн – 6 м; пролет здания – 9 м; длина – 120 м.

Количество этажей – 2.

Высота этажа – 3,30 м.

Срок эксплуатации здания более 15 лет.

Цель расчета

Установить возможность надстройки при увеличении нагрузки на каждую колонну до 12 т/м2.

Порядок расчета

1. Определение расчетной схемы здания, типов и размеров элементов, выявление наиболее нагруженного участка, определение грузовой площади (см. табл. 5.27, рис. 5.22, 5.23.).

2. Сбор нагрузок на подошву фундамента в наиболее неблагоприятном по нагрузкам месте (см. табл. 5.28).

3. Определение расчетного сопротивления грунта основания под подошвой фундамента согласно выявленным грунтовым условиям.

4. Вычисление расчетного сопротивления грунта с учетом срока эксплуатации и результатов геодезических наблюдений (осадка SR = 1,6 см).

5. Определение запаса прочности грунта при дополнительной нагрузке от надстройки в 12 т/м2.

6. Оценка возможности надстройки здания без дополнительного усиления согласно выявленному запасу прочности грунта.

Расчет

Таблица 5.27

Ведомость элементов каркаса

Вид конструкций и эскиз Обозначение Марка Размеры, мм Класс бетона Расход материала Масса, т
ширина высота Бетон, м3 Сталь, кг
-- МФ В20 6,4
Серия 1.020-I/83 выпуск 2-1 IКВ03.33-2.1 (КК) В20 0,29 51,02 0,745

Окончание табл. 5.27

Серия 1.465.1-7/84 Выпуск 1 2ПГ6-4АIIIвТ плита покрытия В20 0,615 56,9 1,5
Серия ИИ 24-1/70 Выпуск 1 ИП5-6 плита перекрытия В30 0,95 2,4
Серия 1.420-12 Выпу0ск 7 Б43-2 В30 2,38 643,4 5,95

Рис. 5.22. План здания

Рис. 5.23. Разрез 1-1

 

Примечание:

Состав покрытия и перекрытия см. в табл. 5.28.

Таблица 5.28

Сбор сосредоточенных нагрузок на подошву фундамента средней колонны каркаса

Грузовая площадь 6х9 = 54 м2 (см. рис 5.22.), значения сосредоточенных нагрузок - см. табл. 5.27.

Вид нагрузки gn, т γf g, т
Постоянная нагрузка
Состав покрытия: Асфальтовая стяжка t = 0,04 м, γо = 1800 кг/м3; gn =0,04 х 1,80 = 0,072 т/м2 Утеплитель t = 0,06 м, γо = 800 кг/м3; gn =0,06 х 0,8 = 0,048 т/м2 Цементно-песчаная стяжка t = 0,09 м, γо = 1800 кг/м3; gn =0,09 х 1,8 = 0,162 т/м2 Рулонный ковер t = 0,012 м, γо = 600 кг/м3; gn =0,012 х 0,6 = 0,007 т/м2gn = 0,29 т/м2 gn =0,29 х 54 = 15,66 т 15,66 1,3 20,36
Собственный вес ребристых плит покрытия: gn =1,5т х 6 шт = 9 т 9,00 1,1 9,90
Состав перекрытия; Цементно-песчаная стяжка t = 0,03 м, γо = 1800 кг/м3; gn =0,03 х 1,8 = 0,054 т/м2 Керамогранитная плитка t = 0,010 м, γо = 1800 кг/м3; gn =0,01 х 1,8= 0,018 т/м2gn = 0,07 т/м2, количество этажей – 2 gn = 0,07 х 54 х 2 эт = 7,56 т 7,56 1,3 9,83

Продолжение табл. 5.28

Собственный вес ребристых плит перекрытия (см. рис. 5.22) количество этажей – 2 gn = 2,4 х (2 эт -1) = 14,4т 14,4 1,1 15,84
Колонны каркаса сечением 0,3х0,3 м, высотой 3,3 м (см. ведомость), количество этажей – 2, gn = 0,745 х 2 эт = 1,48 т 1,48 1,1 1,64
Ригели каркаса высотой 0,8 м, шириной 0,65 м, пролет – 9 м, 2 уровня перекрытия, gn = 6,55 х 2 эт = 13,1 т 13,1 1,1 14,4
Фундамент монолитный железобетонный сечением 3,0х3,0 м, высотой 1,2 м, масса 16 т 1,3 20,8
Грунт на обрезе фундамента при глубине заложения 1,5 м с учетом колонны каркаса 0,3х0,3 м: (3,0х3,0х1,5 - 6,4 м3 - 0,3х0,3х0,3 м) х х 1,87 т/м3 = 13,23 т 13,23 1,3 17,19
Полезная нагрузка
Полезная нагрузка от людей на 2 уровня перекрытия gn = 0,20 х 54 х 2 ур = 21,6 т 21,6 1,2 25,92
Временная нагрузка
Снеговая нагрузка g = 0,18 х 54= 9,72 т - - 9,72
  Итого, т:     145,61

Среднее давление под подошвой фундамента

Р0mII= = 16,18 т/м2.

Расчетное сопротивление грунта основания (см. формулу (5.15)

gс1= 1,2 для суглинка; L/H = 120/2 эт х3,3 м = 18, gс2 = 1,0 для суглинка; k1 = 1,1; φII =25°, Мg = 0,78; Мq = 4,11; Mc =6,67; b < 10 м, kz = 1; gII = g/II =1,87 тс/м3; СII =2,8 тс/м2; d1 =1,5 м; db =0.

=37,72 т/м2

Коэффициент mS = 1,0 при отношении среднего давления под подошвой фундамента Р0mII=16,18 т/м2 к расчетному сопротивлению грунта основания R = 37,72 т/м2: (Р0mII / R) х 100% = (16,18 / 37,72) х 100 = 43% < 70% (см. табл. 5.25).

Коэффициент KS = 1,1 при отношении величины осадки (при давлении по подошве R) по результатам геодезических наблюдений SR = 1,6 см к средней предельной осадке для промышленного многоэтажного здания с железобетонным каркасом (приложение 4 СНиП 2.02.01-83*) SU = 8 см: (SR/SU)·100% = (1,6/8)х100 = 20% ≤ 20% (см. табл. 5.26)

Расчетное сопротивление грунта основания с учетом его уплотнения (см. формулу (5.16))

RS = 1,0·1,1·37,72 = 41,49 т/м2 > Р0mII= 16,18 т/м2 ,

Вывод: прочность грунта основания в настоящее время достаточна.

Среднее давление на грунт основания при дополнительной нагрузке в 12 т/м2 после реконструкции составит

РрекmII= 16,18+12 = 28,18 < RS = 41,49 т/м2.

Запас прочности грунта после надстройки составит

Рзапаса= (RSх100/РрекmII)-100 =

= (41,49х100/28,18) -100 = 47 %.

Оценка возможности надстройки здания без дополнительного усиления несущих конструкций: несущая способность грунта основания достаточнадля восприятия нагрузки от надстройки здания. При дополнительной нагрузке в 12 т/м2 запас прочности грунта основания составляет 47%.

Вывод: надстройка многоэтажного промышленного здания при реконструкции возможна без усиления основания.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.