Определение расчетного сопротивления грунта длительно нагруженного основания и определение оптимальной геометрической формы подошвы внецентренно нагруженного фундамента с вырезом
Министерство
образования и науки Украины
ХАРЬКОВСКИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Контрольная
работа
По
дисциплине "Геотехника в строительстве"
Расчетно-графическое
задание:
"Определение
расчетного
сопративления грунта длительно нагруженного основания и определение оптимальной
геометрической формы подошвы внецентренно нагруженного фундамента с вырезом"
Харьков
2014
Двухэтажное кирпичное бесподвальное здание с
гибкой конструктивной схемой, с шириной фундаментов b
=1м, глубиной заложения d=1,6м,
эксплуатировалось в течении t=16
лет без изменений инженерно-геологических и гидрологических условий территории
.Определить во сколько раз увеличилось расчетное сопротивление грунта под
подошвой фундамента по сравнению с начальным расчетным сопротивлением ,
если считать, что основание фундамента было загружено нагрузкой .
Расчетная схема приведена на рис. 1.
Грунт под подошвой:
Рис. 1 - Расчетная схема для определения
расчетного сопротивления грунта
Исходные данные:
Φ0 =
24о
γ = 18,4 кН/м3
с0 = 4 кН/м2
E0 =
9000 кН/м2
Il
=0,1 ед.
e = 0,7 ед.
b
=
1м
d = 1,6м
Определяем R0
- расчетное сопротивление грунта основания
Ro=
1.25*1.1/1,1(Mykzby11+Mqdy11+Mcct)=1.37(0,72*1*1*18,4+3,87*1.6*18,4+6,45*11.5)=251,7
kH/м2
Для Φ0
= 240 My=0,72
Mq=3,87 Mc=6,45
2 Определяем P степень обжатия основания
существующего фундамента дополнительным давлением
P==1
Интенсивность среднего давления
0=
=1
а Ру - интенсивность вертикального
бытового давления грунта на уровне подошвы фундамента
P==18,4-1,6/251,7=0,067
где d- глубина заложения подошвы фундамента, м;
у11 - расчётное значение удельного
веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м3 (тс/м3);
3 Определяем угол внутреннего трения грунта ф*
град.
Φt=φ0
· (1+P·ρφ·)=
24*(1+1*0,257*)= 39,54 0
4Определяем удельное сцепление грунта сь
кПа (тс/м )
Ct=c0
· (1+P·ρc·)=
4*(1+1*0.104*)= 5,048о
5 Определяем Максимальный модуль деформации
грунта ,
МПа
= E0 ·
(1+Pe·)=9000*(1+0,161*)=
12651,25 кН/м2
6 Рφ,
Рс, РE - безразмерные
коэффициенты, определяемые по формулам:
ρφ
=αφ(1--)=
0,055*(1-24/450)= 0,257
ρc=0.025+αc·
e ·
(1+0.3·Il)=
0,025+0,110*0,7*(1+0,3*0,1)= 0,104
где е - коэффициент пористости;
It-
показатель текучести для глинистых грунтов.
αφ
αc
αE
- коэффициенты, принимаемые по таблице Е. 1.
7.Определяем расчетное сопротивление грунта
основания, при прочностных характеристиках грунта φt
, і cl
соответствующих длительно нагруженному основанию
ot=
1,25*1,1/1,1(2,46*1*1*18,4+10,85*1,6*18,4+11,73*5,048)=529,876 kH/м2
Для Φ0
= 400 My=2,46
Mq=10,85 Mc=11,73
Расчетное сопротивление грунта длительно
нагруженного основания определяется по формуле
t=R0+(R0t-
R0)=
251,7+(529,876-251,7)12651,25/9000=642,73кН/м2
Вывод:
Через 16 лет Rt
по сравнению с R0
увеличилось в = 529,876/251,7 =
2,1 раза.
Определение оптимальной геометрической формы
подошвы внецентренно нагруженного фундамента с вырезом
На ленточный фундамент сооружения (т.е. принять l=1м)
действуют расчетные усилия N
и М. Основание фундамента сложено относительно прочными грунтами с условным
расчетным сопротивлением грунта R. Расчетная схема взаимодействия фундамента с
основанием представлена на рис. 1. сопротивление
грунт фундамент деформация
Определить:
. Определить ширину фундамента со сплошной
подошвой для недопущения отрыва: b=6e.
Выполнить проверку по краевым напряжениям;
. Оптимальную форму подошвы фундамента при
двухстороннем действии момента М при условии недопущения ее отрыва от основания
(pmin≥0) и
превышения краевых напряжений (pmax≤1,2R)
(см. рис. 1, а). Выполнить проверку по краевым напряжениям;
. Тоже при одностороннем действии момента М (см.
рис. 1, б). Выполнить проверку по краевым напряжениям;
. Сравнить два варианта фундаментов с вырезами с
традиционной плоской подошвой при недопущении отрыва и показать экономию.
Исходные данные:
M=800кН/м
R=350/м2
Эксцентриситет
Минимальная ширина фундамента со сплошной
подошвой равна
bmin=6e=6,6
м.
Для фундамента с центрально расположенным
вырезом минимальная ширина фундамента определяется
по формуле
а величина относительного выреза равна
.
Принимаем =4,7
м.
а другие величины равны:
=0,38
=0,42
=0,2
Где,
Экономия:
9/4,7=1,91 раза экономия материала