Расчёт сваи по материалу: Указания по расчету свайных фундаментов

Расчет несущей способности свай по материалу.

Свая С8-35 изготовлена из бетона В15, Е=24*10⁶, R_b=8500кПа, А=0,35²=0,1225м², арматурный каркас 4Ø10А300, R_sc=8500кПа, A_stot=0,000314м².

Принятый свайный фундамент с вертикальной забивкой свай, поэтому расчетная длина сваи ℓ₀ принимается равной ℓ₁ , по формуле 7.1 [15] где ℓ₁ –расстояние от подошвы ростверка до расчетного сечения защемленного в грунте стержня:

ℓ_с=0 – длина сваи от подошвы ростверка до уровня планировки грунта.

α_ε – коэффициент деформации, определяемый:

Коэффициент К определяем по[15], табл.Д1, для грунта расположенного от подошвы фундамента на расстоянии определенном по формуле Д.4[15]:

ℓ_К = 3,5d + ∆

где ∆=1,5

d=0.35м – размер сечения сваи

ℓ_К =3,5*0,35+1,5=2,73м

Таким образом К=6440 кН/м

4 для песка средней крупности с е=0,622

I = d⁴/12=0,35⁴/12=0,00125м⁴ – момент инерции сечения сваи

Модуль упругости бетона В25 сваи:

Е = 30000МПа = 30*10⁶ кПа

Условная ширина сваи:

b_p=1,5d+0,5=1,5*0,35+0,5=1,025м

=0,707м^-1

=2/0,707=2,83м

Гибкость сваи:

ℓ₀/h=2,83/0,35=8,1 ≤ 20 следовательно несущую способность сваи вычисляем по формуле:

N_ult=φ(R_bA+R_scA_stot)=0,91*(14500*0,1225+355000*0,000314)=1717,8кН> F_d/γ_f= =1090,7/1,4=779,1 кН

φ =0,91 для ℓ₀/h=8,1

Последующие расчеты ведем для несущей способности свай по грунту

F_d =1090,7кН, т. к. она меньше несущей способности сваи по материалу N_ult=1717,8кН

b_p =

N_0I= 1,25N – нагрузка на 1м/п по обрезу фундамента стены по оси И для расчета по первой группе предельных состояний.

N_0I=1,25*372,422=465,5 кН

γ_f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке

d_p =0,5м – глубина заложения ростверка

b_р=465,5/(706,6-22*0,5*1,1)=0,68м

Предварительный расчет веса ростверка с грунтом по формуле:

N_pg==1,1*0,68*22*0,5=8,2 кН

Рисунок 31 – К расчету свайного фундамента по оси И.

Необходимое число свай на погонный метр ростверка определим по формуле:

N=

γ_m = 1 коэффициент, учитывающий внецентренность нагрузки на фундамент

γ_k = 1,4 коэффициент надежности

N=1*1,4*(465,5+8,2)/1090,7=0,61 шт/м.

п

Или шаг забивки свай составит:

b = 1/N = 1/0,61= 1,6м

Высота ростверка назначается ориентировочно из условия проч­ности ростверка на продавливание и изгиб по формуле :

, м

где d = 0,35 м — ширина сваи; k = 1;

R_bt = 1035 кПа — прочность бетона на скалывание;

h_р = — 0,35/2 + 0,5(0,35² + 1090,7 /1035) = 0,37 м

Принимаем высоту ростверка 0,4 м. Назначаем расстояние между осями свай 1,6 м, ширину ростверка 0,68м. Схема расположения свай в ростверке на рис.32

Рисунок 32. Схема расположения свай в ростверке фундамента ось И.

Определение фактического веса ростверка и грунта на его уступах:

N_I =

Вес ростверка на м.п.:

N_p = γ_f*V_жб=25*0,68*0,4*1=6,8 кН

γ_f=25 кН/м³ – удельный вес бетона

Вес грунта на уступах:

0,04*22,4=0,9 кН

Усредненный удельный вес грунта и пола на уступах фундамента:

кН/м³

V_гр=(0,68-0,4)*0,15=0,04 м³— объем грунта расположенного на уступах фундамента.

Вес сваи за вычитом заделки в ростверк, равной 100мм:

N_SL=N_S — N_зад

Вес сваи по табл.17[22]:

N_S =25кН

Вес части сваи заделанной в ростверк:

N_зад= V_зад * γ_f =0,1*0,35*0,35*25=0,3кН

N_SL= 25-0,3=24,7кН

Количество свай в фундаменте на 1 м.п.

n=0,61шт

(465,5+1,2*6,8+1,1*0,9+1,1*24,7*0,61)/0,61=805,3 кН < F_d/1,4=1090,7/1,4=779,1 кН

Условие не выполняется, следовательно уменьшим шаг свай в ростверке до 1500мм, тогда количество свай на м.п. ростверка составит:

N=1/1,5м = 0,667шт/м.п.

Проверка:

(465,5+1,2*6,8+1,1*0,9+1,1*24,7*0,667)/0,667=738,8 кН < F_d/1,4=779,1 кН

Проверка условий работы свай показала, что свайный фундамент запроектирован рационально.

План фундамента изображен на рисунке 33.

Рисунок 33. Схема расположения свай в ростверке фундамента стены ось И.

правила определения, размещение свай и калькулятор

Сваи широко применяют в строительстве. Они позволяют устраивать фундамент на неустойчивых почвах, ограждать котлованы, возводить подпорные стенки и укреплять грунт.

Это экономичный, устойчивый вариант установки фундамента, применяемый практически в любых условиях.

В статье мы расскажем о видах свай, порядке и различных методах расчета фундамента.

Содержание

• 1 Виды
• 2 Проектирование свайного фундамента
• 3 Расчет ростверка
• 4 Алгоритм расчета свайного фундамента
• 5 Расчет несущей способности по грунту
• 6 Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание
• 7 Заключение

Виды

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

• Забивные сваи. Самый популярный вид. Погружаются в грунт путем забивки пневматическим молотом на рассчитанную глубину;
• Буронабивные сваи устанавливаются в самые короткие сроки. Сначала методом шнекового бурения разрабатывают скважину и уплотняют грунт вокруг нее. Потом одновременно с извлечением бура под давлением закачивают в скважину бетонную смесь. Сразу после этого в ней устанавливают армирующий каркас. Его изготавливают из металлических стержней на заводе или строительной площадке;
• Вибропогружаемые опускаются в толщу пород под действием собственного веса. Специальная установка передает вибрацию через сваю на грунт, за счет этого уменьшается сила трения между конструкцией и частицами почвы и свая постепенно погружаются в породу. Метод применяется на площадках с песчаным или насыщенным влагой грунтом;
• Винтовые конструкции имеют лопасти на концах, благодаря им конструкция погружается в землю. Хорошо работают на неустойчивых грунтах и плывунах при наличии недалеко от поверхности прочной породы. При монтаже не издают шума, не повреждают почву, могут устанавливаться на площадках с плотной застройкой. Монтаж осуществляется вручную или с применением легкой техники;
• Вдавливаемые устанавливаются без сильных толчков и вибраций, создают минимальную нагрузку на почву и фундаменты расположенных вблизи сооружений. Подходят для строительства крупных объектов в местах с плотной застройкой и вблизи зданий с неустойчивыми или старыми фундаментами.

По виду материала:

• Железобетон. Самый популярный материал для возведения крупных объектов. Металл, составляющий каркас обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам, а бетон защищает металлоконструкцию от воздействия окружающей среды, обеспечивает стойкость к вертикальным нагрузкам и увеличивает силу трения с грунтом;
• Дерево. Применяется в индивидуальном строительстве на сухих почвах. Дешевый и доступный материал, но требует дополнительной гидроизоляции;
• Металл. Из этого материала выполняют винтовые сваи. После изготовления их покрывают специальным составом, защищающим их от коррозии.

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

По характеру работы:

• Сваи-стойки работают за счет установки их нижней части на прочную породу. Они передают нагрузку на устойчивое основание, миную другие, менее надежные слои;
• Висячие сваи работают за счет силы трения между ними и сжатыми грунтами вокруг.

На выбор типа конструкции влияют условия работы, особенности грунтов, конструкция и вес здания. Для правильного расчета необходимо обратиться к специалистам, способным провести все необходимые измерения и изыскания.

Проектирование свайного фундамента

При проектировании свайного фундамента необходимо участь ряд факторов, влияющих на его устойчивость:

• Глубина залегания толщина и надежность пород;
• Масса здания;
• Условия строительства и эксплуатации;
• Конструктивные особенности здания.

При проектировании инженеры опираются на данные геологических изысканий и на их основе определяют возможность строительства, рассчитывают количество свай, выбирают их вид, форму и материал.

Второй важный фактор — это нагрузка от здания.

Она складывается из нескольких видов нагрузки:

• Постоянная. Включает в себя вес самого здания;
• Долгосрочная временная — это вес станков, оборудования и других тяжелых конструкций;
• Краткосрочная временная складывается из веса мебели и людей в здании;
• Снеговая и ветровая нагрузки рассчитываются отдельно для каждого здания на основании климатических данных региона согласно СП 131. 13330.2012 «Строительная климатология».

Карта снеговых районов России

Вид сваи зависит от технико-экономических показателей строительства. Подбирается самый дешевый вариант, удовлетворяющий все требования и обеспечивающий надежность конструкции.

На этапе проектирования инженеры предусматривают запас прочности, обеспечивающий длительный срок эксплуатации фундамента даже при больших нагрузках.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Крепление ростверка к разным видам свай

Количество свай в ростверке находят по формуле:

где:

• dp — заглубление ростверка;
• N0I — максимальное значение суммы нагрузок от веса здания;
• Yk — коэффициент надежности;
• F — максимальная нагрузка на одну сваю;
• A — площадь ростверка;
• Ymt — усредненный вес ростверков и грунта на его обрезах.

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

• В шахматном порядке, в два ряда или в одну линию с равными промежутками;
• Расстояние между соседними сваями не менее трех их диаметров;
• Минимальное расстояние от края ростверка до ближайшей сваи равно одному ее диаметру;
• При возникновении только вертикальных нагрузок сваи заглубляют в ростверк всего на 5–10 см, в иных случаях соединение делают более надежным и дополнительно рассчитывают.

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Алгоритм расчета свайного фундамента

Процесс расчета начинается с определения общего веса здания.

Он состоит из суммы массы всех конструкций:

• Кровля;
• Стены;
• Перекрытия;
• Железобетонный каркас.

При расчете толщина каждого слоя конструкции умножается на ее высоту и на плотность. В результате рассчитывается нагрузка на 1 м2 конструкции.

Кратковременные равномерно распределенные нагрузки (вес людей и мебели) берутся с расчетом 150 кг/м2. Сумма нагрузок вычисляется путем умножения значения на общую площадь здания. После этого определяется нагрузка от веса снега. Она будет зависеть от климатического района и форму крыши.

Чем больше угол наклона крыши, тем меньше будет снеговая нагрузка.

После этого определяется несущая способность каждой сваи и их количество в ростверках. Полученные значения дополнительно проверяют и только после этого приступают к дальнейшему проектированию и строительству здания.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

• А — площадь опирания на грунт нижней части единицы конструкции;
• Yc, Ycr, Ycri — коэффициенты, учитывающие условия работы фундамента, основания, сил трения;
• U — периметр разреза сваи;
• fi — сила трения на боковых стенках;
• R — величина несущей способности грунта в месте опирания;
• li — длина боковых частей.

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Это наиболее точный метод:

• На площадке устанавливают пробную сваю;
• Дают конструкции набраться прочности в течение положенного срока;
• Установленный на сваю ступенчатый домкрат передает на нее нагрузку;
• Специальный прибор замеряет усадку сваи;
• На основе полученных данных проводятся расчеты.

Метод динамической нагрузки -на уже установленный свайный фундамент передают ударную нагрузку и после каждого удара определяют усадку и проводят необходимые расчеты.

Метод зондирования — пробную сваю оснащают датчиками, погружают на расчетную глубину и определяют сопротивление грунтов.

После выполнения теоретического расчета необходимо дополнительно выполнить одно или несколько полевых испытаний и дополнительных расчетов на их основании. Это поможет проверить правильность расчетов и изысканий на практике.

Для упрощения расчетов инженерами был создан калькулятор несущей способности грунта с использованием макросов в Excel.

Он способен:

• Построить график изменения несущей способности;
• Разбить толщу пород на слои, основываясь на введенных данных;
• Найти коэффициент работы всей поверхности сваи;
• Учесть коэффициенты, уменьшающие несущую способность.

Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание

Данные для расчета берут в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений свай:

Табличные значения сопротивлений для разных типов грунта

Формула для расчета сваи-стойки:

Fd=gcRA, где:

• gc — коэффициент, учитывающий работу грунта;
• R — взятое из таблицы сопротивление грунта;
• А — площадь разреза сваи.

Результат расчета используется для дальнейшего нахождения количества свай в ростверке.

Заключение

Расчет несущей способности сваи по грунту — это непростой процесс, требующий опыта и внимания со стороны инженеров. Расчет выполняется в несколько этапов, теоретически полученные значения проверяют в ходе полевых испытаний, полностью исключая возможность ошибки.

Расчет свайного фундамента могут выполнять только профессионалы с инженерным образованием и разрешением на подобную деятельность.

Сколько материала нужно на кучу?

бетон, строительство, оценка, сваи, арматура

3 августа 2015 г. Сантош Кулкарни 2 комментария

Справочная информация:

Как строитель, вы также должны уметь рассчитывать материалы, необходимые для строительства. Сегодня мы научимся рассчитывать материалы, необходимые для свайного фундамента.

 

Данные:

Форма свай: круговой

Диаметр свали диаметр 16мм.

Хомуты : стержни диаметром 8 мм на расстоянии 200 мм от центра к центру

 

Как строитель, мы знаем следующее:

1. Объединил веса диаметром 16 мм диапазона: 1,58 кг/м

2. Вес диапазона HYSD диапазона 8 мм: 0,39 кг/м

3.cover Усиление: 50 мМ

4. Расход материала для бетона M20:

1. Цемент: 7,87 мешков/м3
2. Песок: 0,41 куб.м.
3. Агрегат: 0,83 куб.м.

 

4. Формала для объема цилиндра = (0,785) .d ² .H Где D: Диаметр свали для фактических расчетов следующим образом.

Часть A: АРМАТУРА:

A.01: Продольные стержни:

Длина резки прутка: 8350 –(50+50) = 8250 мм = 8,25 м.

Вес:

6 шт. X 8,25 м X 1,58 кг/м = 78,21 кг.

A.02: Хомуты:

Диаметр хомута: 600 –(50+50) = 500 мм.

Длина резки: ( 3.14) D +( 2x10d )

D : Диаметр хомута = 500 мм

d : Диаметр стержня, используемого для хомута = 8 мм.

= (3,14 x 500)+(2x 10 × 8) = 1730 мм = 1,73 м. М х 0,39 кг/м = 29 кг.

Сводная информация о усилении:

16 мм диапазоны диаг.
[ЕЩЕ НЕ РАСПОЛОЖЕНО] ДЛЯ ПРОЛЕТА В ПУНЕ. Часть B: M20 Бетон:

Объем Сваи:

(0,785) .d ² .H

= 0,785 x 0,6 x 0,6 x 8,35

= 2,36 CUR /CURD /CUB /CUB /CARIO

Требуется цемент:

2,36 x 7,87 мешки = 18,57 мешки

Песок.

Совокупность  Необходимо:

2,36x 0,83 CuM = 1,96 CuM.

 

Окончательный итог:

Требуемый материал на сваю диаметром 600 мм. Имея длину 8,35 м.0010

8mm dia HYSD bars :   29 Kg

 

 

 

 

 

 

Like this:

Like Loading…

строительная сметасваи АРМАТУРА Искать: Сантош Кулкарни делится 43-летним опытом строительства для подъема свежих инженеров-строителей

Надежность методов расчета нагрузки API, NGI, ICP и Fugro | Конференция по морским технологиям OTC

Skip Nav Destination

Citation

Lacasse, Suzanne, Nadim, Farrokh, Andersen, Knut H., Knudsen, Siren, Eidsvig, Unni K. , Yetginer, Gulin Luis, Guttormsen, Tom и Asle Eide. «Надежность методов расчета осевой нагрузки API, NGI, ICP и Fugro». Документ, представленный на конференции по морским технологиям, Хьюстон, Техас, США, май 2013 г.

Менеджер ссылок

EasyBib

Подставки для книг

Менделей

Бумаги

КонецПримечание

РефВоркс

Бибтекс

Расширенный поиск

Abstract

Рекомендации API RP2A (RP2GEO) и ISO 19902 включают четыре CPT-метода для расчета осевой несущей способности свай в песках. Руководящие принципы требуют, чтобы, если новые методы будут реализованы в проекте, для этих методов должен быть документирован тот же уровень безопасности, что и для существующих методов. От проектировщика требуется выбрать соответствующий коэффициент безопасности при использовании новых методов проектирования. Задача состоит в том, чтобы решить, какой коэффициент безопасности обеспечит постоянный уровень безопасности для различных условий грунта и размеров свай. Чтобы оценить требуемый материальный фактор, была проведена количественная оценка вероятности отказа в двух тематических исследованиях для свай, спроектированных с использованием метода API и более новых методов NGI, ICP и Fugro. Также была выполнена калибровка требуемого коэффициента материала для целевой вероятности отказа 10-4/год. Результаты показывают, что годовой индекс надежности и вероятность отказа изменяются в зависимости от метода расчета осевой нагрузки сваи. Исследование вносит вклад в обсуждение надежности методов API, NGI, ICP и Fugro. Фактор материала должен быть связан с характерными параметрами грунта, выбранными для проектирования. Следует добавить большое количество тематических исследований для количественной оценки надежности и требуемого коэффициента материала для каждого метода определения емкости сваи. Выводы по запасу прочности и определение характеристической прочности на сдвиг имеют важное значение для проектирования морских свай и могут привести к значительной экономии.

Введение

Обеспечение адекватной надежности в тяжелых условиях нагрузки является необходимым соображением для морских платформ, и запас прочности зависит от неопределенности параметров, входящих в анализ, в дополнение к неопределенности модели. Инженер-проектировщик пытается компенсировать неопределенность, вводя в конструкцию соответствующий «фактор безопасности». Всегда будет конечная вероятность того, что силы окружающей среды могут вызвать повреждение или полное разрушение морского сооружения. Определение допустимого уровня конечной вероятности является сложной задачей.

Руководящие принципы API RP2A (RP2GEO) (1) и ISO 19902 (2) включали четыре CPT-метода для расчета осевой несущей способности свай в песках в 2007 г. Проектировщик должен выбрать соответствующий коэффициент безопасности при использовании более новой конструкции. методы. Трудность заключается в том, чтобы решить, какой коэффициент безопасности обеспечит постоянный уровень безопасности для различных условий грунта и размеров свай.

Расчёт сваи по материалу: Указания по расчету свайных фундаментов