Расчет оснований и фундаментов промышленного здания (место строительства - город Новокузнецк, уровень пола первого этажа 0.000-24.000)

Расчёт осадок фундаментов с использованием ЭВМ... Ошибка! Закладка не определена.

5.4.4. Проверка выполнения условия ........... 17

5.5. Конструирование фундаментов мелкого заложения. 18

6. Проектирование свайных фундаментов (Вариант 2) 19

6.1. Определение глубины заложения подошвы ростверка. 19

6.2. Корректировка приведённых нагрузок. 19

6.3. Выбор типа, длины и марки свай. 19

6.4. Определение несущей способности свай. 21

6.5. Определение количества свай. 21

6.6. Компоновка свайных кустов. 22

6.7. Определение нагрузок на максимально и минимально нагруженные сваи. 23

6.8. Расчёт осадки свайного фундамента. Фундамент № 2. Ошибка! Закладка не определена.

6.8.1. Определение размеров условного фундамента. Ошибка! Закладка не определена.

6.8.2. Определение расчётного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента. Ошибка! Закладка не определена.

6.8.3. Определение давления под подошвой условного фундамента. Ошибка! Закладка не определена.

6.8.4. Определение осадки условного фундамента. Ошибка! Закладка не определена.

6.9. Конструирование ростверка. 24

6.10. Расчёт тела ростверка по прочности. Фундамент № 2. 25

6.10.1. Расчёт тела ростверка на продавливание колонны.. 25

6.10.3. Подбор нижней арматуры.. 27

6.11. Подбор сваебойного оборудования. 28

6.11.1. Выбор массы ударной части молота. Ошибка! Закладка не определена.

6.11.2. Определение минимальной энергии удара и выбор молота. 28

6.11.3. Определение проектного отказа. 29

7. Технико-экономическое сравнение вариантов. Ошибка! Закладка не определена.

8. Список используемой литературы.. 30

 

1. Исходные данные для проектирования основания и фундаментов

1.1. Инженерно-геологические условия строительной площадки

                                                                                                                                                                         

Рис. 1

Место строительства- город Новокузнецк.

Уровень пола первого этажа-0.000 – 24.000.

Грунтовые условия:

Таблица 1                                                                                                                                    Грунтовые условия

Наименование показателя	Наименование грунта
	I – глина	II – песок пылеватый	III – песок крупный
Плотность частиц , т/м3	2,71	2,67	2,65
Плотность грунта , т/м3	1,697	1,954	2,01
Природная влажность , д.е.	0,227	0,281	0,223
Влажность на границе раскатывания , д.е.	0,106	-	-
Влажность на границе текучести , д.е.	0,294	-	-
Угол внутреннего трения , °	11	26	38
Угол внутреннего трения , °	9	24	35
Удельная сила сцепления , кПа	33	6,2	0
Удельная сила сцепления , кПа	18	0	0
Модуль деформации , МПа	8,6	11	32

1.2. Объёмно-планировочные решения зданий

Рис. 2

Стены всего здания из панелей. Толщина панелей 300 мм. Балки(фермы) в средних пролетах опираются на подстропильные фермы, в крайних пролетах- на колонны. Температура внутри производственного корпуса +16 °С.  Нагрузка в здании 15 кН/м, в бытовых помещениях – 6 кН/м от одного перекрытия (покрытия).

1.3. Сбор нагрузок на верхний обрез фундаментов

Верх обреза фундамента находится на отметке –0.150.

Нагрузки, действующие на фундамент № 1:

Рис. 3

N= 18*3*12=648 кН;

М=0.08*N=51.84 кН;

Р_ст=6*16.2*3*0.6=174.96 кН

Нагрузки, действующие на фундамент № 2:

Рис. 4

N₁ =12*6*10=720 кН;

M₁ =0.08*N₁= 0.08*720=57.6 кН;

Q₁=0.01*N₁= 0.01*720=7.2 кН;

N₂=9*3*0.185=4.995 кН;

M₂=0.08*N₂= 0.08*4.995=0.399 кН*м;

Q₂= 0.01*N₂= 0.01*4.995=0.049кН

P_ст =6*18*3*0.6=194.4кН

                          Нагрузки, действующие на фундамент № 3:

Рис. 5

P_ст= 6*16.2*3*0.6=174,96кН;

Нагрузки, действующие на фундамент № 4:

Рис. 6

N=18*6*12=1296кН;

М=0,08*N=0.08*1296=103.68кН*м;

Q=0.01*N=0.01*1296=12.96кН;

Р_ст=6*16.2*3*0.6=174.96кН

Нагрузки, действующие на фундамент № 5:

Рис.7

N=6*9*0.185=9.99кН;

M=0.08*N=0.08*9.99=0.799кН*м;

Q=0.01*N= 0.01*9.99=0.099кН

2. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки

2.1. Первый слой грунта

1.  Уточнение вида грунта:

I_p = W_L-W_P= 0.294-0.106=0.188=18.8%

I_p > 17, по таблице 1.8 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: первый слой грунта основания – глина.

2.  Определение наименование грунта:

I_L= W-W_L / W_L -W_P=0.227-0.106/0.188=0.644

0.5<I_L≤0.75, по таблице 1.9 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: глина –мягкопластичная.

3. Определение степени водонасыщенности:

e = p_S-p_d /p_d=2.71-1.465/1.465=0.85 – коэффициент пористости грунта.

p_d=p/(1+W)=1.925/(1+0.314)=1.465т/м³  -плотность сухого грунта.

S_r=W*p_s/(e*p_w)=0.314*2.71/(0.85*1)=1, по табл.11 «Справочник проектировщика»: 0.8≤Sr=1≤1- грунт насыщен водой.

р_w=1т/м³ – плотность воды

γ = p*g= 1.925*10=19.25- удельный вес грунта.

4. Определение предварительного показателя просадочности: S_r >=0.8, по “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: грунт не боится просадочности.

5.  Определение степени сжимаемости:

5<E =7.6< 10МПа : грунт – среднесжимаемый.

2.2. Второй слой грунта

Грунт находится ниже уровня грунтовых вод.

1.  Определение плотности сложения:

e = p_S-p_d /p_d=2.67-1.525/1.525=0.750– коэффициент пористости грунта.

p_d=p/(1+W)=1.954/(1+0.281)= 1.525т/м³  -плотность сухого грунта.

S_r=W*p_s/(e*p_w)=0.281*2,67/(0.75*1)=0,999

j = p*g= 1.925*10=19.25- удельный вес грунта

, по таблице 1.7 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: грунт – мелкий песок средней плотности.

2. Определение степени сжимаемости:

Е=11> 10МПа –слабосжимаемый.

2.3. Третий слой грунта

Грунт находится ниже уровня грунтовых вод.

1.  Определение плотности сложения:

p_d= p/(1+W)=2.01/(1+0.23)=1.634т/м³- плотность сухого грунта.

e = p_S-p_d /p_d=2.65-1.634/1.634=0.622– коэффициент пористости грунта

0.6≤ e =0.622≤0.8, по таблице 1.7 “Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения”: грунт – крупный песок средней плотности.

2. Определение степени сжимаемости:

Е=32 >10МПа-слабосжимаемый.

3. Выбор типа колон

Первый тип колонн имеется в фундаментах № 1,2, 3,4.

Второй тип колон имеется в фундаментах № 5.

Рис. 8

4. Определение глубины заложения подошвы фундамента

4.1. Определение конструктивной глубины заложения фундамента

Рис. 8

 м.

4.2. Определение глубина промерзания грунта

4.2.1. Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта

, где  – величина, принимаемая равной (м) для: суглинков и глин – 0,23, супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28, песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30, крупнообломочных грунтов – 0,34;  – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике. Значение  для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

 = 0.23*√200=3,253м

4.2.2. Определение расчётной глубины сезонного промерзания грунта

, где  – нормативная глубина промерзания;  – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений – по таблице 1 СНиП 2.02.01-83* “Основания зданий и сооружений”, для наружных и внутренних фундаментов, не отапливаемых сооружений –  , кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Для здания:

k_h=(0.5+0.6)/2 = 0.55

d_f= k_h*d_fn = 0.55*3.253=1.789м

Для бытового помещения:

d_w> d_f +2 =1.789+2=3.789м

d_w= 24-19=5м> 3.789м – возможно подтягивание капиллярной воды к границе промерзающего слоя.

dз =0,15+hст+h₀+а+б = 0.15+1.2+0.5+0.035=1.885м~1.9м

Вывод: из конструктивной глубины заложения фундамента и расчётной глубины сезонного промерзания грунта выбираем наибольшую, принимаем глубину заложения фундамента

d_f=1,9м

5. Проектирование фундаментов мелкого заложения (Вариант 1)

5.1. Определение размеров обреза фундаментов

Фундамент № 1(№ 4):

Рис. 9

Lобр= 2*325+2*75+1300=2100мм; Вобр=2*300+2*75+500=1200мм

Фундамент № 2:

Рис. 10

Lобр= 2*325+2*75+1300+1400+300=3800мм; Вобр=2*300+2*75+600=1300мм

Фундамент №3:

Lобр= 2*325+2*75+800=1600мм; Вобр=2*300+2*75+500=1200мм

                                                                              Рис. 11

Фундамент № 4:

Рис. 12

Фундамент №5:       

Рис.13

5.2. Приведение нагрузок к центру подошвы фундаментов

Фундамент № 1:

Рис. 14

Моу=М+Q1*d ─Pст*е2= 51.84+6.48*1.9─174.96*0,875= 88,938кН*м

Мох=0кН*м

Nо=N+Pст=648+174.96=822,96кН

Фундамент №2:

Рис. 15

Мох=Рст*е= 194,4*0,65=126,36кН*м

Моу=─М1+М2+(Q1+Q2)*d─N1*e1+N2*e2=-57.6+0.399+(7.2+0.049)-720*0.8+4.995*0.85= =─615.907кН*м

Nо=N1+N2+Рст=720+4.995+194.4=919.395кН

Фундамент №3:

Рис. 16

Моу=─Pст*е2= -174.96*0.8=-139.968кН*м

Мох=0кН*м

Nо=Рст=174.96кН

Фундамент № 4:

Рис. 17

Моу=М+Q*d─Pст*е2=103.68+12.96*1.9-174.96*0.875=-24.786кН*м  

Мох=0кН*м 

Nо=N+Рст=1296+174.96=1470.96кН                                                                                                                                                              

Фундамент №5:

Рис. 18

Моу=М+Q*d=0.799+0.099*1.9=0.987кН*м

Мох=0кН*м

Nо=N= 9.99кН

5.3. Определение размеров подошвы фундаментов

5.3.1. Определение условного расчётного сопротивления грунта. Фундамент № 6

, где  и  – коэффициенты, условий работы, принимаем , ;  – коэффициент