Проектирование фундаментов одноэтажного промышленного здания балочной системы, запроектированного в железобетонном каркасе

Министерство образования  РФ

ВятГУ

Инженерно  строительный факультет

Пояснительная  записка к курсовому  проекту

на  тему:

Проектирование фундаментов

здания.

       Выполнил:   студент гр. С-44                             Ложкин А.А.

Проверила:                                                            Крутикова   М.В.

Киров  2004  г.

Содержание.

1.  План  здания4

2.  Разрез  здания5

3.  Расчетные  характеристики  грунтов6

4.  Краткая  техническая  характеристика  сооружения7

5.  Характеристика  строительной  площадки                                       

а)  Размещение  здания  на  стройплощадке8 

б)  Геологические  разрезы9

в)  Определение физико-механических свойств отдельных слоев  грунтов11 

г)   Проверка  наличия  слабого  подстилающего  слоя15

      д)  Общая  оценка строительной  площадки17

      е)  Климатические  особенности района строительства17     

6.  Вариант фундамента  мелкого  заложения

а)  Расчетная  схема18  

б)  Выбор  глубины  заложения  фундамента18  

в)  Определение  размеров  подошвы  фундамента19 

г)  Конструирование  фундамента21

д)  Учет  внецентренного  нагружения22

е)  Проверка  слабого  подстилающего  слоя23

ж)  Определение  осадки24

з)  Проверка  на  морозное  пучение25      

7.  Вариант сваиного  фундамента

а)  Расчетная  схема 27

б)  Выбор  типа  и  размера  сваи 27 

в)  Определение  несущей  способности28        

г)  Конструирование  ростверка28

д)  Учет  внецентренного  нагружения29

е)  Учет  морозного  пучения30 

ж)  Определение  проектного  отказа  сваи  и  выбор  оборудования31             

8.  Проектирование фундамента  из  буронабивных  свай

а)  Расчетная  схема32

б)  Определение  несущей  способности32    

в)  Расчет  на  морозное  пучение33       

               г)   Определение  осадки34

  9.   Расчет  фундамента N336

10.  Расчет  фундамента N439

11.  Расчет фундамента  №242

12.  Литература45

          Краткая  техническая  характеристика  сооружения.

Здание запроектировано для строительства в г. Новосибирск. Объект строительства состоит из 1-этажного промышленного здания балочной системы, запроектировано в железобетонном каркасе, в осях ’’А’’ - ’’Г’’, оборудован мостовым  краном Q = 20тс. Здание прямоугольной формы с размерами в осях 48 х 18м, высотой 14.4м с учетом высоты фермы перекрытия и зенитных фонарей, расположенных вдоль всей крыши. Также имеется вспомогательный открытый пристрой,   в железобетонном каркасе высотой 10.8м без ограждающих панелей и плит  перекрытия, оборудованный мостовым краном Q =10тс.

Колонны принимаем по расчету, из разработанных для применения в одноэтажных промышленных зданиях, имеющих пролет до 18м и высоту до 12м, оборудованных мостовыми кранами с Q<20тс. Шаг колон принимаем 6м. Привязка  колон к разбивочным осям нулевая. Конструкции фонаря, подобно фермам покрытия объединены связями и плитами настила в жесткую пространственную систему. Все элементы связей покрытия выполнены из прокатных уголков, труб и замкнутых гнутых профилей. Здание перекрывается железобетонными ребристыми плитами размером 6000 х 1500мм, толщиной 220мм, которые привариваются к фермам. На  плиты уложен утеплитель, паро – и гидроизоляция. Конструкции стенового ограждения - самонесущие железобетонные панели толщиной 200мм. Пол на первом этаже бетонный по грунту.

                                      1 – стальное покрытие

                                      2 - бетонный подстилающий слой

                                      3 – песчаная подготовка

 

В здании запроектирован канал с отметкой (- 2.150) от уровня пола.

Для зданий производственных и гражданских одноэтажных с полным железобетонным каркасом относительная разность осадок (ΔS/L)_n – 0.002, максимальная осадка S_max  - 8см.

 

Определение характеристик физико – механических  свойств  отдельных  слоев  грунтов.

1  слой:

Песок светло-серый.

Мощность слоя 2.6 – 3.2м.

Отметка поверхности 158.5 – 160.1м.

·  Песок  содержит  56%  частиц  размером  более  0.25 мм – среднезернистый песок.

·  График  гранулометрического  состава  песка.

Определяем  Сu  -  коэффициент  неоднородности  грунта:

Сu  =  d₆₀/d₁₀ = 0.3588/0.0111 = 32.32 > 3  - грунт  неоднородный.

·  Определяем  g_d – удельный  вес  сухого  грунта.

1.6<1,6 т/м³   -  грунт  достаточно  уплотнен.

·  Определяем  е – коэффициент  пористости.

 0.7>0.656 > 0.55 - песок  средней плотности.

·  Определяем  n – пористость.

·  Определяем  S_r – степень  влажности.

При  0.8 < S_r £ 1 - грунт насыщенный водой.

·  Определяем m_v – коэффициент относительной  сжимаемости.

см²/кгс, - слабосжимаемый

Е = 250 кгс/см²

β= 0.74 – для песков (коэф., учитывающий невозможность бокового расширения).

Вывод: песок среднезернистый, неоднородный, достаточно уплотненный, насыщенный водой, слабосжимаемый.

2  слой:

Суглинок бурый тяжёлый.

Мощность слоя 2.8 – 3.8м.

Отметка поверхности 155.3 – 157.5м.

·  Определяем I_р -  число  пластичности.

I_р = W_L – W_P = 0.35 –0.2 =0.15

0.07<0.15 < 0.17 – суглинок.

·  Определяем I_L -  показатель  консистенции.

 

0.25< 0.6 ≤ 0.75 –  суглинок мягкопластичный (табл. 13 [2]).

·  Определяем  g_d – удельный  вес  сухого  грунта.

1.426<1.6 т/м³   -  грунт  недостаточно  уплотнен.

·  Определяем  е – коэффициент  пористости.

·  Определяем  n – пористость.

·  Определяем  S_r – степень  влажности.

При  0.8 < S_r £ 1 - грунт насыщенный водой.

·  Определяем m_v – коэффициент относительной  сжимаемости.

- средне сжимаемый.

β= 0.62 – для суглинков (коэф., учитывающий невозможность бокового расширения).

Вывод: грунт - суглинок мягкопластичный, недостаточно уплотненный, насыщенный водой, непросадочный, средне сжимаемый.

3  слой:

Глина красно – бурая пылеватая.

Мощность  слоя 3.3 – 4.7м.

Отметка поверхности 151.7 – 154.6м.

·  Определяем I_р -  число  пластичности.

I_р = W_L – W_P = 0.43 –0.22 =0.21

0.21 > 0.17 – глина.

·  Определяем I_L -  показатель  консистенции.

 

0< 0.19 ≤ 0.25 –  глина полутвёрдая (табл. 13 [2]).

·  Определяем  g_d – удельный  вес  сухого  грунта.

1.595<1.6 т/м³   -  грунт  недостаточно  уплотнен.

·  Определяем  е – коэффициент  пористости.

·  Определяем  n – пористость.

·  Определяем  S_r – степень  влажности.

При  0.8 < S_r £ 1 - грунт насыщенный водой.

·  Определяем m_v – коэффициент относительной  сжимаемости.

 - слабо сжимаемый; β= 0.43 – для глин

Вывод: грунт - глина полутвердая, недостаточно уплотненный, насыщенный влагой, непросадочный, слабо сжимаемый.

4 слой:

Суглинок тёмно-бурый с известковым включением

Мощность слоя 3.3 – 6.2м.

Отметка поверхности 147.0 – 151.3м.

·  Определяем I_р -  число  пластичности.

I_р = W_L – W_P = 0.3 –0.18 =0.12

0.07<0.12 < 0.17 – суглинок.

·  Определяем I_L -  показатель  консистенции.

 

0.25< 0.75 ≤ 0.75 –  суглинок мягкопластичный (табл. 13 [2]).

·  Определяем  g_d – удельный  вес  сухого  грунта.

1.543<1.6 т/м³   -  грунт  недостаточно  уплотнен.

·  Определяем  е – коэффициент  пористости.

·  Определяем  n – пористость.

·  Определяем  S_r – степень  влажности.

При  0.8 < S_r £ 1 - грунт насыщенный водой.

·  Определяем m_v – коэффициент относительной  сжимаемости.

- слабо сжимаемый

Вывод: грунт - суглинок мягкопластичный, недостаточно уплотненный, насыщенный водой, непросадочный, слабо сжимаемый.

Проверка  наличия  слабого подстилающего  слоя.

К прочным грунтам можно отнести крупнообломочные грунты, пески плотные и средней плотности, твердые и пластичные пылевато-глинистые с I_L<0,6. К слабым относят грунты, которые дают под нагрузкой большие деформации: рыхлые пески, текуче пылевато-глинистые грунты, у которых модуль деформации менее 50 кг/см² . Более точное представление о прочности грунта может дать величина расчетного сопротивления грунта основания вычисляется по ф.7 /1/ для условного фундамента шириной, равной одному метру:

      

где  g_с1 и  g_с2 - коэффициенты  условий  работы, принимаемые по  таблице 3 [1]

k - коэффициент, принимаемый  равным  1

M_g, M_q , M_c - коэффициенты,  принимаемые  по  таблице  4 [1]

b - ширина  подошвы  фундамента, м

g_II - усредненное  расчетное  значение  удельного  веса  грунтов, залегающих