Расчет фундаментов промышленного здания города Омск на грунте, состоящем из 3 слоев (два вида супеси и глина)

Содержание.

1. Исходные данные.

Город строительства – г. Омск.

Инженерно-геологичекие элементы.

Наименование грунта	Плотность частиц, г/см3	Плотность грунта г/см3	Влажность природная	Влажность на границе раскатывания	Влажность на границе текучести	Угол внутреннего трения (град)		Удельная сила сцепления, (кПа)		Модуль деформации, МПа
	ρs	ρ	w	wp	wL	jI	jII	сI	сII	E
Супесь	2,7	1,62	0,111	0,1	0,15	21	19	14	7	9,4
Супесь	2,68	1,81	0,182	0,17	0,21	21	18	11	6	10
Глина	2,76	1,577	0,131	0,096	0,294	16	13	38	22	13,5

Пролеты (м)		Высоты (отметки)  (м)							Нагрузки (kH)		Бытовые помещения
L1	L2	Н1	Н2	Н3	Н4	Н5	Н6	Н7	I	II	Без  подвала
18	18	10,8	12,6	14,4	8,4	10,2	10,8	8,1	12	12

1.1 Объемно – планировочное решение здания.

Значения единичных нагрузок:

1.  Производственного корпуса  12 кН/м².

2.  Бытовых помещений  6 кН/м².

Разрез по I-I

Разрезпо I I -I I

1.  Отметки Н₁, Н₂, Н₃ относятся к меньшим пролетам;Н₄, Н₅, Н₆ – к большим.

2.  Стены всего здания из панелей δ=300 мм.

Стены бытовых помещений из обыкновенного кирпича δ=510 мм.

3.  Балки (фермы) опираются на колонны.

4.  Лестничные клетки в бытовых помещениях условно не показаны.

5.  Температура внутри производственного корпуса +16 º, в бытовых +19 º .

1.2. Инженерно-геологические условия площадки.

 

Уровень пола первого этажа 0.000 – 40.000

Разрез по I-I

Разрез по II-II

1.3. Подбор колонны.

Тип и размер колонн выбираем, исходя из размеров самого здания, условий привязки их к осям, а также величин нагрузки, действующих на колонну

Пролет здания L= 18 м ; Шаг b=6 м

Отметка верха колонны по оси А:  Н=8,4 м

Отметка верха колонны по оси Б:  Н=8,4 м

Отметка верха колонны по оси В:  Н=10,8 м

Отметка верха колонны по оси 2:  Н=8,1 м

Выбор конструкций колонн

2.Сбор нагрузок на верхний обрез фундамента.

С целью уменьшения трудоёмкости выполнения курсового проекта применяется следующая упрощенная методика сбора нагрузок, действующих на фундаменты:

Вертикальная сосредоточенная нагрузка (NII), передающаяся от колонн на фундамент, подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на грузовую площадь покрытия, приходящуюся на рассматриваемую колонну.

В единичные значения нагрузок, приведенные в исходных данных, включены: собственный вес колонны, снеговая, крановая и другие виды временных нагрузок.

Вертикальная сосредоточенная нагрузка от колонны считается приложенной в центре тяжести поперечного сечения колонны.

Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются элементы покрытия, на фундаменты передаются моменты и горизонтальные силы, действующие в плоскости поперечника здания.

Численные значения этих моментов (МII) и горизонтальных сил (QII) вычисляются по формулам:

МII = 0,05*NII,

QII = 0,006*NII,

Горизонтальные силы QII считаются приложенными в уровне верхнего обреза фундаментов.

Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение веса одного квадратного метра вертикальной поверхности на грузовую площадь, приходящуюся на рассматриваемый фундамент. В случае опирания элементов покрытия на стены, к нагрузке от стен добавляется нагрузка от соответствующей грузовой площади покрытия.

В подсчете нагрузок от стен должны быть учтены коэффициенты уменьшения их веса за счет оконных и дверных проемов. Для наружных стен бытовых помещений k = 0,6.

В перечисленные выше нагрузки не входит вес фундаментов и грунта на их обрезах.

Результаты сбора нагрузок сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

фундамент №	Нагрузки от колонн						Нагрузки от стен
	Ко-лонна по оси	Грузов площадь, м2	Единичная нагрузка, кН/м2	,  кН	, Кн	, кН	,  кН	Единичн. нагрузка, кН/м2	Коэф. уменьш. нагр.	Грузовая площадь, м2
Ф-1	А	54	12	648	51,84	6,48	91,8	3	0,5	61,2
Ф-2	Б	54	12	648	32,4	3,89	-	-	-	-
	В	54	12	648	32,4	3,89	21,6	3	0,5	14,4
Ф-8	2	36	6	216	10,8	1,3	-	-	-	-

3. Анализ инженерно-геологических условий.

3.1.Оценка гидрогеологических условий площадки.

Площадка находится между 39 и 41 параллелями. Скважины глубиной 20 м. Температура воздуха наиболее холодной пятидневки -39ºC (обеспеченность 0, 98). Грунтовых вод нет.  

3.2. Вычисление производных характеристик физического состояния грунтов

В исходных данных даны базовые характеристики грунтов. По переходным формулам вычислим производные характеристики грунтов.

I –Супесь

1.  Удельный вес грунта:  ;

                ускорение свободного падения.

2.  Плотность  сухого  грунта:    

где  W – природная влажность.

3.  Удельный вес сухого грунта:    

4.  Удельный вес твердых частиц:    

5.  Объем твердых частиц в единице объема:    

6.  Объем пор в единице грунта:    

7.  Коэффициент пористости грунта:

8.  Полная влагоемкость грунта:

              где   удельный вес воды.

9.   Степень влажности грунта:

10. Удельный вес грунта:

II –Супесь.

1.  Удельный вес грунта:  ;

2.  Плотность  сухого  грунта:    

3.  Удельный вес сухого грунта:    

4.  Удельный вес твердых частиц:    

5.  Объем твердых частиц в единице объема:    

6.  Объем пор в единице грунта:    

7.  Коэффициент пористости грунта:

8.  Полная влагоемкость грунта:

9.  Степень влажности грунта:

10. Удельный вес грунта:

III –Глина

1.  Удельный вес грунта:  ;

2.  Плотность  сухого  грунта:    

3.  Удельный вес сухого грунта:    

4.  Удельный вес твердых частиц:    

5.  Объем твердых частиц в единице объема:    

6.  Объем пор в единице грунта:    

7.  Коэффициент пористости грунта:

8.  Полная влагоемкость грунта:

9.  Степень влажности грунта:

10. Удельный вес грунта:

3.3. Классификация грунтов.

1.  Число  пластичности:         J_p = W_l  -  W_p  ,

где  W_L – влажность на границе текучести, д.е.;

        W_P – влажность на границе раскатывания, д.е..

a.  Для  I пласта: J_p=0,15-0,1 =0,05 д.е.=5%(1 J_p7) Супесь

b.  Для II пласта: J_p=0,21-0,17 =0,04 д.е.=4%(1 J_p7) Супесь

c.  Для III пласта: J_p=0,294-0,096 =0,198 д.е.=19,8%(17< J_p) Глина

2.  Показатель текучести:    I_L=(W-W_Р)/(W_L- W_Р)

Где W – природная влажность грунта,  д.е.

       W_Р – влажность на границе раскатывания грунта, д.е.

       W_L- влажность на границе текучести грунта, д.е.

a.  Для I пласта:  I_L=(0,111 – 0,1)/(0,15 – 0,1)=0,22– супесь пластичная

b.  Для II пласта: I_L=(0,182-0,17)/(0,21-0,17)=0,3– супесь пластичная

c.  Для III пласта: I_L=(0,131-0,096)/(0,294-0,096)=0,177– глина полутвердая

3.  Степень просадочности:  I_SS=e_L/1+e,                                 

Где e_L=W∙r_S/r_W  – коэффициент пористости при влажности на границе текучести;

       е - коэффициент пористости;

a.  Для I пласта:    e_L=0,111∙2,7/10=0,03

                                        I_SS=0,03/(1+0,85)=0,016

b.  Для II пласта:   e_L=0,182∙2,68/10=0,049

                                I_SS=0,049/(1+0,75)=0,045

c.  Для III пласта: e_L=0,131∙2,76/10=0,036

                                        I_SS=0,036/(1+1)=0,018

4.  Степень водонасыщения грунта:

a.  Для I пласта:  S_R= 0,35  -  малой степени водонасыщения

b.  Для II пласта:   S_R= 0,64 - средней степени водонасыщения

c.  Для III пласта: S_R= 0,36-  малой степени водонасыщения

5.  Степень деформативности грунта:

a.  Для I пласта:  Е = 9,4 МПа – средней степени сжимаемости