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

Содержание

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