Модернизация низковольтного оборудования тяговой подстанции

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 сопротивленияБетонРасчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы и Сжатие осевое (призменная прочность), Мелкозернистый (керамзитобетон)=17 МПаРастяжение 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 классаРасчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПарастяжениюСжатию продольной Поперечной (хомутов и отогнутых стержней) А-400 (d 6-40 мм)=355=285=355Коэффициент надежности по арматуре при расчете конструкций по предельным состояниям, первой группывторой группыА-400=1,1=1,0Модуль упругости арматуры, МПаА-400

1.3 Сбор нагрузки

Нагрузки на 1 м2 перекрытия в соответствии с СП 20.13330.2011Вид нагрузкиНормативная нагрузка, кН/м2Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка, кН/м2Постоянная: 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 0,3044Итого постоянная нагрузка 5-5,8Временная:1. Перегородки д=120 мм 2. Полезная в том числе: - кратковременная хsh - длительная хlon0,5 3,5 2,5 1,01,1 - 1,3 1,20,55 4,45 3,25 1,2Итого временная нагрузка 4,0-5,0Временная нагрузка без учета перегородок 3,5-4,45Полная нагрузка (постоянная + временная):Итого :8,5-10,25

Нагрузка на 1м2 покрытия в соответствии с СП 20.13330.2011Вид нагрузкиНормативная нагрузка, кН/м3Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка, кН/м2Гидроизоляционный ковер (3 слоя)0,151,30,195Армированная цементно-песчаная стяжка0,88 1,31,44 Керамзит по наклону 0,601,30,780Утеплитель (минераловатные плиты) 0,231,20,270Пароизоляция (1 слой)0,051,30,065Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов 3,401,13,740Итого постоянная нагрузка 5,3-6,2Временная нагрузка - СнеговаяS0 = 0,7 cectSg В том числе длительная часть снеговой нагрузки 0,22 0,11 - - 0,31 0,15Полная 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.

Используя найденные значения R и вычисляем несущую способность сваи по грунту .

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