Расчет оснований и фундаментов промышленного здания (уровень грунтовых вод – 25.50 м)

Министерство образования РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение  высшего профессионального

 образования

Новосибирский Государственный Архитектурно Строительный Университет

(СИБСТРИН)

Кафедра ИГОФ

Курсовой проект

«Расчет оснований и фундаментов промышленного здания»

Выполнила: студентка 520 гр

Проверила:

Новосибирск 2011

Пояснительная записка

КП.ИГОФ.12-ПЗ-2011

Содержание

1. Исходные данные…………………………………………………………………..4

1.1. Инженерно – геологические условия строительной площадки…………….....4

1.2. Объемно – планировочное решение здания………………………………….... 5

2. Выбор типа колонн…………………………………………………………………6

3. Сбор нагрузок на фундаменты от надземной части здания……………………..6

4. Анализ инженерно – геологических условий площадки……………………….10

5. Назначение вариантов фундамента……………………………………………...12

6. Проектирование фундаментов мелкого заложения…………………………….12

6.1 Определение глубины заложения фундамента………………………………...12

6.2. Определение приведенных нагрузок фундамента……………………………13

6.3. Определение размеров подошвы фундамента………………………………...15

6.4 Определение осадки фундамента………………….……………………………17

6.5 Расчеты на ЭВМ…………………………………………….…………………...21

6.5.1. Определение размеров подошвы фундамента по программе «RAZMER»..21

6.5.2. Определение осадок фундамента по программе «OSADKA»………….…..22

6.6 Конструирование  и расчет тела фундамента………………………………….23

7. Проектирование свайных фундаментов ………………………………………...24

7.1. Назначение глубины заложения ростверка……………………………………24

7.2. Определение нагрузок, действующих на свайный фундамент………………24

7.3. Выбор длины, типа и марки свай………………………………………….…...26

7.4. Определение несущей способности сваи по грунту………………………….26

7.5. Определение количества свай…..……………………….……………………..31

7.6. Определение размеров ростверка……………………………………………...32

7.7 Определение нагрузок на наиболее и наименее нагруженные сваи………….33

7.8. Определение осадки свайного фундамента…………………………………...35

7.9. Расчет тела ростверка по прочности…………………………………………...39

7.10. Подбор сваебойного оборудования, определение отказа сваи……………..41

8. Технико-экономические показатели………………………………….………….43

Список используемой литературы…………………………………………….……44

1. Исходные данные.

1.1. Инженерно – геологические условия строительной площадки.

Номер варианта грунтовых условий и географического пункта строительства: № 12. Место строительство – г. Бийск. Уровень грунтовых вод – 25.50 м, уровень пола первого этажа 0.00 – соответствует абсолютной отметки 28.50

    

Рис. 1. Абрис.

Рис. 2. Инженерно – геологический разрез.

Физико-механические свойства грунтов.

Таблица 1.

№п/п	Наименование грунта	Плотность частиц, т/м3	Плотность грунта, т/м3	Природная влажность, д.е.	Влажность на границе раскатывания д.е.	Влажность на границе текучести, д.е.	Угол внутреннего трения, (град.)		Удельная сила сцепления, КПа		Модуль деформации, МПа
				W	WP	WL					E
I(7)	Песок мелкий	2,65	1,976	0,260	-	-	30	28	5,4	0	24
II(9)	Песок пылеватый	2,67	1,954	0,281	-	-	26	24	6,2	0	11
III(2)	Песок крупный	2,65	2,010	0,230	-	-	38	35	0	0	32

1.2.  Объемно – планировочное решение здания.

Номер варианта здания: № 5 (без подвала).

Рис. 3. План здания.

Рис. 4. Объемно – планировочное решение здания.

Пролеты:

L₁ = 18 м; L₂ = 24 м; L₃ = 24 м;

Отметки:

H₁ = 8,4 м; H₂ = 10,2 м; H₃ = H₄ = 10,8 м; H₅ = 12,6 м; H₆ = 14,4 м; H₇ = 8,1 м;

Нагрузки:

I – 10 II – 10 III – 10

Стены здания из панелей δ=300мм, l=6000м.                                                          

Опирание всех балок (ферм) на колонны.

В бытовых помещениях нагрузка 6 кН/м²_.

Температура внутри производственного корпуса +16º, в бытовых +19º.

2.Выбор типа колонн.

Рис. 5. Размеры колонн  и их привязка к осям.

3. Сбор нагрузок на фундаменты от надземной части здания.

Рассчитываются фундаменты под номерами: 1,2,3,6,7.

Сбор нагрузок осуществляется методом грузовых площадей.

Вертикальная сосредоточенная нагрузка (), передающаяся от колонны на фундамент, подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на грузовую площадь покрытия или перекрытия, приходящуюся на рассматриваемую колонну.

,                                                                                                                         

где – грузовая площадь покрытия (перекрытия), приходящаяся на рассматриваемую колонну;

– заданная единичная нагрузка соответствующего пролета.

В единичные значения нагрузок включены: собственный вес конструкции покрытия (перекрытия), собственный вес колонны, снеговая, крановая и другие виды нагрузок.

Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются элементы покрытия или перекрытий, на фундаменты передаются моменты и горизонтальные силы, действующие в плоскости поперечника здания.

Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение одного квадратного метра вертикальной поверхности на грузовую площадь, приходящуюся на рассматриваемый фундамент.

,                                                                                                       

где– ширина стенового пояса, приходящаяся на рассматриваемый фундамент;

– высота стены;

 – вес стеновых панелей, ;

k – коэффициент просветности, учитывающий уменьшение веса стен за счет оконных и дверных проемов:

  - для наружных стен цехов промышленных зданий k =0,6;

  - для наружных стен бытовых помещений k =0,8;

  - для торцевых стен цехов промышленных зданий k =1,0.

Фундамент № 1.

Рис. 6. Сбор нагрузок на верх обреза фундамента.

;

;

 

 ;

;

 

Фундамент № 2.

Рис.7. Сбор нагрузок на верх обреза фундамента.

;

;

 

 .

Фундамент № 3.

Рис. 8. Сбор нагрузок на верх обреза фундамента.

;

;

;

 ;

Фундамент №6.

Рис. 9. Сбор нагрузок на верх обреза фундамента.

;

;

 

 .

Фундамент №7.

Рис. 10. Сбор нагрузок на верх обреза фундамента.

;

;

 

;

;

 

;

;    

 .

Сбор нагрузок на фундаменты.

Таблица 2.

Фундамент № (оси)	Нагрузки от колонны					Нагрузка от стен
	Грузовая площадь, м2	Единичная нагрузка, кН/м2	Nн, кН	Мн,кНм	Qн, кН	Грузовая площадь, м2	Единичная нагрузка, кН/м2	Коэффициент уменьшения нагрузки	Pнст, кН
Ф1(-)	54	10	540	27	3,24	-	-	-	-
Ф1(-)	72	10	720	36	4,32
Ф2(-)	54	10	540	43,2	5,4	61,2	3	0,6	110,2
Ф3(-)	27	10	270	21,6	2,7	30,6	3	0,6	55,1
						30,6	3	1,0	91,8
Ф6(-)	72	10	720	57,6	7,2	61,2	3	0,6	110,2
Ф7(-)	36	10	360	28,8	3,6	93,6	3	0,6	168,5
Ф7(-)	36	10	360	28,8	3,6
Ф7(-)	18	6	108	0	0	-	-	-	-

4. Анализ инженерно – геологических условий площадки.

По имеющимся физико-механическим свойствам грунтов описываем в соответствии с нормами каждый из пластов грунта.

Первый слой грунта. Определим число пластичности  I_p по формуле:

где  влажность грунта на границе текучести (предельное значение влажности, при котором пылевато-глинистый грунт приобретает свойства вязкой жидкости);

влажность грунта на границе раскатывания (влажность, при которой пылевато-глинистый грунт начинает приобретает свойства твердого тела);

Следовательно, грунт песчаный.

      Коэффициент пористости по формуле:

плотность твердых частиц, т/м³;

 плотность грунта, т/м³;

природная влажность, д.е.

что соответствует песку средней плотности.

      Степень влажности определяем по формуле:

плотность воды;

что соответствует насыщенному водой песку.

Грунт слабосжимаемый так как  Е=24,0 МПа > 20 МПа.

Окончательно устанавливаем: грунт – песок, средней плотности, насыщенный водой и может служить естественным основанием.

Второй слой грунта. Определим число пластичности  I_p по формуле:

Следовательно, грунт песчаный.

      Коэффициент пористости по формуле:

что соответствует песку средней плотности.

      Степень влажности определяем по формуле:

что соответствует насыщенному водой песку.

Грунт среднесжимаемый так как  5 МПа < Е=11,0 МПа <20 МПа.

Окончательно устанавливаем: грунт – песок, средней плотности, насыщенный водой и может служить естественным основанием.

Третий слой грунта. Определим число пластичности  I_p по формуле:

Следовательно, грунт песчаный.

      Коэффициент пористости по формуле:

что соответствует песку средней плотности.

      Степень влажности определяем по формуле:

что соответствует насыщенному водой песку.

Грунт слабосжимаемый так как  Е=32,0 МПа > 20 МПа.

Окончательно устанавливаем: грунт – песок, средней плотности, насыщенный водой и может служить естественным основанием.

В результате прямых испытаний не подтвердилось наличие просадочных свойств.

Все инженерно-геологические элементы являются хорошим основанием под свайные фундаменты и фундаменты мелкого заложения.

5. Назначение вариантов фундамента.

По результатам анализа грунтовых условий и, с учётом конструктивной схемы здания для разработки проекта назначаем два варианта фундаментов:

1.  Фундаменты мелкого заложения (ФМЗ);

2.  Свайные фундаменты (СФ).

6. Проектирование фундаментов мелкого заложения.

6.1 Определение глубины заложения фундамента.

Определение нормативной и расчетной глубины сезонного промерзания.

Для районов, где глубина промерзания не превышает , её нормативное