Расчет и конструирование фундаментов здания производственного цеха промышленного предприятия с административно-бытовым корпусом

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….	3
1  Оценка сооружения …………………………………..………………………. 1.1 Целевое назначение здания и краткая характеристика  ………………... 1.2 Краткое описание конструкций сооружения..…………………………… 1.3 Определение максимальных осадок фундамента..………………………	4 4 4 4
3   ИГУ площадки строительства …………………………………..................... 3.1  План площадки…………………………………………………………… 3.2  Геологические разрезы…………………………………………………… 3.3  Описание грунтов………………………………………………………… 3.4  Наличие слабого подстилающего слоя ………………………………… 3.5  Общая оценка строительной площадки …………………………………	5 5 6 7 8 9
3  Климатические особенности района строительства ………………………..	10
4  Вариант фундамента мелкого заложения ………………………………….. 4.1  Расчетная схема ………………………………………………………….. 4.2  Определение глубины заложения фундамента ……………................... 4.3  Определение размеров подошвы фундамента …………………………. 4.4  Конструирование фундамента ………………………………………….. 4.5  Учет внецентренного нагружения ………………………………………. 4.6  Проверка слабого подстилающего слоя ………………………………... 4.7  Определение осадки фундамента ……………………………………….. 4.8  Проверка на действие сил морозного пучения ……………....................	11 11 11 12 13 14 15 16 18
5  Вариант свайного фундамента (забивные сваи) ……………………………. 5.1  Расчетная схема ………………………………………………………….. 5.2  Выбор глубины заложения ростверка ………………………………….. 5.3  Выбор типа и размера свай ……………………………………………... 5.4  Определение несущей способности одиночной сваи …………………. 5.5  Определение количества свай в кусте ………………………………….. 5.6  Конструирование ростверка …………………………………………….. 5.7  Учет внецентренного нагружения ……………………………………… 5.8  Учет морозного пучения ……………………………………................... 5.9    Выбор молота и расчет проектного отказа свай ………………………	20 20 20 20 21 22 22 23 24 24
6  Вариант фундамента на буронабивных сваях ……………………………...    6.1  Расчетная схема …………………………………………………………..    6.2  Определение несущей способности сваи ………………….....................    6.3  Определение количества свай в кусте……………………………………    6.4  Схема соединения сваи с колонной ……………………………………..    6.5  Учет морозного пучения …………………………………………………	26 26 26 27 28 28
7 ТЭП. Сравнение стоимости  вариантов  фундаментов………………………	29
8  Расчет остальных фундаментов ……………………………………………...    8.1  Фундамент №5 …………………………………………………………....    8.2  Фундамент №4 ……………………………………………………………    8.3  Фундамент №2-3 как единая конструкция………………………………	31 31 33 37
Литература …………………………………………………………....................	40

Введение

В курсовом проекте необходимо рассчитать и законструировать фундаменты промышленного здания.

Курсовой проект выполнен на основе СНиП, ГОСТ, справочной, технической и учебной литературы по вопросам проектирования оснований и фундаментов. Все расчеты выполнены в технической системе единиц.

1. Оценка сооружения  

1.1  Целевое назначение здания и краткая характеристика

Здание представляет собой производственный цех промышленного предприятия с административно – бытовым корпусом. Цехом является  одноэтажная часть здания, административно – бытовым корпусом  - двухэтажная. Здание имеет прямоугольную в плане форму, обе части здания однопролётные. Размеры в осях: А-Г – 49м, 1-9 – 48 м.

1.2  Краткое описание конструкций сооружения

Одноэтажная часть здания

Высота  20,4м, пролёт  36 м. Цех оборудован мостовым краном Q = 15 тс, отметка подкрановой консоли +11,6 м.

Цех имеет металлический каркас, состоящий из двухветвевых колонн и ферм, расположенных с шагом 6 м. В качестве стенового ограждения приняты легкобетонные навесные  панели, которые крепятся к колоннам каркаса, а в торцах здания  - к колоннам фахверка, шаг которых 6 м. Для покрытия применены железобетонные ребристые плиты толщиной 0,3 м, шириной 1,5 м и длиной 6 м. Кровля малоуклонная, водоотвод организованный внутренний. Пол по грунту, отметка пола  0,0 м. Размеры в осях: В-Г – 36 м, 1-9 – 48 м. Конструкция пола – см. Приложение А.

Двухэтажная часть здания

Высота этажа 3,3 м, общая высота 6,6 м. Пролет здания 12м.

Конструктивная система здания с полным железобетонным каркасом, состоящим из железобетонных колонн с размерами сечения 600х600мм, расположенных с шагом 6 м и железобетонных ригелей, опирающихся на консоли колонн. На ригели опираются железобетонные плиты перекрытий толщиной 220мм., шириной 1,5м. и длиной 6м. Наружные стены выполнены из легкобетонных навесных панелей толщиной 300мм. Здание имеет подвальное помещение с отметкой низа  -3,0 м и размерами 12 х 48. Наружные стены подвала выполнены из цокольных панелей, внутренние стены – из бетонных панелей сплошного сечения. Подвал неотапливаемый. Кровля плоская с внутренним водостоком. Отметка пола первого этажа 0,00 на 0,15м. выше планировочной отметки. Пол по лагам. Конструкция пола – см. Приложение А.

1.3  Определение максимальных осадок фундамента

Согласно /1, прил. 4/ для производственных зданий с каркасом из:

·  ж/б:

Относительная разность осадок (ΔS/L) _u =0,002;

Максимальная осадка S _{мах, u} = 8 см.

·  металла:

Относительная разность осадок (ΔS/L) _u =0,004;

Максимальная осадка S _{мах, u} = 12 см.

2. ИГУ площадки строительства

2.1  План площадки

План площадки – см. рис.1. На заданной стройплощадке располагаем здание так, чтобы в его контур попадало не менее двух скважин или они располагались на расстоянии от здания не более, чем 2 м. Так же желательно, чтобы недалеко от каждой стены здания располагалась скважина. Расстояние от здания до краёв площадки должно быть не менее 4-5 м. Если здание не помещается в существующую площадку (в данном случае) увеличиваем размеры площадки пропорционально первоначальным размерам. После вынесения осей здания на план определяем черные и красные отметки углов здания. Черные отметки определяем по горизонталям методом линейной интерполяции. Красную среднюю отметку спланированной площадки принимаем равной среднему арифметическому черных отметок: Н_ср.кр.=(SЧ)/4=100,49м. Отметка чистого пола на 200 мм выше средней красной отметки спланированной площадки и составляет 100,69м. Ориентируем здание по сторонам света.

Рис.1

2.2  Геологические разрезы

Геологические разрезы - см. рис.2. На них показаны границы залегания каждого слоя грунта, причем за ноль принята отметка чистого пола. По известному  расстоянию между скважинами для каждого слоя вычислен уклон.

Рис.2

2.3    Описание грунтов

Слой №1 – почвенно-растительный, он срезается и складируется.

Слой № 2 –  суглинок жёлто – бурый лёгкий.

·  Удельный вес сухого грунта  g_d=g/(1+W)

В данном случае  g_d=1,93/(1+0,23)=1,57 т/м³ < 1,6 т/м³ – недоуплотненный.

·  Объем пор в единице объема грунта n=1-g_d/g_s

n =1-1,57/2,7=0,42.

·  Коэффициент пористости е=n/(1-n).

  В данном случае е=0,42/(1-0,42)=0,72

·  Число пластичности Jp=WL-Wp

   Jp =0,3-0,18=0,12 – суглинок  (0,07<Jp<0,17)

·  Показатель текучести JL=(W-Wp)/Jp

   JL =(0,23-0,18)/(0,3-0,18)=0,42 – тугопластичный (0,25<JL<0,5).

·  Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е

   m_v =0,62/140=0,0044см²\кгс –слабосжимаемый.

·  Степень влажности S_r=(W·g_s)/(e·g_w)

   S_r =(0,23·2,7)/(0,72·1)=0,86

·  Проверка по гранулометрическому составу

   Частиц с d ≤ 0,005  в грунте содержится 15%  (10%<15%<30%) – суглинок.

   Так как  S_r =0,86 >0,8 и  е = 0,72 < 1, то грунт не просадочный.

Вывод: суглинок недоуплотненный, слабосжимаемый, тугопластичный, непросадочный может служить  естественным основанием.

Слой № 4 – глина коричневая, пылеватая.

·  Удельный вес сухого грунта  g_d=g/(1+W)

В данном случае  g_d=1,95/(1+0,24)=1,57 т/м³ < 1,6 т/м³ – недоуплотненная.

·  Объем пор в единице объема грунта n=1-g_d/g_s

   n=1-1,57/2,72=0,42.

·  Коэффициент пористости е=n/(1-n).

  В данном случае е=0,42/(1-0,42)=0,72

·  Число пластичности Jp=WL-Wp

  Jp =0,51-0,3=0,21 – глина Jp>0,17.

·  Показатель текучести JL=(W-Wp)/Jp

  JL =(0,24-0,3)/(0,51- 0,3)= - 0,29 – твердая (JL<0).

·  Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е

  m_v =0,4/210=0,0019см²\кгс –слабосжимаемая.

·  Степень влажности S_r=(W·g_s)/(e·g_w)

  S_r =(0,24·2,72)/(0,72·1)=0,91

·  Проверка по гранулометрическому составу

  Частиц с d ≤ 0,005  в грунте содержится 31%  (>30%) – глина

Так как коэффициент пористости S_r =0,91 >0,8, степень влажности е = 0,72<1,5, то глина непросадочная.

Вывод: глина недоуплотненная, твердая, непросадочная, слабосжимаемая может служить  естественным основанием.

Слой №5 -  аргелиты трещиноватые.      Временное сопротивление одноосному сжатию  R _с = 50 кгс/см ³

 

 

2.4   Наличие слабого подстилающего слоя

Представление о прочности грунта дает величина его расчетного сопротивления, вычисленная по формуле 7/1/:

          R=(g_c1·g_c2)/k·(M_g·k_z·b·g_п+M_q·d₁·g_п'+(M_q-1)·d_b·g_п'+M_c·c_п) ,  (1)

где  g_с1 и  g_с2 - коэффициенты  условий  работы, принимаемые по  таблице