Дипломная (вкр): Реконструкция общественного здания в г. Череповец

 (3.9)

где - коэффициент вероятности одновременного действия нагрузок, определяемый по формуле:

 , (3.10)

где n - количество междуэтажных перекрытий, шт;

a - безразмерный коэффициент, для общественных зданий равен 0,3

;

Расчётная временная нагрузка от покрытия:

 (3.11)

где  - расчётное значение временной нагрузки из таблицы 3.1.

Расчётная временная от перекрытия:

 (3.12)

где , - расчётные значения временной нагрузки из таблицы 3.2, 3.3.

27,06

Итого временная расчётная от покрытия и перекрытия:

 (3.13)

=23,86

Нагрузка от стены в сечении 1-1:

Для определения нагрузки на стену, определим коэффициент остекления. Конструкция наружной стены сечения приведена на рисунке 3.3. Схема для определения коэффициента остекления k0 приведена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.3 - Конструкция наружной стены сечения 1-1

k0 - безразмерный коэффициент остекления, определяем по формуле:

 (3.14)

где bok1 ,bok.2 - ширина соседних оконных проемов, м;

Нэт - высота этажа, м;

hok - высота оконного проема, м;

bпрост - расстояние между центрами оконных проемов, м.

Рисунок 3.4 - Схема для определения коэффициента остекления

На мансардном этаже проемы отсутствуют, в расчетах берем

Нормативная нагрузка от стены определяется по формуле:

 (3.15)

Расчетная нагрузка от стены определяется по формуле :

 (3.16)

Нагрузка от фундамента в сечении 1-1:

Расчетное значение нагрузки:

 (3.17)

где Hф - расстояние от обреза до подошвы фундамента в сечении 1-1, м;

δф - толщина фундаментных блоков, м ;

ρф - плотность материала фундамента, принимаем равной 18 кН/м3;

N4=0,66∙2,75∙18000∙1∙1,1=35,94 кН/м.

Нормативное значение нагрузки:

, (3.18)

N4n =0,66∙2,75∙18000∙10=32,67 кН/м;

Рассчитываем полную нагрузку по сечению 1-1

Нормативная: N1-1=ΣN=35,85+18,64+80,56+32,67=167,72 кН/м;

Расчетная: N1-1=ΣN=41,36+23,86+88,7+35,94=189.86кН/м.

Сбор нагрузок по сечению 2-2

Нагрузка от кровли

Нормативная нагрузка от кровли:

 (3.19)

где  - это полное нормативное значение нагрузки на покрытие из таблицы 3.1.

Расчётная нагрузка от кровли:

 (3.20)

где  - полное расчётное значение нагрузки на покрытие из таблицы 3.1.

Также необходимо учесть нагрузку от стойки, ригеля и конькового бруса:

Нагрузка от стойки

Нормативная:

(3.21)

Расчётная:

 (3.22)

Нагрузка от ригеля

Нормативная:

 (3.23)

Расчётная:

 (3.24)

Нагрузка от конькового бруса:

Нормативная:

 (3.25)

Расчётная:

 (3.26)

Полная нагрузка от кровли

Нормативная:

 (3.27)

Расчётная:

 (3.28)

Нагрузка от перекрытий

Нормативная:

 (3.29)

53.51

Расчетная:

 (3.30)

63,

Нагрузка от стены

Нормативная:

 (3.31)

Расчетная:

 (3.32)

Нагрузка от фундамента:

Нормативная:

 (3.33)

Расчетная:

 (3.34)

Полная нагрузка по сечению 2-2

Нормативная:

 (3.35)

146,43

Расчетная:

 (3.36)

3.1.5 Учет уплотнения основания при определении ширины подошвы фундамента в реконструируемом здании

Реконструируемое здание 1937 года постройки. Фактический срок службы 79 лет, поэтому за этот срок под фундаментом произошло уплотнение грунта, что привело к повышению несущей способности основания.

Геологические испытания, проведенные на территории реконструируемого объекта, выявили следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):

насыпной грунт (ИГЭ-1) - песок гравелистый, с включением гальки и строительного мусора (современные технологические отложения). Вскрытая мощность - 1,5 м;

Инженерно-геологический разрез грунта, а также его нормативные и расчетные характеристики и схема расположения геологических скважин для отбора проб грунта приведены на рисунках 3.5 - 3.6.

Рисунок 3.5 - Инженерно-геологический разрез грунта

Рисунок 3.6 - Схема расположения геологических скважин для отбора проб грунта

Для проверки несущей способности фундамента необходимо найти требуемое значение ширины его подошвы, а затем сравнить его с фактическим значением.

 (3.37)

где Nн - нормативное значение нагрузки по сечению;

γ - вес грунта на уступах, принимается равным 20 кН/м3;

H1 - расстояние от подошвы фундамента до пола подвала;

R0 - расчетное сопротивление грунта, кПа

Требуемая ширина подошвы фундамента по сечению 1-1:

Требуемая ширина подошвы фундамента по сечению 2-2:

Таким образом, несущая способность фундаментов по сечениям 1-1 и 2-2 обеспечена, усиления фундамента не требуется.

Однако при проведении работ по обследованию фундамента перед началом реконструкции было выявлено, что с течением времени произошла потеря сечения фундамента, поэтому его необходимо восстановить - произвести замену отдельных камней, а также обмазать швы новым прочным раствором. После восстановления фундамент обмазать 2 слоями битумной мастики.

3.1.6 Расчет осадки фундамента (сечение 1 - 1)

Полученные значения ординат эпюры природного давления и вспомогательной эпюры наносим на геологический разрез (см. рис. 3.4). Ординаты эпюры дополнительного давления определяем по формуле (2.13); значение  находим по табл. 1 приложения I [20]. Вычисление ведем в табличной форме (таблица 3.5).

Таблица 3.5 - Значения ординат эпюры дополнительных давлений

Давление на границах пластов основания вычисляются интерполяцией. Полученные значения ординат эпюры наносим на геологический разрез. В точке пересечения эпюры дополнительных давлений со вспомогательной эпюры находим нижнюю границу сжимаемой толщи. Т.к. пересечения нет, то Hc = 6,2 м. Сжимаемую толщу по высоте разбиваем на слои таким образом, чтобы в пределах каждого слоя был грунт одинаковой сжимаемости.

Осадка каждого слоя:

см (3.37)

где b - безразмерный коэффициент равный 0,8;

szp,i - среднее значение доп. нормального напряжения в i-ом слое грунта;

hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i-ого слоя грунта;

n - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания в пределах Hакт.

Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на условные слои hi , соблюдая условие: hi 0,4b

 (3.38)

Основание на большую глубину сложено однородным грунтом - суглинком, поэтому при его расчленении на элементарные слои не нужно учитывать границы между различными инженерно-геологическими элементами szq,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.(z=0)

 к Па (3.39)

где gi - удельный вес грунта расположенного выше подошвы;

hi - толщина слоя.

Дополнительное (вертикальное) напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:

 (3.40)

где Р- среднее давление под подошвой фундамента.

Ординаты эпюры природного давления и вспомогательной эпюры

на поверхности земли: ;

Рисунок 3.6 - К расчёту осадки по методу элементарного суммирования:

- эпюра природного давления грунта; 2 - эпюра дополнительного давления; 3 - вспомогательная эпюра.

на контакте I и II слоев (глубина 1,5 м):

 0,2

в II слое (глубина 8,5 м):

,2

Дополнительные вертикальные напряжения в грунте для различных глубин zi откладываемых от подошвы фундамента определяем по формуле:

 (3.41)

где a - коэффициент, принимаемый по табл. 1, приложение 1 [20] для ленточного фундамента

Средняя осадка:

м (3.42)

 0.018м.

Осадка II слоя:

Полная осадка фундамента:

, что допустимо, т. к. s < |s| = 10 см.

3.2     Устройство и расчёт монолитного перекрытия