Ćwiczenie projektowe nr 1 z Mechaniki gruntów


Instytut Geotechniki i Hydrotechniki Politechnika Wrocławska

Zakład Mechaniki Gruntów Wydział: BLiW

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

Nr 1

Wykonał :

Rok akademicki : 2008/09 Jarosław Piotrowicz

Semestr zimowy 4

Prowadzący :

1. Opis projektu.

Tematem ćwiczenia jest wyznaczenie wielkości osiadania punktu A podstawy fundamentu dla budynku powyżej 11 kondygnacji. Przewidziany czas budowy - dłuższy od 1 roku.

Osiadania punktu A wywołane są obciążeniem zewnętrznym, ciężarem własnym gruntu oraz ciężarem obiektu znajdującego się nad tym punktem.

Zakres poniższego projektu obejmuje:

- opis obiektu budowlanego znajdującego się nad punktem A;

- charakterystykę geotechniczną podłoża;

- obliczenie wartości parametrów geotechnicznych związanych z poszczególnymi warstwami;

- obliczenia naprężeń;

- wyznaczenie strefy aktywnej w gruncie;

- obliczenie osiadania.

0x08 graphic
2.Charakterystyka warunków gruntowo-wodnych

0x08 graphic
0x08 graphic

3. Ustalenie wyprowadzonych wartości parametrów geotechnicznych.

Dla każdej warstwy geologicznej przyjęto parametry wg normy PN-81/b-03020 „Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowe”.

Parametry ustalam metodą B ( na podstawie wskaźników wiodących ID SR I L )

TAB. 1 Parametry Geotechniczne

Rodzaj

gruntu

Wskaźniki

ρs

ρ

wn

γs

γ

γ'

γsr

n

M0

M

IC

ID

g/cm3

[g/cm3]

%

kN-m3

kN-m3

kN-m3

kN-m3

[kPa]

kPa

Pπ

0,30

2,65

1,60

7

25,99

15,70

9,06

18,87

0,44

43500

54200

Pr

0,55

2,65

2,00

22

25,99

19,62

10,03

19,84

0,38

102500

113900

Gπ

0,45

2,68

1,90

32

26,29

18,64

9,02

18,70

0,46

23500

31200

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

4. Obliczenia i wykresy składowych pionowych naprężeń pierwotnych.

Rodzaj gruntu

D

γ

u

σzρ

σ'zρ

Pπ

0

15,7

0,00

0

0

1

15,7

0,00

15,7

15,7

2

15,7

0,00

31,4

31,4

3

15,7

0,00

47,1

47,1

Pr

4

19,62

9,81

66,72

56,91

5

19,62

19,62

86,34

66,72

6

19,62

29,43

105,96

76,53

7

19,62

39,24

125,58

86,34

Gπ

8

18,64

49,05

144,22

95,17

9

18,64

58,86

162,86

104

10

18,64

68,67

181,5

112,83

11

18,64

78,48

200,14

121,66

12

18,64

88,29

218,78

130,49

13

18,64

98,10

237,42

139,32

14

18,64

107,91

256,06

148,15

15

18,64

117,72

274,7

156,98

16

18,64

127,53

293,34

165,81

17

18,64

137,34

311,98

174,64

18

18,64

147,15

330,62

183,47

19

18,64

156,96

349,26

192,3

20

18,64

166,77

367,9

201,13

21

18,64

176,58

386,54

209,96

22

18,64

186,39

405,18

218,79

23

18,64

196,20

423,82

227,62

24

18,64

206,01

442,46

236,45

­

0x08 graphic

0x08 graphic

gdzie 0x01 graphic

TAB. 2

Wartości naprężeń pierwotnych.

Wykres składowych pionowych pierwotnych

0x01 graphic

5. Wyznaczenie odprężenia podłoża.

5.1 Podział wykopu na prostokąty.

0x08 graphic

I prostokąt ABCD L=30 B=14 L/B=2,14

II prostokąt ADEF L=30 B=14 L/B=2,14

III prostokąt AFGM L=14 B=14 L/B=1

IV prostokąt AMIB L=14 B=14 L/B=1

0x01 graphic
[kPa]

Gdzie:

- ηni - współczynnik rozkładu naprężenia w podłożu odczytany z normy PN-81-B-03020

D = 2[m]

γD= 15,7 [kN/m3]

TAB. 3 Wartości odprężenia podłoża.

Nazwa gruntu

PROSTOKĄT I,III

PROSTOKĄT II,IV

∑ηn

z

L=30

B=14

z

L=14

B=14

z/b

l/b

ηn

z/b

l/b

ηn

m

-

-

-

m

-

-

-

 

[kPa] 

Pπ

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,00

0,000

2,14

0,250

0,00

0,000

1,00

0,250

1,000

31,400

Pr

1,00

0,071

2,14

0,250

1,00

0,071

1,00

0,249

0,999

31,393

2,00

0,143

2,14

0,249

2,00

0,143

1,00

0,249

0,998

31,346

3,00

0,214

2,14

0,249

3,00

0,214

1,00

0,248

0,994

31,225

4,00

0,286

2,14

0,248

4,00

0,286

1,00

0,246

0,987

31,003

Gπ

5,00

0,357

2,14

0,246

5,00

0,357

1,00

0,243

0,977

30,664

6,00

0,429

2,14

0,243

6,00

0,429

1,00

0,238

0,962

30,203

7,00

0,500

2,14

0,239

7,00

0,500

1,00

0,233

0,944

29,626

8,00

0,571

2,14

0,235

8,00

0,571

1,00

0,226

0,922

28,943

9,00

0,643

2,14

0,230

9,00

0,643

1,00

0,218

0,897

28,172

10,00

0,714

2,14

0,225

10,00

0,714

1,00

0,210

0,870

27,330

11,00

0,786

2,14

0,219

11,00

0,786

1,00

0,202

0,842

26,437

12,00

0,857

2,14

0,213

12,00

0,857

1,00

0,193

0,813

25,511

13,00

0,929

2,14

0,207

13,00

0,929

1,00

0,184

0,782

24,566

14,00

1,000

2,14

0,201

14,00

1,000

1,00

0,175

0,752

23,618

15,00

1,071

2,14

0,195

15,00

1,071

1,00

0,167

0,722

22,676

16,00

1,143

2,14

0,188

16,00

1,143

1,00

0,158

0,693

21,749

17,00

1,214

2,14

0,182

17,00

1,214

1,00

0,150

0,664

20,844

18,00

1,286

2,14

0,176

18,00

1,286

1,00

0,140

0,636

19,967

19,00

1,357

2,14

0,170

19,00

1,357

1,00

0,135

0,609

19,119

20,00

1,429

2,14

0,164

20,00

1,429

1,00

0,125

0,583

18,304

21,00

1,500

2,14

0,158

21,00

1,500

1,00

0,120

0,558

17,521

22,00

1,571

2,14

0,150

22,00

1,571

1,00

0,115

0,530

16,642

Wykres składowych pionowych pierwotnych i odprężenia podłoża.

0x08 graphic

7. Naprężenia od obciążenia zewnętrznego q1

0x01 graphic
[kPa] gdzie: q1=200 kPa

ηmi - współczynnik rozkładu naprężenia (metoda punktów środkowych) odczytany z normy PN-81-B-03020

0x08 graphic

TAB. 4 Wartości naprężeń od obciążenia zewnętrznego q1.

Nazwa gruntu

PROSTOKĄT

 

l=10 m

b=10 m

z

z/b

l/b

nm

σzq1

m

-

-

-

kPa

Pπ

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,00

0,00

1,00

1,000

200,00

Pr

1,00

0,10

1,00

0,995

199,00

2,00

0,20

1,00

0,990

198,00

3,00

0,30

1,00

0,980

196,00

4,00

0,40

1,00

0,960

192,00

Gπ

5,00

0,50

1,00

0,930

186,00

6,00

0,60

1,00

0,890

178,00

7,00

0,70

1,00

0,850

170,00

8,00

0,80

1,00

0,800

160,00

9,00

0,90

1,00

0,750

150,00

10,00

1,00

1,00

0,700

140,00

11,00

1,10

1,00

0,650

130,00

12,00

1,20

1,00

0,600

120,00

13,00

1,30

1,00

0,550

110,00

14,00

1,40

1,00

0,500

100,00

15,00

1,50

1,00

0,480

96,00

16,00

1,60

1,00

0,440

88,00

17,00

1,70

1,00

0,400

80,00

18,00

1,80

1,00

0,380

76,00

19,00

1,90

1,00

0,360

72,00

20,00

2,00

1,00

0,320

64,00

21,00

2,10

1,00

0,300

60,00

8. Wyznaczenie naprężeń od obciążenia zewnętrznego

( od sąsiada q=350kPa)

0x08 graphic

I prostokąt ABCI L=25 B=8 L/B=1.88

II prostokąt ABDF L=10 B=8 L/B=3.13

III prostokąt AIGH L=15 B=2 L/B=7.50

IV prostokąt AEFM L=25 B=2 L/B=12.5

∑ηn= (ηnII - ηnI)-( ηnIV - ηnIII)

0x01 graphic
[kPa] gdzie: q=350 kPa

ηmi - współczynnik rozkładu naprężenia (metoda punktów narożnych) odczytany z normy

PN-81-B-03020

TAB. 4 Wartości naprężeń od obciążenia zewnętrznego q2.

PROSTOKĄT I

PROSTOKĄT II

∑ηn

 

l=15

b=8

 

l=25

b=8

z

z/b

l/b

ηnI

z

z/b

l/b

ηnII

[m]

[-]

[-]

[-]

[m]

[-]

[-]

[-]

[-]

0,00

0,00

1,88

0,2500

0,00

0,00

3,13

0,2500

0,0000

1,00

0,13

1,88

0,2498

1,00

0,13

3,13

0,2498

0,0000

2,00

0,25

1,88

0,2483

2,00

0,25

3,13

0,2484

0,0001

3,00

0,38

1,88

0,2448

3,00

0,38

3,13

0,2452

0,0005

4,00

0,50

1,88

0,2389

4,00

0,50

3,13

0,2397

0,0010

5,00

0,63

1,88

0,2309

5,00

0,63

3,13

0,2324

0,0019

6,00

0,75

1,88

0,2212

6,00

0,75

3,13

0,2235

0,0030

7,00

0,88

1,88

0,2103

7,00

0,88

3,13

0,2138

0,0044

8,00

1,00

1,88

0,1989

8,00

1,00

3,13

0,2036

0,0060

9,00

1,13

1,88

0,1873

9,00

1,13

3,13

0,1933

0,0077

10,00

1,25

1,88

0,1758

10,00

1,25

3,13

0,1832

0,0094

11,00

1,38

1,88

0,1647

11,00

1,38

3,13

0,1735

0,0112

12,00

1,50

1,88

0,1541

12,00

1,50

3,13

0,1642

0,0129

13,00

1,63

1,88

0,1440

13,00

1,63

3,13

0,1554

0,0145

14,00

1,75

1,88

0,1346

14,00

1,75

3,13

0,1471

0,0159

15,00

1,88

1,88

0,1258

15,00

1,88

3,13

0,1393

0,0172

16,00

2,00

1,88

0,1176

16,00

2,00

3,13

0,1320

0,0184

17,00

2,13

1,88

0,1100

17,00

2,13

3,13

0,1252

0,0193

18,00

2,25

1,88

0,1029

18,00

2,25

3,13

0,1188

0,0201

19,00

2,38

1,88

0,0964

19,00

2,38

3,13

0,1128

0,0208

20,00

2,50

1,88

0,0904

20,00

2,50

3,13

0,1072

0,0213

21,00

2,63

1,88

0,0849

21,00

2,63

3,13

0,1020

0,0217

22,00

2,75

1,88

0,0797

22,00

2,75

3,13

0,0970

0,0219

PROSTOKĄT III

PROSTOKĄT IV

∑σzq2

 

l=15

b=2

 

l=25

b=2

z

z/b

l/b

ηnIII

z

z/b

l/b

ηnIV

[m]

[-]

[-]

[-]

[m]

[-]

[-]

[-]

[kPa]

0,00

0,00

7,50

0,2500

0,00

0,00

12,50

0,2500

0,0000

1,00

0,50

7,50

0,2399

1,00

0,50

12,50

0,2399

0,0063

2,00

1,00

7,50

0,2045

2,00

1,00

12,50

0,2046

0,0493

3,00

1,50

7,50

0,1669

3,00

1,50

12,50

0,1670

0,1603

4,00

2,00

7,50

0,1372

4,00

2,00

12,50

0,1374

0,3610

5,00

2,50

7,50

0,1150

5,00

2,50

12,50

0,1154

0,6611

6,00

3,00

7,50

0,0982

6,00

3,00

12,50

0,0988

1,0586

7,00

3,50

7,50

0,0852

7,00

3,50

12,50

0,0861

1,5415

8,00

4,00

7,50

0,0749

8,00

4,00

12,50

0,0762

2,0910

9,00

4,50

7,50

0,0665

9,00

4,50

12,50

0,0681

2,6843

10,00

5,00

7,50

0,0595

10,00

5,00

12,50

0,0615

3,2980

11,00

5,50

7,50

0,0536

11,00

5,50

12,50

0,0560

3,9102

12,00

6,00

7,50

0,0486

12,00

6,00

12,50

0,0513

4,5022

13,00

6,50

7,50

0,0442

13,00

6,50

12,50

0,0473

5,0589

14,00

7,00

7,50

0,0404

14,00

7,00

12,50

0,0438

5,5693

15,00

7,50

7,50

0,0370

15,00

7,50

12,50

0,0407

6,0262

16,00

8,00

7,50

0,0341

16,00

8,00

12,50

0,0380

6,4257

17,00

8,50

7,50

0,0314

17,00

8,50

12,50

0,0355

6,7664

18,00

9,00

7,50

0,0291

18,00

9,00

12,50

0,0333

7,0492

19,00

9,50

7,50

0,0269

19,00

9,50

12,50

0,0313

7,2766

20,00

10,00

7,50

0,0250

20,00

10,00

12,50

0,0295

7,4521

21,00

10,50

7,50

0,0233

21,00

10,50

12,50

0,0278

7,5797

22,00

11,00

7,50

0,0217

22,00

11,00

12,50

0,0263

7,6640

9. Naprężenia całkowite.

0x01 graphic

NAPRĘŻENIA CAŁKOWITE

z

σzq1

σzq2

qzq

m

kpa

kpa

kpa

0,00

200,00

0,00

200,00

1,00

199,00

0,01

199,01

2,00

198,00

0,05

198,05

3,00

196,00

0,16

196,16

4,00

192,00

0,36

192,36

5,00

186,00

0,66

186,66

6,00

178,00

1,06

179,06

7,00

170,00

1,54

171,54

8,00

160,00

2,09

162,09

9,00

150,00

2,68

152,68

10,00

140,00

3,30

143,30

11,00

130,00

3,91

133,91

12,00

120,00

4,50

124,50

13,00

110,00

5,06

115,06

14,00

100,00

5,57

105,57

15,00

96,00

6,03

102,03

16,00

88,00

6,43

94,43

17,00

80,00

6,77

86,77

18,00

76,00

7,05

83,05

19,00

72,00

7,28

79,28

20,00

64,00

7,45

71,45

21,00

60,00

7,58

67,58

10. Obliczenia rozkładu naprężeń wtórnych i dodatkowych.

0x01 graphic

0x01 graphic
gdyż 0x01 graphic

NAPRĘŻENIA DODATKOWE

z

qzq

qzs

qzd

[m]

[kpa]

[kpa]

[kpa]

0,00

200,00

31,40

168,60

1,00

199,01

31,39

167,62

2,00

198,05

31,35

166,70

3,00

196,16

31,23

164,93

4,00

192,36

31,00

161,36

5,00

186,66

30,66

156,00

6,00

179,06

30,20

148,86

7,00

171,54

29,63

141,91

8,00

162,09

28,94

133,15

9,00

152,68

28,17

124,51

10,00

143,30

27,33

115,97

11,00

133,91

26,44

107,47

12,00

124,50

25,51

98,99

13,00

115,06

24,57

90,49

14,00

105,57

23,62

81,95

15,00

102,03

22,68

79,35

16,00

94,43

21,75

72,68

17,00

86,77

20,84

65,93

18,00

83,05

19,97

63,08

19,00

79,28

19,12

60,16

20,00

71,45

18,30

53,15

21,00

67,58

17,52

50,06

11. Głębokość strefy aktywnej.

0x01 graphic

60,16 ≤ 218,79*0,3 = 65,637

Zmax = 19 m

12.Wkrsy składowych pionowych naprężeń: pierwotnych, wtórnych i dodatkowych.

0x08 graphic

13.0bliczenie osiadań.

Obliczenie osiadania punktu A obejmuje warstwy znajdujące się poniżej tego punktu, ale powyżej dolnej granicy oddziaływania budowlanego. Osiadanie warstwy obliczono ze wzoru:

0x01 graphic

w którym: σzdi, σzsi - odpowiednio pierwotne i wtórne naprężenie w podłożu pod fundamentem w połowie grubości warstwy i;

hi - grubość i-tej warstwy;

Mi, M0i - edometryczny moduł ściśliwości, odpowiednio wtórnej i pierwotnej;

λ - współczynnik uwzględniający stopień odprężenia podłoża po wykonaniu wykopu, tutaj równy 1.

Wartość całkowitego osiadania punktu A jest równa:

Nazwa gruntu

z

σzs

σzd

σzsi

σzdi

h

m0

m

s'

s"

s

[m]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[m]

[-]

[-]

[m]

[m]

[m]

Pπ

-

-

-

-

-

1

43500

54200

-

-

-

-

-

-

-

-

1

43500

54200

-

-

-

-

-

-

-

-

1

43500

54200

-

-

-

0

31,40

168,60

- 

 -

1

43500

54200

- 

 -

 -

Pr

1

31,39

167,62

31,40

168,11

1

102500

113900

0,001640

0,000276

0,001916

2

31,35

166,70

31,37

167,16

1

102500

113900

0,001631

0,000275

0,001906

3

31,23

164,93

31,29

165,82

1

102500

113900

0,001618

0,000275

0,001892

4

31,00

161,36

31,12

163,15

1

102500

113900

0,001592

0,000273

0,001865

Gπ

5

30,66

156,00

30,83

158,68

1

23500

31200

0,006752

0,000988

0,007740

6

30,20

148,86

30,43

152,43

1

23500

31200

0,006486

0,000975

0,007462

7

29,63

141,91

29,92

145,39

1

23500

31200

0,006187

0,000959

0,007145

8

28,94

133,15

29,29

137,53

1

23500

31200

0,005852

0,000939

0,006791

9

28,17

124,51

28,56

128,83

1

23500

31200

0,005482

0,000915

0,006397

10

27,33

115,97

27,75

120,24

1

23500

31200

0,005117

0,000889

0,006006

11

26,44

107,47

26,89

111,72

1

23500

31200

0,004754

0,000862

0,005616

12

25,51

98,99

25,98

103,23

1

23500

31200

0,004393

0,000833

0,005225

13

24,57

90,49

25,04

94,74

1

23500

31200

0,004031

0,000803

0,004834

14

23,62

81,95

24,10

86,22

1

23500

31200

0,003669

0,000772

0,004441

15

22,68

79,35

23,15

80,65

1

23500

31200

0,003432

0,000742

0,004174

16

21,75

72,68

22,22

76,02

1

23500

31200

0,003235

0,000712

0,003947

17

20,84

65,93

21,30

69,31

1

23500

31200

0,002949

0,000683

0,003632

18

19,97

63,08

20,41

64,51

1

23500

31200

0,002745

0,000654

0,003399

19

19,12

60,16

19,55

61,62

1

23500

31200

0,002622

0,000626

0,003249

∑

0,087637

Osiadanie punktu A : s=0,087637≈ 8,76 cm

14. Sprawdzenie II - go warunku granicznego

s ≤ sdop

Sdop ustala się dla danej budowli na podstawie analizy stanów granicznych tej konstrukcji, wymagań użytkowych i eksploatacji urządzeń, a także działania połączeń instalacyjnych. Dopuszczalne wartości umownych przemieszczeń i odkształceń zachodzących w fazie eksploatacji budowli dla budynku powyżej 11 kondygnacji wynoszą sdop = 8 cm wg PN - 81/B - 03020.

Wg powyższych obliczeń osiadania całkowite punktu A pod fundamentem dla zadanych warunków wodno gruntowych wynoszą s = 9,42 cm a zatem

s ≥ sdop => 8,76≥ 8 cm → WARUNEK NIE ZOSTAŁ SPEŁNIONY

11 | Strona

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ćwiczenie projektowe nr 1 z Mechaniki gruntów wersja 2
Ćwiczenie projektowe nr 1 z Mechaniki gruntów
cwiczenie projektowe nr 2, Budownictwo, Projekty, Mechanika gruntów, Projekty z forum
Ćwiczenie Projektowe nr 1 - Metoda Mechanistyczna, Konstrukcje Nawierzchni Drogowych
Cwiczenie projektowe nr 1 z TRB masy ziemne
Ćwiczenie projektowe Nr 2
ćwiczenie projektowe nr 1
KM WST Katowice Ćwiczenie projektowe Nr 2 v 03
KM WST Katowice Ćwiczenie projektowe Nr 1 Rysunki Słup
Ćwiczenie projektowe Nr 2 Rysunek
cwiczenie projektowe nr 2A id 1 Nieznany
Ćwiczenie projektowe nr 1, Studia Budownictwo polsl, I semestr, Hydrologia i hydraulika, projekt
Ćwiczenie projektowe nr 4, Technologie Odnowy i Remontów Nawierzchni Drogowych
Ćwiczenie projektowe nr 3 strona tytułowa, Konstrukcje Nawierzchni Drogowych
Cwiczenie projektowe nr 1 z Mec Nieznany
KM WST Katowice Ćwiczenie projektowe Nr 1 Rysunki Słup
ĆWICZENIE PROJEKTOWE NR 3
ĆWICZENIE PROJEKTOWE NR 2

więcej podobnych podstron