Методическая разработка по учебной дисциплине «Проектирование строительных конструкций»
методическая разработка на тему

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовской области среднего профессионального образования

«Саратовский архитектурно-строительный колледж»

Методическая разработка по учебной дисциплине

«Проектирование строительных конструкций»

Рабочая тетрадь

по выполнению расчетно-графической работы

«Расчет свайных фундаментов»

Саратов 2012

Составитель: Огольцова Е.Г.                                            Рассмотрено и одобрено

зам.директора по учебной работе                                     на заседании методического

ГБО СПО САСК                                                                  Совета ГБО СПО САСК

О.И. Муравьёва                                                                     протокол №

методист                                                                                  .

Ботова И.И.

Рабочая тетрадь составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта СПО по специальности 270802 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений и программой дисциплины «Проектирование строительных конструкций» и используется на уроках совместно с методическими рекомендациями по выполнению расчетно-графической работы по теме «Расчет свайных фундаментов».

.Рабочая тетрадь предусматривает продуктивную работу студентов как на учебных занятиях, так и для внеаудиторной работы.

Министерство образования Саратовской области

Государственное бюджетное образовательное

учреждение Саратовской области среднего профессионального образования

“CАРАТОВСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ”

Специальность 270103 «Строительство и эксплуатация

зданий и сооружений»

Расчетно-графическая работа №

Тема: «Расчет свайных фундаментов»

Выполнил студент                                                 Проверил преподаватель        

 _________________

Группа ___________        __________________

Подпись __________        Подпись __________

Дата _____________        Дата______________

Саратов 20

1. Расчет и конструирование свайного фундамента под колонну.

1. Исходные данные.

Требуется запроектировать свайный фундамент под колонну среднего ряда   этажного каркасного здания с сеткой колонн L1x L2 =         ×         м высота этажа             м, здание строится в    климатическом районе (г.                         ) по весу снегового покрова. Снеговая расчетная нагрузка на покрытие       кН/м2. Полезная (временная) нагрузка на перекрытие      кН/м2.

Кровля здания совмещенная невентилируемая.

Состав покрытия:

1. 4 слоя рубероида на битумной мастике, g = 0,2 кН/м2;
2. цементно-песчаная стяжка t = 0,03м, ρ = 20 кН/м3;
3. утеплитель – керамзитобетон t =       м, ρ =      кН/м3;
4. пароизоляция – слой рубероида на мастике, g = 0,05 кН/м2;
5. плита покрытия (по типу перекрытия) - 2,6 х 36кН/м2;
6. ригель перекрытия по каталогу – 26 кН/м2.

Состав перекрытия:

      -

      -

      -

      -

1. ж/б плита - 2,6 х     кН/м2;
2. ж/б ригель – 2,6кН/м2.

В основании здания залегают слои грунта, имеющие следующие характеристики:

1. растительный слой –            м;
3.  

С учетом климатических условий и конструктивных требований глубина заложения подошвы ростверка принята db =      м.

Ростверк устраивается из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В    , рабочая арматура класса А-     .

1. для бетона класса В      с учетом коэффициента γb2 = 0,9, прочность на осевое сжатие Rb x γb2  =        x 0,9 =       МПа =       кН/см2,
2.  прочность на осевое растяжение Rbt x γb2  =       х 0,9 =        МПа =        кН/см2;
3. для рабочей арматуры класса А-     расчетное сопротивление Rs =            МПа= =                  кН/см2.

2. Определение нагрузок и усилий.

Нагрузки на колонну от покрытия и перекрытий собираются с грузовой площади при сетке колонн           ×          м,  Агр. =         ×          =       м2.

2N1

Nпер

Nпер

Nпер

Gк1

Gк

Gк

Gк

1эт

2эт

3эт

4эт

5эт

Nпер

Gк

Nпок

Рис. 1. Схема загружения колонны.

Собственный вес колонны на один этаж по формуле:

в первом этаже –

Gк =      ×        ×       ×      ×       =        кН

во втором – пятом этажах –

Gk=      ×       ×       ×      ×        =        кН

Таблица 1.1. Нагрузки на колонну от покрытия, кН

Полная расчетная нагрузка на колонну от покрытия Nпок =            кН.

Таблица 2.2. Нагрузки на колонну от перекрытия, кН

Полная расчетная нагрузка на колонну от перекрытия Nпер =            кН.

Полная расчетная нагрузка на фундамент в соответствии со схемой загружения по формуле:

где n – количество перекрытий;

k – количество колонн

;

N1 =       +       +       ×       +       ×       +       =          (кН) 

Принимая за несущий слой (   ) –                                 с показателем текучести JL =        с учетом необходимого заглубления нижнего конца сваи 1м и требуемой глубины заложения подошвы ростверка принимаем сваи марки С     –       длиной        м сечением 300х300мм.

разбивая пласт (   )                                                                                                               на 2 слоя толщиной             м и          м, а пласт (   ) на слои толщиной           м и        м, определяем средние глубины залегания слоев, находим их расчетные сопротивления по боковой поверхности: f2’’ =         кПа, f2’=          кПа,  f ‘3  =          кПа,  f3”  =          кПа,  f4”=          кПа.

Для слоя                                    при глубине погружения нижнего конца сваи         м, интерполируя определяем  расчетное сопротивление под нижним концом сваи R =            кПа.

Несущая способность сваи по формуле:

 Fd =                                                                                                                                          

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по формуле:

                 P=

Площадь подошвы ростверка при шаге свай  а =          м по формуле:

                       Ap=

Ориентировочная нагрузка от ростверка по формуле:

      Gp1=

Количество свай в кусте по формуле:

                  nc=

Количество свай принимаем -                                                                                             .

Размещаем с минимальным шагом а = 3 × d = 3х300 = 900 мм по             сваи в ряду. Ширина свеса ростверка – 100мм, тогда его размеры                                     мм.  принимаем           мм.

Уточненный расчетный вес ростверка по формуле:

                       Gp1=

Расчетная нагрузка, передаваемая на фундамент:

                      Nф1=

Нагрузка, передаваемая на сваю:

Pc= Nф1/n c≤ P

                       Pc=

Условие  удовлетворяется.

1.3. Расчет и конструирование ростверка.

Ростверк в плане имеет квадратную форму размером bp =                м.                         По конструктивным соображениям с учетом принятой глубины заложения подошвы        db =           м и отметки верха фундамента для каркасов серии I – 020 равной 0,5м, полная высота ростверка h =                 м. Принимаем высоту плитной части ростверка hp =         м и высоту подколонника  hn =          м.

Необходимая высота ростверка из условия прочности на продавливание по формуле:

                  hp=

что меньше принятой hp =                м.

Проверка прочности на срез :

Расстояние от плоскости внутренних граней крайнего ряда свай до грани подколонника с =              м, отношение с/hp =                         , коэффициент m = 1,06, тогда

m × bp× hp× Rbt=                                                        ≥ Q=                   кН  

Прочность ростверка на срез обеспечена.

Реакция крайних свай от расчетной нагрузки:

N = 3 Pc

                   N=

Расстояние от точки приложения усилия N до сечения 1-1 :

х1=bp/2 – b1/2 – b/2 –bc =

Расстояние от точки приложения усилия N до сечения 2-2 :

х2=bp/2 – bk/2 – b/2 –bc =

Изгибающие моменты в сечениях 1-1 и 2-2 по формуле:

                              M1=

M2=

Принимая расстояние от низа ростверка до центра тяжести площади сечения арматуры а = 11см, рабочая высота в сечении 1-1 hop = hp – а =               cм,                            в сечении 2-2 ho = h – а =                                    см, площадь сечения арматуры по формуле:

As1=

As2=

Принимаем шаг стержней сетки ростверка                 мм.                                                По сортаменту принимаем                 стержней  диаметром           А III с Asf =                 см2.