Расчет фундаментов производственного одноэтажного здания

Задано производственное  здание  одноэтажное, прямоугольное в плане (размеры в осях  48000х24000 мм), с  пространственными конструкциями типа

“Кисловодск” . Здание  опирается  через опорные капители  на 8 стальных колонн трубчатого сечения  д=400мм. Устойчивость здания  обеспечивается  жестким  защемлением колонн в  фундаменты  и горизонтальными  диафрагмами жесткости за счет  крепления  настила кровли из стального  профнастила  в каждой волне. Соединения колонн  с фундаментами  анкерными болтами  д=30мм  4 шт через  траверсу  с опорной плитой колонны.  Наружное стеновое ограждение представляет собой следующую конструкцию: поперечные стены  из силикатного  кирпича на цементно-песчаном растворе, фундамент- ленточный из сборных ж\б конструкций , продольные стены –ограждение из  сборных ж\б панелей с   ж\б колоннами размерами 400х400 в поперечнике с шагом  6м. Шаг стальных колонн  12х12м.

 Конструктивная  система - стоечно-балочная, конструктивная  схема - конечной  жесткости,  со  связевым  каркасом.

 Верхнее  перекрытие - из ребристых  железобетонных  плит  размерами  2980х5970х400 мм .

Фундаментные  балки  имеют  размеры  сечений  400х520 мм.

 Полы в здании по грунту  следующего состава:  (по СНиП П-В.8-71):

                       3        2                                 1- бетон М 200

                                           1                       2- песок                                

                                                                    3- утрамбованный грунт

Внутри здания имеется канал с отметкой дна  -2,0м  и шириной 1,5м.                     

 Согласно  приложению 4  [1],  для  производственных  зданий  с неполным  железобетонным  каркасом  относительная  разность  осадок   (DS/L)_u=0,002, максимальная  осадка  S_{u max}=8 cм.L=4800 см, DS=9,6 см - разность  осадок.

Площадка строительства  относится к  простой категории сложности.Согласно геологическим разрезам площадка имеет спокойный рельеф  со слабым уклоном  =3,8%, грунтовые  пласты залегают  согласно и слабо наклонно  , толщина их выдержана по простиранию,имеется выдержанный  горизонт грунтовых вод со слабым уклоном.

На  заданной  стройплощадке  располагаем  здание  так,  чтобы  в  его  контур  попадало не  менее  двух  скважин. 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=115.52 м. Отметка чистого  пола  на  200 мм  выше  средней  красной  отметки  спланированной  площадки  и  составляет  115.72 м. Красные  отметки  углов  спланированной  площадки  определяем  методом  поворота  плоскостей.

 Геологические  разрезы  - см. рис. 1-3.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.

Описание  стройплощадки  по  слоям.

Слой №1 – насыпной  грунт,удельная плотность 1,55 т\м3.

                      Данные  по  нему  не  представлены.

Слой №2 – супесь  зелено-бурая легкая.Удельный  вес  сухого  грунта

                                              g_d=g/(1+W).

В данном  случае  g_d=1,85/(1+0,31)=1,57  т/м³ . Объем  пор  в  единице  объема  грунта 

                                                 n=1-g_d/g_s

n=0,41.Коэффициент пористости е=n/(1-n).В данном случае                                               е=0,69

Число пластичности определяется по формуле:

                                 J_p=W_L - W_p  ,

в данном случае      J _p=0,06

Показатель  консистенции вычисляется по формуле:

                                J_L= (W-W_p)/ (W_i- W_p)

J_L=0,67- мягкопластичный.

Коэффициент сжимаемости вычисляется по формуле:

                                            m_v= b/E

Для супеси   b=0,74,   тогда  m_v=0,00925 cм²/кг.

Степень  влажности вычисляется по формуле:

                                   S_r=(W x  g _s ) / ( e x  g _w)

                                      S_r= 0,02

Для  супеси ,  находящейся  ниже  уровня  грунтовых  вод,  удельный  вес  определится  по  формуле :

g_sb=(g_s-g_w)/(1+e)=0,988 т/м³

Вывод: грунт супесь  зелено-бурая  легкая,мягкопластичная,слабосжимаемая, непросадочная. В качестве  основания  его  можно использовать.

Слой № 3 -  песок  серо-бурый средней крупности .

Удельный вес сухого грунта  g_d ==1,6 т/м³

Объем  пор  в единице объема грунта  n= 0,396

Коэффициент пористости  е=0,656

Коэффициент сжимаемости m_v=0,00247 см2\кгс

Степень влажности  S_r=1

  Коэффициент пористости  меньше 0,9  а степень влажности  больше 0,8 , то  грунт  непросадочный.

Для  песка ,  находящегося  ниже  уровня  грунтовых  вод,  удельный  вес  грунта  g_sb=0,996 т/м³.

Определяем по графику  С _u =d₆₀/d₁₀ =10,5 > 3 – песок неоднородный.

Вывод : песок средней плотности, насыщенный водой,неоднородный по составу, может служить  естественным основанием.

Слой № 4- глина светло-буро-жирная.Удельный  вес  сухого  грунта

                                              g_d=g/(1+W).

В данном  случае  g_d=1,45  т/м³ . Объем  пор  в  единице  объема  грунта