С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N/=85,5.0,8=68,4кН;

Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто:

где Rbn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 2 болта Æ 20 мм, с Аbn=2,45 см2.

Расчёт анкерных болтов колонны К2.

М=17,46кН×м; N=193,74 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N/=193,74 . 0,8=154,99кН;

Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто

где Rbn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 2 болта Æ 30 мм, с Аbn=5,60 см2.

Расчёт анкерных болтов колонны К3.

М=10,88кН×м; N=45,9 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N/=45,9.0,8=36,72кН;

Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто

где Rbn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 2 болта Æ 16 мм, с Аbn=1,57 см2.

Оголовок колонн примем t=16мм. Размеры для колонн К1 и К2 450х450мм; для колонны К3 -350х350мм.

8.5 Основания и фундаменты

8.5.1 Оценка инженерно-геологических условий

Плотность грунта

(p. γ /10)

p1 = 1.8 т/м3

p2 = 1.86 т/м3

p3 = 1.97 т/м3

Плотность частиц грунта

( ps = γs/10)

ps1 =2.62 т/м3

ps2 =2.64 т/м3

ps3 =2.72т/м3

Коэффициент пористости

e = ps( 1+ W) / p – 1.0

e 1= ps( 1+ W) / p – 1.0 = 2.62( 1+ 0.074) / 1.8 – 1.0 = 0.56

e 2= ps( 1+ W) / p – 1.0 = 2.64( 1+ 0.262) / 1.86 – 1.0 = 0.79

e 3= ps( 1+ W) / p – 1.0 = 2.72( 1 + 0.802) / 1.97 – 1.0 = 1.49

Коэффициент водонасыщения

Sr = Wps /epw

Sr2 = Wps /epw = 0.262 * 2.64 / 0.79 * 1.0 = 0.88

Число пластичности для глинистых грунтов

Jp = We - Wp

Jp1 = We - Wp = 0.26 – 0.16 = 0.1

Jp3= We - Wp = 0.42 – 0.23 = 0.19

Показатель консистенции для глинистых грунтов

JL = W – Wp / We- Wp

JL1 = W – Wp / We- Wp = 0.074 – 0.16 / 0.1 = -0.86

JL 3= W – Wp / We- Wp = 0.803 – 0.23 / 0.19 = 3.02

Литологическое описание грунта.

1 слой - супесь твёрдой консистенции

2 слой - песок крупный, рыхлый, насыщенный водой (если понадобится в расчётах, применяем цементизацию и доводим до средней плотности )

3 слой - глина тягучей консистенции

4 слой – скальный грунт-гранит

8.5.2 Проектирование фундамента под колонну К

Рис. 8.20. Схема к определению несущей способности сваи под колонну К1.

1. Исходные данные.

Наиболее невыгодное сочетание нагрузок на уровне обреза фундамента

N=335,75кН, М= 58,10кН*м, Q=18кН.

2. Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта и конструкции сваи.

Глубину заложения ростверка принимаем из конструктивных соображений dr=1,5м, высота ростверка 1,3м и расположение обреза ростверка ниже поверхности грунта на 0,2м. Принятая глубина заложения ростверка больше расчетной глубине промерзания грунта df=1,4м.

Наиболее благоприятным грунтом для использования в качестве несущего слоя является супесь, но мощности слоя не достаточно. Используем в качестве несущего слоя песок. Принимаем глубину заделки сваи в ростверк Dz=0.05м, в несущий слой грунта hz=2,95м. Требуемую длину сваи определяем по формуле 9,4/

Учитывая возможность погружения свай забивкой и не значительные нагрузки на фундамент, принимаем сваи сечением 30х30см. марка сваи С5-30, бетон кл. В15, рабочая арматура - 4Æ12, кл. A-I.

3. Определение несущей способности и силы сопротивления сваи по материалу и по грунту. Силу расчетного сопротивления сваи по материалу определяем по формуле 9,5 [9], учитывая, что γс=1 (при d³0,2м); φ=1 (для низкого ростверка); γсd=1 (для забивных свай); Rb=8500кПа (для бетона В15); Ab=0,3х0,3=0,09м2; Rsc=225000кПа (для арматуры A-I);

As = 4πr2 = 4*3,14*0,0062 = =0,452х10-

3м2,

По характеру работы свая относится к висячей, так как опирается на сжимаемый грунт ( модуль деформации несущего слоя грунта Е=30МПа<50МПа). Поэтому несущую способность сваи по грунту определяем по формуле 9,10 [9] при γс=1; R=6600кПа (принято по таблице 9,3 с учетом интерполяции) [9]; A=0,3х0,3=0,09м2; u=4*0,3=1,2м; Σ γсffihi=254,05кПа (см. таблицу на рис.8.20.); fi-расчетное сопротивление i-го слоя грунта, кПа, принимаемое по табл. 9,4[9]; hi-толщина i-го слоя грунта, м; γсR=1, γсf=1 при забивке свай молотом (см. таблицу 9,5) [9].

Силу расчетного сопротивления сваи по грунту находим по формуле 9,1для коэффициента надежности γk=1,4

В дальнейших расчетах используем меньшее значение силы расчетного сопротивления сваи FR=RRs=642,04кН

4. Определение приближенного веса ростверка и числа свай.

По формулам 9,23[9] и 9,24[9] определяем соответственно среднее давление под подошвой ростверка pg, площадь подошвы ростверка Ag и приближенный вес ростверка с грунтом на уступах Ng, учитывая, что здание без подвала, среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах γm = 20кН/м3,

Число свай определяем по формуле 9,25[9]

где ==1,5 - коэффициент учитывающий действие момента;

Принимаем число свай 1шт.

5. Конструирование ростверка.

Габаритные размеры ростверка (подколонника) в плане равны 0,6х0,6м, по высоте – 1,3м.

Вес ростверка Ng и грунта Ngg на его уступах определяем по формулам 9,27[9] и 9,28[9], учитывая , что γf=1,1-коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса материала;