3.7. МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СРАВНЕНИЙ ФУНДАМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Трудоемкость и материалоемкость оснований и фундаментов определяются на основании проектных разработок вариантов. Для конкретных объектов строительства определяется показатель полных приведенных затрат
где C — сметная или сметно-расчетная стоимость устройства фундаментов; Д — экономическая оценка фактора дефицитности ресурса (учитывается для варианта с большим расходом рассматриваемого ресурса); Эф.з — эффект у заказчика от ускорения ввода в действие — основных производственных фондов (учитывается для варианта с наиболее ранним вводом объекта в эксплуатацию).
Показатель сметной стоимости устройства фундаментов определяется на основании действующих сметных норм и «Единых районных единичных расценок» (ЕРЕР), привязанных к местным условиям строительства.
Фактор дефицитности материальных ресурсов на ближайший период рекомендуется учитывать для стали по формуле
где Эу — удельное значение экономической оценки фактора дефицитности стали, принимаемое в размере 150 руб. на 1 т дополнительно израсходованной стали, приведенной к стали класса А-I; Мс — дополнительный расход стали по рассматриваемому варианту проектного решения фундамента по сравнению с вариантом с наименьшим расходом стали.
Экономический эффект, образуемый у заказчика за счет выпуска дополнительной продукции, может учитываться только при наличии детальных исходных данных, принимаемых из проектов организации строительства и проектов производства работ, и определяется по формуле
где Еа — норматив абсолютной эффективности капитальных вложений в отрасли; для объектов межотраслевого характера и объектов производственной сферы Еа принимается равным 0,14; Ф — стоимость производственных фондов, досрочно введенных в действие (сметная стоимость объекта строительства с учетом технологического оборудования); ΔТ — разница в сроках окончания строительства объекта, обусловленная конструктивными решениями фундаментов сравниваемых вариантов, год; Ки — коэффициент использования расчетной разницы в сроках окончания строительства по условиям возможности эксплуатации готового объекта после его сдачи заказчику; при отсутствии сведений принимается рапным 0,3.
Не следует принимать разницу в продолжительности строительства объектов равной разнице в продолжительности возведения сравниваемых вариантов фундаментов, поскольку на критическом пути строительства, как правило, находится не весь объем работ. При отсутствии конкретных данных объем работ по устройству фундаментов, лежащий на критическом пути строительства, рекомендуется принимать в размере 30 %.
При определении коэффициента Ки учитываются возможности получения исходного перерабатываемого сырья при более раннем освоении производственной мощности предприятия, быта и использования готовой продукции в данное время в соответствующих отраслях народного хозяйства.
При выявлении областей рационального применения проектных решений фундаментов для массового строительства в качестве базисных вариантов рекомендуется принимать лучшие решения, освоенные в практике массового строительства.
Приведенные затраты по вариантам проектных решений фундаментов определяются по формуле
где Сс — себестоимость (расчетная или фактическая) устройства фундаментов (под расчетной себестоимостью понимается сметная стоимость без учета плановых накоплений); Еn — нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, равный 0,12; Кб и Кс — капитальные вложения в основные производственные фонды строительной индустрии ( Кб — в предприятия по производству товарного бетона, арматуры, сборных бетонных и железобетонных конструкций фундаментов; Кс — в строительные и транспортные машины и механизмы, а также в базу по их обслуживанию и эксплуатации).
Капитальные вложения в развитие мощностей предприятий строительной индустрии Кб определяются по формуле
где Kyi — удельные капитальные вложения в производство материалов, конструкций и полуфабрикатов;
Мi — расход материалов, конструкций и полуфабрикатов на принятую единицу измерения.
Удельные капитальные вложения в производство материалов, конструкций и полуфабрикатов
где Кк — коэффициент, учитывающий отношение капитальных вложений к оптовой цене материалов, конструкций и полуфабрикатов и принимаемый для сборных железобетонных и бетонных изделий 1,11, для товарного бетона 0,69 и для арматурных изделий 1,09; Сз — оптовая цена 1 м 3 сборных железобетонных и бетонных изделий (с учетом арматуры), бетонной смеси и арматурных каркасов и сеток для монолитных конструкций.
Капитальные вложения в строительные и транспортные машины и механизмы, участвующие в производстве строительно-монтажных работ, определяются по выражению
где 1,07 — коэффициент, учитывающий затраты на доставку машин до объектов строительства: См — балансовая стоимость строительных машин, оборудования и транспортных средств, принимаемая по действующим прейскурантам; Nт , Nп — количество машино-смен работы машин, оборудования, транспорта ( Nт — требуемое для возведения сравниваемых конструкций фундаментов; Nn — нормативное на годовой срок эксплуатации); нормативное количество машино-смен работы машин и механизмов за год может быть принято в размере 250 для сваебойных агрегатов и 400 для прочих машин; Кэ — коэффициент, учитывающий потребности в основных производственных фондах, необходимых для эксплуатационно-ремонтной базы; принимается для строительных машин и механизмов 1,3 и для транспортных средств 1,8; Кд — поправочный коэффициент, учитывающий территориальный пояс и принимаемый в соответствии с действующими «Нормативами удельных капитальных вложений по отраслям строительства».
В случаях когда при определении стоимости материалов, конструкций и полуфабрикатов используются оптовые цены промышленности, приведенные затраты могут быть найдены по формуле
При несущественном отличии уровня механовооруженности строительных работ по сравниваемым вариантам составляющая Еn Кс в формуле (3.8) может не учитываться.
Сравнительная эффективность проектных решений фундаментов экспериментального объекта определяется на основе сопоставления перспективных приведенных затрат этого строительства с приведенными затратами, рассчитанными по фактическим показателям возведения фундаментов, строящихся по проектам-аналогам.
Фундаменты зданий и сооружений, спроектированные по действующим нормативным документам, рассчитываются на одинаковый срок службы и в обычных условиях, как правило, не требуют ремонта. В связи с этим эксплуатационные затраты по конструкциям фундаментов отсутствуют. Эксплуатационные затраты необходимо учитывать в тех случаях, когда варианты имеют существенные различия в затратах на устранение последствий неравномерных осадок зданий и сооружений [2].
Основные исходные данные и технико-экономические характеристики для разработанных вариантов фундаментов сводятся в таблицу (табл. 3.3).
ТАБЛИЦА 3.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ СОПОСТАВЛЕНИЯ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ
| Группа данных | Исходные данные и технико-экономические характеристики |
| По грунтам | Характеристики грунтов, прорезаемых фундаментами (в том числе сваями), и грунтов основания |
| По конструкциям здания или сооружения | Размеры в плане, высота, площадь сечения колонн, шаг колонии, нагрузки на фундаменты (нормальные силы, изгибающие моменты, горизонтальные силы), имеющие наибольшее распространение в здании |
| По типам фундаментов | Столбчатые или плитные на естественном или искусственно уплотненном основании, свайные фундаменты, размеры в плане в уровне подошвы, размеры свай и расчетные нагрузки на них |
| По объемам работ: | |
| земляные работы | Объем разработки котлована, обратной засыпки, уплотнения (с учетом транспорта) |
| свайные работы (только для свайных фундаментов) | Объем свай в м 3 и в шт. с указанием класса и объема бетона (отдельно сборного для забивных или монолитного для буронабивных свай), расход арматуры по классам |
| бетонные работы | Объем фундаментов с указанием класса бетона (для свайных фундаментов объем ростверков), объем подготовки, расход арматуры по классам |
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Источник
Курсовая работа: Технико-экономическое обоснование выбора фундамента мелкого заложения
| Название: Технико-экономическое обоснование выбора фундамента мелкого заложения Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа Добавлен 22:42:27 10 декабря 2010 Похожие работы Просмотров: 2254 Комментариев: 14 Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Физико — механические характеристики | Формула расчета | Слои грунта | ||
| №1 | №2 | №3 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Мощность слоя h, м | 4.7 | 3.6 | — | |
| Удельный вес грунта γ при естественной влажности, кН/м 3 | γ =ρg | 20 | 19.9 | |
| Удельный вес твердых частиц γs, кН/м 3 | γs =ρsg | 26.8 | 26.4 | 27.4 |
| Естественная влажность ω, дол.ед. | 0.28 | 0.21 | 0.19 | |
| Удельный вес сухого грунта γd, кН/м 3 | γd = γ/(1+ ω) | 15.63 | 16.45 | 17.3 |
| Коэффициент пористости е, д.е. | е= γs/ γd-1 | 0.75 | 0.69 | 0.58 |
| Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γsв, кН/м 3 | ||||
| Степень влажности грунта Sr , д.е. | 1.00 | 0.92 | 0.89 | |
| Влажность на границе текучести ωL, д.е. | 0.29 | — | 0.36 | |
| Влажность на границе пластичности ω р , д.е. | 0.13 | — | 0.17 | |
| Число пластичности грунта I р , д.е. | Ip = ωL — ωp | 0.16 | — | 0.19 |
| Показатель текучести IL , д.е. | IL =( ω— ωp )/ I р | 0.94 | — | 0.1 |
| Коэффициент сжимаемости грунтов mo, Мпа 1 | — | — | — | |
| Коэффициент относительной сжимаемости грунта mv , МПа 1 | — | — | — | |
| Коэффициент бокового расширения μ | — | — | — | |
| Удельное сцепление с, кПа | 5 | — | 80 | |
| Угол внутреннего трения φ, град. | 19° | 39° | 20° | |
| Модуль деформации грунта Е, МПа | E=β/mv, β=(1-2μ²)/(1-µ) | 10 | 42 | 28 |
| Условное расчетное сопротивление Ro, кПа | — | 343 | 318 | |
Примечание — Удельный вес воды — γω =10 кН/м 3 ; ускорение свободного падения g=10 м/с 2 .
1.2 Заключение по данным геологического разреза площадки строительства и выбор возможных вариантов фундаментов
I слой: суглинок – толщина слоя 4.7м; по степени влажности суглинок относится к насыщенные водой (0.5 3 ; hi — толщина отдельных слоев грунта выше подошвы фундамента, м;k1 и k2 -коэффициенты, принимаемые по таблице 4, прил. 24 [2].
2.3 Проверка принятых размеров фундамента
Расчёт преследует цель определить средние, максимальные и минимальные давления под подошвой фундамента и сравнить их с расчётным сопротивлением грунта:
pmax=N1/A + M1 /W ≤ γcR/γn ,
pmin=N1/A — M1 /W ≥0 ,
где p, pmax и pmin — соответственно среднее, максимальное и минимальное давления подошвы фундамента на основание, кПа; N1 — расчётная вертикальная нагрузка на основание с учётом гидростатического давления воды, если оно имеет место, кН; М1 — расчётный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, кН∙м; A — площадь подошвы, м 2 ; W- момент сопротивления по подошве фундамента, м 3 ;
где l- длина подошвы фундамента, м; b — ширина подошвы фундамента, м; R -расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа; γс =1,2 — коэффициент надёжности по назначению сооружения; γп =1,4 — коэффициент условий работы.
Определяем нормальную N1 и моментную нагрузки М1 , действующие на основание
где Рф и Рг — соответственно нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах (с учётом взвешивающего действия воды, при УПВ выше подошвы фундамента), кН; Н — высота опоры моста, м; hф — высота конструкции фундамента, м. Расчётные величины Ро , Рп , Ртр , Т даны в таблице 2.
Путем последовательных подборов размеров фундамента и глубины заложения подошвы, принимаем:
d = 5.7 м – глубина заложения фундамента
hф =6.2 м – высота фундамента
a=11 м – длина подошвы фундамента
b= 2 м – ширина фундамента
A = a∙b = 11∙2= 22 м² — площадь подошвы фундамента
N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 12232.95 кН
М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м
W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³
Определяем давления под подошвой фундамента:
p=12232.95кН /22м² = 556.04 кПа≤ γcR/γn=1.2∙274.02/1.4 =234.9 кПаpmax=12232.95кН/22м² + 15570кН∙м/20.5м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=234.9 кПа
Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента не удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.
Увеличиваем размеры подошвы фундамента:
d = 5.7 м – глубина заложения фундамента
hф =6.2 м – высота фундамента
a=13 м – длина подошвы фундамента
b= 4 м – ширина фундамента
A = a∙b = 13∙4= 52 м² — площадь подошвы фундамента
N1 = 1.2(373.5кН + 6500кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 16732.95 кН
М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м
W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³
Определяем давления под подошвой фундамента:
p=16732.95кН /52м² = 321.8 кПа≤ γcR/γn=1.2∙973.74/1.4 =834.6 кПаpmax=16732.95кН/52м² + 15570кН∙м/112.7м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=834.6 кПа
Слишком большой запас прочности уменьшим размеры подошвы фундамента принимаем:
d = 5.7 м – глубина заложения фундамента
hф =6.2 м – высота фундамента
a=12.7 м – длина подошвы фундамента
b= 3.7 м – ширина фундамента
A = a∙b = 12∙3.7= 44.4 м² — площадь подошвы фундамента
N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 5550кН) + 1.13 ∙ 6075кН =15592.95 кН
М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м
W = 3.7 ∙ 12.7²/6 = 99.5 м³
Определяем давления под подошвой фундамента:
p=15592.95кН /44.4м² =351.2кПа ≤ γcR/γn=1.2∙956.25/1.4=819.6кПа pmax=15592.95кН/44.4м² + 15570кН∙м/99.5м³= 507.7кПа≤ γcR/γn=819.6 кПа pmin=15592.95кН/44.4м ² — 15570кН∙м/99.5м³= 194.7кПа >0
Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.
Принимаем размеры поперечного сечения подошвы фундамента:
d = 5.7 м – глубина заложения фундамента
hф =6.2 м – высота фундамента
a=12.7 м – длина подошвы фундамента
b= 3.7 м – ширина фундамента
2.4 Расчет основания фундамента по деформациям
Различные по величине осадки соседних опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих для автодорожных мостов 2 ‰ [2, п. 1.47].
Для расчёта осадок основания фундаментов по приложению 2 [3] рекомендует метод послойного суммирования: величина осадки фундамента определяется по формуле
где β=0,8 — безразмерный коэффициент; σzpi — среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта; hi и Ei — соответственно мощность и модуль деформации i-го слоя грунта; п — число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания Нс .
Сжимаемая толщина основания Нс определяется как расстояние от подошвы фундамента до нижней границы сжимаемой толщи; нижняя граница обозначена символами B.C. При этом B.C. находится на той глубине под подошвой фундамента, где выполняется условие
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, определяется по формуле:
где, γo -осредненный удельный вес грунта и воды, залегающих выше подошвы фундамента; h i -глубина заложения подошвы фундамента, м.
Дополнительное вертикальное напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента определяют по формуле:
Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:
Дополнительные вертикальные напряжения в грунте вычисляются по формуле:
где α — коэффициент, принимаемый по таблице 1 приложения 2 [3] в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента η = l/ b = 2,85 и относительной глубины, равной ξ = 2z/b, где z — расстояние до границы элементарного слоя от подошвы фундамента.
Таблица 3 – Расчет осадка основания фундамента
Расстояние от подошвы
Фундамента до подошвы
Мощность i слоя грунта
Удельный вес грунта γ,
Модуль деформации Е,
Осадка фундамента S = 2.142см.
Максимально допустимый угол перелома при осадке опор не более 2‰, величина пролета 48 м =4800 см.
2.142/4800 = 0,00045 = 0.45‰ 3 — момент сопротивления площади фундамента; А =44,4 м² — площадь подошвы фундамента.
eo = 15570/15592,95= 0,999 м
eo/r = 0,4995 2 ; и — наружный периметр поперечного сечения сваи, м; fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице [5, таблица 2]; hi -толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.
В формуле суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, при этом пласты грунтов под подошвой ростверка следует делить на однородные слои с hi расч
где N1- расчётная нагрузка, передаваемая на свайный фундамент, определяемая в общем случае по формуле
где Рр — вес ростверка, МН; Fd расч — расчётное сопротивление одиночной сваи, МН; η — коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента, равный 1,2.
N1 = 1,2∙(373,5 + 1350) + 1,13∙6075= 8932,95 кН
Расчётное сопротивление одиночной сваи, определяемое как наименьшее из двух
Fd расч = min(Fdm, Fd)/γn
где γn=1,4 — коэффициент надежности.
Fd расч = 1228,6/1,4 = 877,6 кН
n = 1,2∙8932,95/877,6 = 12,2
Так как в определении N1 не был учтен вес ростверка и грунта на его уступах, принимаем n= 21
3.1.4 Определение размеров ростверка
В курсовой работе принимаем вертикальные сваи, размещая их равномерно в рядовом порядке. Расстояние от края подошвы ростверка до наружного края сваи r = 0,3 м (г > 0,25 м), а между осями свай а = 1,2м (3d Fd , то необходимо пересчитать несущую способность сваи, увеличив её длину или поперечное сечение.
N = 1,2(373,5+1350+745,4+877,6+240,8)+1,13·6075=11169,5 кН
M1 = 1,2∙Т∙(H + hp) = 1,2∙750∙(11,4+4,4) = 14220 кН∙м
11169,5/21 +14220∙1,75/42,88 = 1112,4 кН 4 /cb + 31³усгм ) ≤ γс ∙R / γn
Источник