Проектирование фундаментов для промышленного здания II класса

Содержание

1.  Введение                                                                                                ___

2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки  ___
3. Расчетная схема под наружную бесподвальную часть сооружения     ___
4. Оценка конструктивных особенностей здания                                     ___
5. Вариантное проектирование                                                                 ___

5.1  Фундаменты мелкого заложения                                               ___

5.2  Свайные фундаменты                                                                 ___

5.3  Экономическое сравнение                                                          ___

6. Проектирование фундаментов здания                                                   ___

6.1. Расчет фундамента для колонны К3 (загружение №1).             ___

6.2. Расчет фундамента для колонны К1 (загружение №5).             ___

6.3. Расчет фундаментов в подвальной части (загружение №4).     ___

6.4. Расчет фундаментов в подвальной части (загружение №3).     ___

7. Расчет на морозное пучение                                                                  ___
8. Организация работ по принятым фундаментам.                                   ___
9. Список литературы                                                                                ___

1. Введение

В данной курсовой работе для сооружения № 9 необходимо запроектировать и выбрать тип основания, а также тип и размеры фундаментов, обеспечивающих надежность и экономичность проектируемого сооружения. Для проектирования необходим анализ исходных данных. Проектирование оснований и фундаментов начинают с изучения факторов, определяющих выбор проектных решений. Среди них первостепенную значимость имеют следующие: степень ответственности здания или сооружения, их конструктивные или архитектурно-планировочные особенности; нагрузки, учитываемые в расчетах; данные инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий на строительной площадке; местные условия строительства. Эти факторы позволяют правильно определить тип фундамента и глубину его заложения.

Применительно к задачам проектирования фундаментов характерны особенности, сооружений рассматриваются в следующих аспектах: степень ответственности сооружения; функциональное назначение и технологические процессы; влияние жесткости наземных конструкций на основание и фундаменты.

Согласно Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений, при проектировании установлены три класса объектов. Данный объект – пром. здания относится к II классу.

Функциональное назначение и технологические процессы в сооружении предопределяют его архитектурно-планировочное решение. При проектировании фундаментов существенное значение имеет наличие подвалов. В процессе эксплуатации промышленных зданий часто поднимается уровень подземных вод. Поэтому в расчетах необходимо учитывать возможное снижение механических свойств грунтов и проектировать гидроизоляцию подземной части.

2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки.

Выясним свойства отдельных слоев грунта, затем дадим общую оценку грунтовых условий строительной площадки.

Коэффициент пористости

Степень водонасыщения

Удельный вес  

Коэффициент Пуасона для супеси

для суглинка

для песка

Плотность скелета

Сопротивление R₀ определяется по СНиП 2.02.01–83

1.  Почвенно-растительный слой

2.  Мягкопластичный суглинок, насыщенный водой

e = 0.96

S_r =0.89

R₀ =143.30 кПа

γ = 17.658 кН/м³

ν = 0.298

ρ_d = 1.36 т/м³

3.  Супесь пластичная, насыщенная водой

e = 0,56

S_r =0,99

R₀ =295.7 кПа

γ = 20.0  кН/м³

ν = 0.21

ρ_d = 1.686 т/м³

4.  Песок мелкозернистый, насыщенный водой

e = 0.85

S_r =0.997

R₀ =200 кПа

γ = 18.54 кН/м³

ν = 0.28

ρ_d = 1.43 т/м³

Инженерно-геологическое заключение

Согласно геологическому разрезу площадка характеризуется спокойным рельефом с абсолютными отметками 200.000 – 198.300. Грунты имеют слоистое напластовавние с выдержанным залеганием грунтов. Для оценки инженерных условий было пробурено 5 скважин глубиной 15 м с растоянием между ними 60 м. В пределах пятнадцатиметровой толщи по данным бурения и расчетов можно выделить 4 инженерно-геологических элементов:

1)  горизонт 1 – почвенно растительный слой

2)  горизонт 2 – мягкопластичный суглинок, насыщенный водой , Е = 9 МПа – среднесжимаемый; может служить естественным основанием.

3)  горизонт 3 – супесь пластичная, насыщенная водой, Е = 9 МПа – сильносжимаемый; не может служить естественным основанием.

4)  горизонт 4 – песок мелкозернистый средней плотности, Е = 18 МПа - слабосжимаемый; может служить естественным основанием.

Уровень грунтовых вод  низкий (WL = 196.000), поэтому при устройстве фундамента не требуется проектировать гидроизоляцию и дренаж.

3. Расчетная схема под наружную бесподвальную часть сооружения.

 
4. Оценка конструктивных особенностей здания.

Конструктивная схема – каркасная жесткая (полный каркас). Здание отапливаемое. Класс ответственности здания – II. В здании имеется подвал глубиной 3 м. Наличае внутреннего кранового оборудования: мостовой кран с нагрузкой 100 кН. Предельные деформации основания в соответствии со СНиП 2.02.01–83 для производственного многоэтажного здания с полным железобетонным каркасом: Максимальная осадка S_max = 8 см; относительная разность осадок (ΔS/L) = 0,002.

5. Вариантное проектирование.

5.1. Фундаменты мелкого заложения.

Выбор глубины заложения фундамента:

1.  По инженерно-геологическим условиям

d = 0,5 + 0,5 = 1,0 м.

2. 

По конструктивным требования. Глубина заложения во всех случая должна быть не менее 0,5 м.

Минимальная высота фундамента h_f = 1,5 м. Значит d = 1,450м.

3.  По расчетной глубине сезонного промерзания

 м.

d_fn – нормативная глубина промерзания; d₀ – глубина промерзания при М_t = 1, для суглинка d₀ = 0,23 м; М_t – безразмерная величина, равная сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур по СНиП 2.02.01–83.

Расчетная глубины промерзания:

d_f  = k_h · d_fn  = 0,6 · 1.698 = 1,02 м.

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов наружных стен

Глубина заложения фундамента должна бать не менее d_f

d_w  > d_f + 2 м

6 > 1,45 + 2

d_w – глубина подземных вод.

Принимаем d = 1,6 м.

Расчет внецентренно-нагруженного фундамента.

При действии внецентренно приложенной нагрузки форму подошвы фундамента целесообразно принимать в виде прямоугольника.

Условное расчетное сопротивление грунта основания R₀ = 143.3 МПа, η = l / b =1,5

Ориентировочная площадь фундамента:

м²

γ_b = 22 кН/м³ – удельный вес железобетона ё м

Удельный вес грунта залегающего выше подошвы фундамента

кН/м³

Корректируем значение R по формуле

M_γ = 0.36                              γ_с2 = 1.0                         k = 1.0

M_q = 2.43                              γ_с1 =1.0                          k_z = 1,0

M_с = 4.99

МПа

м²

м.                    

 МПа

 м²

м.                      

Колонна 600x400 тип Б.

Фундамент ФБ 8-2
Расход бетона		V	4.6 м3
Высота фундамента		h	1800
a x b	2700	x	2400
a1 x b1	1800	x	1800
a2 x b2	-	x	-

Принимаем фундамент:

Вес фундамента и грунта на уступах:

G_гр+ф = 4.6· 25+(2.4·2.7·1.6 – 4.6)·17.00 = 213.1 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента:

 кПа > 169.9 кПа

 кПа > 169.9 кПа

Условия не выполняются, следовательно необходим фундамент с большей площадью.

Принимаем фундамент:

Фундамент ФБ 9-2
Расход бетона		V	5м3
Высота фундамента		h	1800
a x b	3000	x	2400
a1 x b1	2100	x	1800
a2 x b2	-	x	-

Вес фундамента и грунта на уступах:

G_гр+ф=5·25+(2.4·3·1.6–5)·17.00=235.84 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента:

 кПа > 169.9 кПа

 кПа > 169.9 кПа

Условия не выполняются, следовательно необходим фундамент с большей площадью.

Принимаем фундамент:

Фундамент ФБ 10-2
Расход бетона		V	5.9м3
Высота фундамента		h	1800
a x b	3300	x	2700
a1 x b1	2400	x	1800
a2 x b2	1800	x	1200

Вес фундамента и грунта на уступах:

G_гр+ф = 5.9· 25+(2.7·3.3·1.6 – 5.9)·17.00 = 289.55 кН.

Среднее давление под подошвой фундамента:

 кПа > 169.9 кПа

 кПа > 169.9 кПа

Условия не выполняются, следовательно необходим фундамент с большей