Определение расчетного сопротивления грунта длительно нагруженного основания и определение оптимальной геометрической формы подошвы внецентренно нагруженно

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=1,6 м, 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:

Ц₀ = 24^о

г = 18,4 кН/м³

с₀ = 4 кН/м²

E₀ = 9000 кН/м²

I_l =0,1 ед.

e = 0,7 ед.

b = 1 м

d = 1,6 м

t = 16лет

1 Определяем R₀ — расчетное сопротивление грунта основания

R_o= 1.25*1.1/1,1(M_yk_zby₁₁+M_qdy₁₁₊M_cc_t)=1.37(0,72*1*1*18,4+3,87*1.6*18,4+6,45*11.5)=251,7 kH/м²

Для Ц₀ = 24⁰ M_y=0,72 M_q=3,87 M_c=6,45

2 Определяем P степень обжатия основания существующего фундамента дополнительным давлением

P==1

Интенсивность среднего давления

P₀= =1

а Р_у — интенсивность вертикального бытового давления грунта на уровне подошвы фундамента

P==18,4−1,6/251,7=0,067

где dглубина 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.

Ц_t=ц₀? (1+P?с_ц?)= 24*(1+1*0,257*)= 39,54 ⁰

4Определяем удельное сцепление грунта с_ь кПа (тс/м)

C_t=c₀? (1+P?с_c?)= 4*(1+1*0.104*)= 5,048^о

5 Определяем Максимальный модуль деформации грунта, МПа

= E₀? (1+P_e?)=9000*(1+0,161*)= 12 651,25 кН/м²

6 Р_ц, Р_с, Р_E — безразмерные коэффициенты, определяемые по формулам:

с_ц =б_ц(1—)= 0,055*(1−24/45⁰)= 0,257

с_c=0.025+б_c? e? (1+0.3?I_l)= 0,025+0,110*0,7*(1+0,3*0,1)= 0,104

с_e=0.09+б_e? e? (1+0.2?I_l)= 0,09+0,100*0,7*(1+0,2*0,1)=0,161

где е — коэффициент пористости;

I_t— показатель текучести для глинистых грунтов.

б_ц б_c б_E — коэффициенты, принимаемые по таблице Е. 1.

7.Определяем расчетное сопротивление грунта основания, при прочностных характеристиках грунта ц_t, і c_l соответствующих длительно нагруженному основанию

R_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 Ц₀ = 40⁰ M_y=2,46 M_q=10,85 M_c=11,73

Расчетное сопротивление грунта длительно нагруженного основания определяется по формуле

R_t=R₀+(R_0t— R₀)= 251,7+(529,876−251,7)12651,25/9000=642,73кН/м²

Вывод:

Через 16 лет R_t 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:

1. Определить ширину фундамента со сплошной подошвой для недопущения отрыва: b=6e. Выполнить проверку по краевым напряжениям;

2. Оптимальную форму подошвы фундамента при двухстороннем действии момента М при условии недопущения ее отрыва от основания (p_min?0) и превышения краевых напряжений (p_max?1,2R) (см. рис. 1, а). Выполнить проверку по краевым напряжениям;

3. Тоже при одностороннем действии момента М (см. рис. 1, б). Выполнить проверку по краевым напряжениям;

4. Сравнить два варианта фундаментов с вырезами с традиционной плоской подошвой при недопущении отрыва и показать экономию.

Исходные данные:

M=800кН/м

N=700кН

R=350/м²

Эксцентриситет

Минимальная ширина фундамента со сплошной подошвой равна

b_min=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