Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Ноября 2013 в 13:08, курсовая работа
Рассчитываем и проектируем основание и фундаменты одноэтажного однопролетного промышленного здания. Габаритные параметры и характеристика условий строительства приводятся в таблице 1.
γsb = (γs -γw) /(1+e)= (26,19 -10) /(1+0,64)=9,87,
где γw = 10 кН/м3 – удельный вес воды
Для
определения условного
Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw=0,90 м принимаем без учета взвешивающего действия воды γII=19,13, а ниже уровня УПВ, т.е. в пределах глубины d=dусл- dw и ниже подошвы фундамента, принимаем γsb =9,87 кН/м3 (п 1.3.4); удельное сцепление сII=2 кПа.
Вычисляем
условно расчетное
=1*1/1,1*(1,34*1*1*9,87+6,34*(
Полное наименование грунта слоя № 4 по ГОСТ 25100-95 – пески мелкие.
В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с небольшим уклоном в сторону 1 и 3 скважин. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превышает 2%). Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,90 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя суглинка); суглинок, залегающий в зоне промерзания, в соответствии с табл.2 СНиП 2.02.01-83, является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка, а при производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.
Целесообразно
рассмотреть следующие
1) фундамент
мелкого заложения на
2) свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем для свай может служить глина (слой 4).
Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п.1.5 СНиП 2.02.01-83).
Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании по серии 1.412-2/77 под колонну, расположенную по осям Д-2, для исходных данных, приведенных выше.
Первый фактор - учет глубины сезонного промерзания грунта. Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от отметки планировки DL должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Для tвн = 10° и грунта основания, представленного суглинком, по 2.28 СНиП 2.02.01-83*:
d ³ df = Kh×dfn = Kh×d0 = 0,9×0,23×√55,2 = 1,5 м.
Коэффициент Kh = 0,7 принят как уточненный при последующем расчете в соответствии с указаниями примечания к табл.1 СНиП 2.02.01-83 (расстояние от внешней грани стены до края фундамента af = 1,1 м > 0,5 м).
Второй фактор - учет конструктивных особенностей здания. Для заглубления баз стальных колонн обрез фундамента принимают на отметке -0,700. Высота фундамента стальной колонны должна составлять не менее, чем (lан +100мм.), где lан – глубина заделки анкерных болтов в фундамент, равная 1200 мм. Т.е необходимая высота фундамента Hф = 1,5 м. Таким образом, по второму фактору глубина залегания d = 1,5+0,7-0,15=2,05 м.
Третий фактор - инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности на большую глубину залегает слой 2, представленный достаточно прочным малосжимаемым суглинком (Rусл = 275,56 кПа). Подстилающие слои 3 и 4 по сжимаемости и прочности не хуже среднего слоя. В этих условиях, учитывая высокий УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных требований.
С учетом всех трех факторов, принимаем глубину заложения от поверхности планировки (DL) d = 1,8 м, Нф = 1,5 м. Абсолютная отметка подошвы фундамента (FL) составляет 63,2 м, что обеспечивает выполнение требования о минимальном заглублении в несущий слой. В самой низкой точке рельефа заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа (NL) равной 65,88 м составляет: 65,88 – 0,3 - 63,2 = 2,68 м.
Площадь Атр подошвы фундамента определяем по формуле:
Атр = Ncol II / (Rусл - gmt×d) = 2159,4 / (275,56 - 20×2,05) = 9,2 м2,
где gmt = 20 кН / м3 - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.
Принимаем фундамент ФВ11-1 с размерами подошвы l = 3,6 м, b = 3 м, тогда
А = l × b = 10,8 м2, Нф = 1,5 м, Vfun=6,8
Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:
GfunII = Vfun ×gb × gf = 6,8 × 25×1 = 170 кН;
Vg = l×b×d - Vfun = 3,6 × 3 × 2,05 – 6,8 = 15,34 м3;
GgII = Vg × kpз × gII × gf = 15,34 × 0,95 × 18,84 × 1 = 274,56 кН.
Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:
NtotII = Ncol II + Gfun II + GgII =2159,4 + 170+ 274,56 = 2603,96 кН;
MtotII = Mcol ll + Q col ll × Нф = 1097,1 + 96,7×1,5 = 1242,15 кН×м
QtotII = Qcol II = 96,7 кН.
Уточняем расчетное
(b = 3,6 м, l = 3 м, d = 2,05 м):
Rусл= 1,2*1/1·(0,56·1·3·9,42+3,24· [0,95·18,84+(2,05-0,95) ·9,42] +5,84·23) = 290,04 кПа.
Определяем среднее PIImt, максимальное PIImax и минимальное PIImin давления на грунт под подошвой фундамента
PIImax= Ntotll/A + Mtotll/w = Ntotll/(b×l) +
Mtotll×6/(b×l2)=2603,96/(3,6×3
PIImin=Ntotll/A-Mtotll/w=Ntotl
=49,31 кПа
PIImax = 432,69 кПа > 1,2×R = 1,2 × 290,04 = 348,048 кПа
Условия не выполняются, значит необходимо увеличить площадь подошвы фундамента.
Принимаем фундамент ФВ12-1 с размерами подошвы l = 4,2 м, b = 3 м, тогда
А = l × b = 12,6 м2, Нф = 1,5 м, Vfun=7,8
Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:
GfunII = Vfun ×gb × gf = 7,8 × 25×1 = 195 кН;
Vg = l×b×d - Vfun = 4,2 × 3 × 2,05 – 7,8 = 18,03 м3;
GgII = Vg × kpз × gII × gf = 18,03 × 0,95 × 18,84 × 1 = 322,7 кН.
Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:
NtotII = Ncol II + Gfun II + GgII =2159,4 + 195+ 322,7 = 2677,1 кН;
MtotII = Mcol ll + Q col ll × Нф = 1097,1 + 96,7×1,5 = 1242,15 кН×м
QtotII = Qcol II = 96,7 кН.
Уточняем расчетное
(b = 4,2 м, l = 3 м, d = 2,05 м):
Rусл= 1,2*1/1·(0,56·1·3·9,42+3,24· [0,95·18,84+(2,05-0,95) ·9,42] +5,84·23) = 290,04 кПа.
Определяем среднее PIImt, максимальное PIImax и минимальное PIImin давления на грунт под подошвой фундамента
PIImax= Ntotll/A + Mtotll/w = Ntotll/(b×l) + Mtotll×6/(b×l2)= 2677,1 /(4,2×3)+(1242,15×6)/(3×4,22)= =352,46 кПа
PIImin=Ntotll/A-Mtotll/w=Ntotl
=72,46 кПа
PIImax = 352,46 кПа > 1,2×R = 1,2 × 290,04 = 348,048 кПа
Условия не выполняются, значит необходимо увеличить площадь подошвы фундамента.
Принимаем фундамент ФВ13-1 с размерами подошвы l = 4,2 м, b = 3.6 м, тогда
А = l × b = 15,12 м2, Нф = 1,5 м, Vfun=9,3
Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:
GfunII = Vfun ×gb × gf = 9,3× 25×1 = 232,5 кН;
Vg = l×b×d - Vfun = 4,2 × 3,6 × 2,05 – 9,3 = 21,7 м3;
GgII = Vg × kpз × gII × gf = 21,7 × 0,95 × 18,84 × 1 = 388,32 кН.
Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:
NtotII = Ncol II + Gfun II + GgII =2159,4 + 232,5 + 388,32 = 2780,2 кН;
MtotII = Mcol ll + Q col ll × Нф = 1097,1 + 96,7×1,5 = 1242,15 кН×м
QtotII = Qcol II = 96,7 кН.
Уточняем расчетное
(b = 4,2 м, l = 3,6 м, d = 2,05 м):
Rусл= 1,2*1/1·(0,56·1·3,6·9,42+3,24· [0,95·18,84+(2,05-0,95) ·9,42] +5,84·23) = 291,9 кПа.
Определяем среднее PIImt, максимальное PIImax и минимальное PIImin давления на грунт под подошвой фундамента
PIImax= Ntotll/A + Mtotll/w = Ntotll/(b×l) +
Mtotll×6/(b×l2)= 2780,2 /(3,6×4,2)+(1242,15×6)/(3,6×4,
PIImin=Ntotll/A-Mtotll/w=Ntotl
=66,46 кПа
PIImax = 301,24 кПа < 1,2×R = 1,2 × 291,9 = 350 кПа
PIImin=66,46 > 0
PIImt= Ntotll/A=2780,2 /(3,6×4,2)=183,83 < R = 291,9
Условия выполняются!
4.6 Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5.
Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83:
szg,0 = [gII×dw + gsb II ×(d - dw)] = [18,84×0,95 + 9,42 × (2,05 – 0,95)] = 28,35 кПа.
Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:
szp 0 = P0 = PIImt - szg,0 = 183,83 – 28,35 = 155,48 кПа.
Соотношение сторон подошвы фундамента:.ŋ=l/b=4,2/
Значения коэффициента a устанавливаем по табл.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83.
Для удобства пользования указанной таблицей из условия: ξ=2h/b=0,4 принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 3,6= 0,72 м.
Дальнейшие вычисления сводим в таблицу 8.
Определение осадки.
zi, м |
ξ=2zi/b |
zi+d |
α |
δzp=α*P0, кПа |
δzg=δzg0+γsbi*zi, кПа |
0,2*δzg, кПа |
E, кПа |
0 |
0 |
2,05 |
1 |
155,48 |
28,35 |
5,67 |
14000 |
0,72 |
0,4 |
2,77 |
0,9651 |
150,05 |
35,13 |
7,03 |
14000 |
1,44 |
0,8 |
3,49 |
0,8204 |
127,56 |
41,91 |
8,38 |
14000 |
2,16 |
1,2 |
4,21 |
0,6383 |
99,24 |
48,7 |
9,74 |
14000 |
2,88 |
1,6 |
4,93 |
0,484275 |
75,3 |
55,48 |
11,1 |
14000 |
3,6 |
2 |
5,65 |
0,36915 |
57,4 |
62,26 |
12,45 |
14000 |
4,32 |
2,4 |
6,37 |
0,2859 |
44,45 |
69,04 |
13,81 |
10000 |
5,04 |
2,8 |
7,09 |
0,226075 |
35,15 |
75,83 |
15,17 |
10000 |
5,76 |
3,2 |
7,81 |
0,18125 |
28,18 |
82,61 |
16,52 |
10000 |
6,48 |
3,6 |
8,53 |
0,14885 |
23,14 |
89,4 |
17,88 |
28000 |
7,2 |
4 |
9,25 |
0,123725 |
19,24 |
96,17 |
19,23 |
28000 |
7,92 |
4,4 |
9,97 |
0,1046 |
16,26 |
102,96 |
20,6 |
28000 |
8,64 |
4,8 |
10,69 |
0,0889 |
13,82 |
109,74 |
21,95 |
28000 |
Информация о работе Расчет и проектирование оснований и фундаментов промышленных зданий