Проектирование несущих конструкций подземной части здания
1. Расчет и конструирование свайного фундамента
под колонну
.1
Исходные данные на проектирование
свая колонна ростверка
фундамент
Здание выполняется как каркасное из монолитного железобетона
с подземной частью в 4 этажа высотой 2,8 м. Этажи с 1 по 12 имеют высоту 4,2 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 300 и 600 мм. Фундаменты выполняются как свайные, отдельно стоящие
ростверки, затем объединенные в ростверковые ленты.
1.2
Материалы
Бетон В45
|
Вид сопротивления
|
Бетон
|
Расчетные сопротивления бетона для предельных
состояний первой группы  и 
|
|
Сжатие осевое (призменная прочность), Мелкозернистый
(керамзитобетон)=17 МПа
|
|
|
|
Растяжение осевое,
|
|
=1,15 МПа
|
-коэффициент условий работы 
=0,9;
начальный модуль упругости бетона 
=32500 МПа.
Продольная рабочая стержневая арматура класса А-400
|
Стержневая и проволочная арматура класса
|
Расчетные сопротивления арматуры для предельных
состояний первой группы, МПа
|
|
растяжению
|
Сжатию 
|
|
продольной  Поперечной (хомутов и
отогнутых стержней) 
|
|
|
|
А-400 (d 6-40 мм)
|
=355
|
=285
|
=355
|
|
Коэффициент надежности по арматуре при расчете
конструкций по предельным состояниям, 
|
|
первой группы
|
второй группы
|
|
А-400
|
 =1,1
|
=1,0
|
|
Модуль упругости арматуры, МПа
|
|
А-400
|
|
|
|
|
|
|
1.3
Сбор нагрузки
|
Нагрузки на 1 м2 перекрытия в
соответствии с СП 20.13330.2011
|
|
Вид нагрузки
|
Нормативная нагрузка, кН/м2
|
Коэффициент надежности по нагрузке 
|
Расчетная нагрузка, кН/м2
|
|
Постоянная:
|
|
1. Многопустотная сборная плита перекрытия с
омоноличиванием швов (д=220 мм); 2. Керамзит (д=60 мм; с=8кН/м3);
3. Цементно-песчаная стяжка (д=30 мм; с=18кН/м3); 4.
Цементно-песчаный раствор (д=60 мм; с=8кН/м3); 5. Керамическая
плитка (д=13 мм; с=18кН/м3);
|
3,4 0,48 0,53 0,36 0,234
|
1,1 1,3 1,3 1,3 1,3
|
3,74 0,624 0,689 0,468 0,3044
|
|
Итого постоянная нагрузка 
|
5
|
-
|
5,8
|
|
Временная:
|
|
1. Перегородки д=120 мм 2. Полезная в
том числе: - кратковременная хsh - длительная хlon
|
0,5 3,5 2,5 1,0
|
1,1 - 1,3 1,2
|
0,55 4,45 3,25 1,2
|
|
Итого временная нагрузка 
|
4,0
|
-
|
5,0
|
|
Временная нагрузка без учета перегородок 
|
3,5
|
-
|
4,45
|
|
Полная нагрузка (постоянная + временная):
|
|
Итого  :
|
8,5
|
-
|
10,25
|
|
Нагрузка на 1м2 покрытия в
соответствии с СП 20.13330.2011
|
|
Вид нагрузки
|
Нормативная нагрузка, кН/м3
|
Коэффициент надежности по нагрузке
|
Расчетная нагрузка, кН/м2
|
|
Гидроизоляционный ковер (3 слоя)
|
0,15
|
0,195
|
|
Армированная цементно-песчаная стяжка
|
0,88
|
1,3
|
1,44
|
|
Керамзит по наклону 
|
0,60
|
1,3
|
0,780
|
|
Утеплитель (минераловатные плиты) 
|
0,23
|
1,2
|
0,270
|
|
Пароизоляция (1 слой)
|
0,05
|
1,3
|
0,065
|
|
Многопустотная плита перекрытия с
омоноличиванием швов 
|
3,40
|
1,1
|
3,740
|
|
Итого постоянная нагрузка 
|
5,3
|
-
|
6,2
|
|
Временная нагрузка - СнеговаяS0 = 0,7 cect Sg В том числе длительная
часть снеговой нагрузки 
|
0,22 0,11
|
- -
|
0,31 0,15
|
|
Полная нагрузка 
|
5,52
|
-
|
6,51
|
Нагрузка 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.
Предварительно вес ростверка принимаем: 
Таким образом, нагрузка, приходящаяся на сваю, составит:
Рис. 1. Конструктивная схема перекрытия
Рис. 2. Разрез по линии 1-1
Рис. 3. Конструктивная схема здания
1.4
Определение несущей способности сваи по грунту
Грунты основания:
ИГЭ-1: песок, мощностью 7,2 м.;
ИГЭ-2: суглинок, мощностью 4,5 м.;
ИГЭ-3: торф, мощностью 2,4 м;
ИГЭ-4: глина полутвердая, JL=0,25, полная мощность не
вскрыта;
Вид сваи - буровые, бетонируемые при отсутствии в скважине
воды (сухим способом) 0,6х0,6 м, а крайних 0,3х0,3 м.
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=0,9хd=0,9х0,3=0,27 м
крайние сваи: а=0,9хd=0,9х0,6=0,54 м;
Несущая способность по грунту одиночной забивной висячей сваи
определяется по формуле:
,
где 
с - коэффициент условий работы сваи в
грунте; с = 1;- 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 0,52м2
со стороной 0,27 равной 0,13 м2- наружный периметр
поперечного сечения сваи, м, для сваи:
со стороной 0,54 - U=0,54х4=2,16 м;
со стороной 0,27 - U=0,27х4=1,08 м;
- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой
поверхности сваи, кПапринимаемое по табл. 11.2 [1] СНиП 2.02.03-85;
- толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью
сваи, м;
г CR и г Cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно
под нижним
концом и на боковой поверхности сваи; принимаем г CR и г
Cfпринимаемые по табл. 7.4 [7], 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
тугопластичной
=0,35, на глубине 
=20,3 м составляет R=3880 кПа.
Несущая способность сваи d=0,3 см:
Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:
Несущая способность сваи d=0,6 см:
Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:
.
Следовательно несущая способность обеспечена.
Проверка экономичности:
Т.к. разница значений 
и N составляет менее 10%, то сваи запроектированы экономично.
1.5