Проектирование и расчет оснований и фундаментов одноэтажного промышленного здания

Министерство образования  и науки РФ

Саратовский государственный  технический университет

 

 

 

 

Кафедра: Промышленное и гражданское  строительство

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому  проекту на тему:

«Проектирование и расчет оснований  и фундаментов  одноэтажного промышленного здания»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Проверил:                                                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2007

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………...3

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

2.Оценка инженерно-геологических условий……………………………………...5

          2.1.Определение характеристик грунта……………………………………...5

        2.2.Оценка состояния грунта…………………………………………………7

          2.3.Заключение по площадке…………………………………………………7

               2.4.Геологический разрез…………………………………………………….8

3.Конструирование фундамента  мелкого заложения……………………………...9

3.1.Определение глубины заложения подошвы фундамента………………9

3.2.Определение размеров подошвы………………………………………...9

3.3. Конструирование фундамента…………………………………………12

3.4. Определение конечной осадки основания фундамента методом послойного суммирования………………………………………………….13

4.Конструирование свайного  фундамента(I тип)………………………………...17

4.1.Определение глубины заложения ростверка свайного фундамента…17

4.2.Определение несущей способности сваи………………………………17

4.4.Определение осадки основания свайного фундамента……………….20

5.Конструирование свайного  фундамента(IIтип)………………………………..23

5.1.Определение глубины заложения ростверка свайного фундамента…23

5.2.Определение несущей способности сваи………………………………23

5.3.Определение осадки основания свайного фундамента……………….26

6.Технико-экономическое сравнение вариантов…………………………………30

7.Свайный фундамент под колонну фахверка №2……………………………….31

8.Свайный фундамент под крайнюю колонну №3……………………………….32

9.Список литературы……………………………………………………………….34

Приложение

 

 

 

 

Введение

 

Выполнение курсового  проекта «Основания и фундаменты промышленного здания» по дисциплине «Основания  и фундаменты» направлено на усвоение знаний, полученных при изучении теоретической части этой дисциплины и на выработку практических навыков расчета и проектирования оснований и фундаментов.

В курсовом проекте рассматриваются три варианта фундамента под  среднюю  колонну (наиболее нагруженную),  после чего производится сравнение стоимости  вариантов фундамента. Наиболее  экономичный  вариант принимается  для дальнейшего  расчета фундаментов  под крайние колонны и под колонны фахверка.

Расчет фундаментов производится по методу предельных состояний в соответствии с положениями СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» и СНиП 2.02.03-85 «Свайные  фундаменты».

 

1.Исходные данные.

 

Район строительства  – г. Нижний Новгород;

М_t=42;

NL=141,4  м – отметка земли;

WL=136,0 м – отметка уровня грунтовых  вод;

Слои грунта сверху вниз:

• мощность почвенного  слоя  - 0,4 м;
• первый: мощность  -  3,8  м

№ грунта - 28;

-    второй: мощность  -  2,7 м

№ грунта - 37;

• третий: № грунта – 5.

Таблица №1

Характеристики	№28 суглинки	№37 супеси	№5 глины
ρ, т/м3	1,93	1,83	1,94
ρs, т/м3	2,73	2,72	2,75
ω	0,29	0,24	0,27
m0, 1/МПа	0,088	0,217	0,044
kφ, м/сек	2,3·10-7	7,2·10-4	1·10-6
φ	19	17	20
с, кПа	24	5	30
ωL	0,37	0,26	0,44
ωp	0,21	0,20	0,23

 

Схема задания №1.

Нагрузки для варианта А для расчета по второй группе предельных состояний.

Таблица №2

Вариант	Ф-т	NII, км	МII, км.м	QII, км
А	1	648	136	24
	2	216	107	18
	3	378	115	14

 

2. Оценка инженерно-геологических  условий.

 

2.1. Определение характеристик грунта ведем по формулам:

 

1. удельный вес  грунта:

,

где ρ – плотность грунта; g=9,8 м/с² – ускорение свободного  падения;

2. удельный  вес частиц  грунта:

,

где ρ_s – плотность частиц грунта;

3. число  пластичности:

,

где ω_L – влажность грунта на границе текучести ,ω_p – то  же, на границе раскатывания (пластичности);

4. показатель текучести:

,

где ω – природная  влажность  грунта;

5. коэффициент пористости грунта:

;

6. степень  влажности грунта:

,

где γ_w=10 кН/см³ – удельный вес воды;

7. коэффициент относительной  сжимаемости:

,

где m₀ – коэффициент сжимаемости;

8. модуль деформации грунта:

,

где , ν – коэффициент Пуассона:

ν=0,3 – для песков, супесей,

ν=0,35 – для  суглинков,

ν=0,42 – для  глин;

9. удельный вес грунта  с учетом взвешивающего действия воды:

.

 

 

 

Суглинки:

;

;

;

;

 

Супеси:

;

;

;

 

Глины:

 

;

;

;

Все вычисленные характеристики грунтов  сведены в таблицу №3.

Таблица №3

Характеристики	№28 (суглинки)	№37 (супеси)	№5 (глины)
1. γ, кН/м3	18,91	17,93	19,01
2. γsb, кН/м3	9,19	9,04	9,42
3. Ip	0,16	0,06	0,21
4. IL	0,5	0,67	0,19
5. е	0,82	0,84	0,8
6. Sr	0,943	0,76	0,91
7. mv, 1/МПа	0,048	0,118	0,024
8. Е, МПа	12,89	6,29	16,33
9. γs, кН/м3	26,75	26,66	26,95

 

2.2. Оценка состояния грунтов.

 

1. Суглинки

- грунт находится в  тугопластичном состоянии;

Е=12,89 мПа-среднесжимаемый грунт;

2. Супеси

  - грунт находится в пластичном  состоянии;

Е=6,29мПа-  грунт близок к сильносжимаемым

3. Глины

- грунт  находится в полутвердом состоянии;

Е=16,33 мПа-среднесжимаемый  грунт

 

2.3. Заключение по площадке.

 

Природный рельеф площадки строительства спокойный. Грунты  основания имеют слоистое напластование  с выдержанным залеганием  пластов. Все  они могут служить  естественным основанием  (Е>5МПа). Наличие на глубине 3,8м пластичных супесей,  близких к сильно сжимаемым грунтам, ухудшает грунтовые условия площадки.

Фундаменты мелкого  заложения  с небольшими нагрузками можно заложить в пределах суглинков  с обязательно  проверкой прочности подстилающего слоя супесей.  Грунтовые воды  залегают на отметке 136,0 м  и  не  повлияют в этом случае на выбор типа  фундамента.

При  использовании  в качестве  основания глин,  залегающих на глубине 6,5м и ниже УПВ, значительно повысится стоимость  и трудоемкость фундаментных работ. В этом случае целесообразно рассмотреть  вариант свайного фундамента.

При  больших  нагрузках  на фундаменты в качестве несущего слоя можно  использовать суглинки слоя №1 с предварительным улучшением  строительных свойств подстилающих супесей.

 

2.4. Геологический разрез.

 

 

 

 

 

Рис.1

 

3. Конструирование фундамента мелкого заложения.

 

3.1.Определение глубины заложения подошвы фундамента .

 

 Принимаем в качестве несущего слоя слой №1 – суглинки. Колонны  - железо-бетонные. Обрез фундамента  на  отметке –0,150 м.

Нормальная глубина сезонного  промерзания:

,

где d₀=0.23 м (для суглинков), М_t=42 – безразмерный коэффициент.

Расчетная глубина сезонного промерзания:

,

где k_h=0,66 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения.

Высоту фундамента назначаем из конструктивных соображений:

Н_ф =1200 мм.

Тогда глубина  заложения фундамента:

 

3.2.Определение размеров подошвы фундамента.

 

Предварительно  ширину  фундамента b определяем по  условному расчетному сопротивлению R₀:

,

где N_II=648 кН – нагрузка на фундамент,