Основы расчета фундамента промышленного здания

Специфика проектирования фундамента промышленного здания с железобетонным каркасом. Оценка физико-механических свойств слоёв грунтов, анализ гранулометрического состава. Глубина заложения подошвы фундамента. Определение нагрузок, сопротивление фундамента.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 02.10.2012
Размер файла 663,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

19

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации.

Филиал Федерального Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования.

Южно Уральский Государственный Университет.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Основания и фундаменты»

Основы расчета фундамента промышленного здания

Миасс: 2012

Введение

Цель курсового проекта: проектирование фундамента промышленного здания с ж/б каркасом.

Исходные данные: район строительства г. Копейск

Геологический разрез представлен: почвенным слоем - 0.3; слоем глин - 4500; слоем суглинка1700; скала яй=1:5

Основание и фундаменты любого объекта должны проектироваться индивидуально с учётом особенностей строительной площадки, конструктивных решений и эксплуатационных требований, предъявляемых к зданиям и сооружениям. Для проектирования фундаментов, необходимо решить ряд вопросов, рассматриваемых в данной работе.

При оценке сложности грунтовых условий следует учесть основные показатели физико-химическое свойство грунтов и обязательно главное из них; модуль деформации и расчётное сопротивление.

При проектировании оснований и фундаментов необходимо располагать сведениями о сооружении, величине и характеристики нагрузок.

Сбор нагрузок, действующих на основание в плоскости подошвы фундамента следует производить в соответствии со статической схемой сооружения. Для отдельно стоящих фундаментов с соответствующей грузовой площади.

Если расчёт оснований под фундаментом оказался удовлетворительным, то принимаем окончательные размеры.

Исходные данные к проекту

Физико-механические свойства слоёв грунтов

Слой 1

Наименование характеристики

индекс

Размерность

Грунты

Плотность грунта

г

т/м3

1.83

Плотность части грунта

гs

т/м3

2.68

Влажность

W

-

0.05

Предел раскатывания

WР

-

0.10

Предел текучести

WL

-

0.13

Коэффициент фильтрации

К*ф

м/сут

2.3

Сцепление грунта

С

МПа

0.004

Угол внутреннего трения

ц

град

20

Модуль общей деформации

Е

МПа

7.45

Слой 2

Плотность части грунта

г

т/м3

1.68

Плотность части грунта

гS

т/м3

2.74

Влажность

W

-

0.20

Предел раскатывания

WР

-

0.14

Предел текучести

WL

-

0.20

Коэффициент фильтрации

К*ф

м/сут

0.35

Сцепление грунта

С

МПа

0.012

Угол внутреннего трения

ц

град

20

Модуль общей деформации

Е

МПа

10.0

Изменение коэффициента пористости при зама-ии под дав-м 0.3 МПа (3 кг/см2)

?m

-

0.059

Слой 3

Плотность грунта

г

т/м3

1.86

Плотность части грунта

гs

т/м3

2.65

Плотность предельно рыхлого состояния грунта

гсрых

т/м3

1.43

Плотность предельно плотного состояния грунта

гспл

т/м3

1.75

Влажность

W

-

0.26

Угол внутреннего трения

ц

град

34

Модуль общей деформации

Е

МПа

15.2

Коэффициент фильтрации

Кф

м/сут

43.4

Гранулометрический состав d > 5мм

d >5мм

%

22.2

5….3

%

10.1

3….2

%

11.8

2….1

%

17.6

1….0,5

%

10.5

0,5….0,25

%

4.1

0,25….0,10

%

0.3

d < 0,10

%

23.4

Оценка инженерно-геологических условий

Слой 1

1. Число пластичности:

Ip= WL - WР = 0,13 - 0,10 = 0,3

Где WLь - Предел текучести; WР - предел раскатывания

Грунт глина Ip > 0,17 по ГОСТ 25100-95

2. Индекс текучести:

I1= - 0,17

где

W- природная влажность грунта; WР- предел раскатывания;

Ip - число пластичности.

Твердая консистенция (менее 0).

3. Коэффициент пористости:

? =

Где г-плотность грунта гs-плотность части грунта

W - Природная влажность грунта.

Плотная консистенция (менее 0,55).

4. Коэффициент водонасыщения:

Sr = = 0,249 где

гs - плотность части грунта гw - плотность воды;

W - Природная влажность

Грунт малой степени водонасыщения (0-0,50).

Первый слой - глина твердо-плотная малой степени водонасыщения с коэффициентом пористости = 0,537

Модуль деформации: Е = 7,45 МПа

Слой 2

1. Число пластичности.

Ip= WL - WР = 0, 20 - 0, 14 = 0, 06

Где WL - предел текучести; WР - предел раскатывания.

Грунт - супесь (0,07 > Ip > 0,01) по ГОСТ 25100-95

2. Индекс текучести:

I1=1

Где W природная влажность грунта;

Wp - Предел раскатывания; Ip - число пластичности

Пластичная консистенция 0 - 1

3. Коэффициент пористости:

? =

Где г-плотность грунта гs-плотность части грунта

W - Природная влажность грунта.

Рыхлая пылеватая консистенция (свыше 0,80).

4 Коэффициент водонасыщения:

Sr = = 0,573 где

гs - плотность части грунта гw - плотность воды;

W - Природная влажность

Грунт средней степени водонасыщения (0,50-0,80).

Второй слой - супесь пластично-рыхлая со средней степенью водонасыщения с коэффициентом пористости = 0,957.

Модуль деформации: Е = 10,0 МПа

Слой 3

1. Определение гранулометрического состава:

22,2%+10,1%+11,8% = 44,1%

Песок гравелистый, т.к. содержание частиц крупнее 2мм >25% (44,1%)

2. Плотность сухого грунта:

гd=

где г - плотность грунта, W - влажность грунта

гd =

3. Степень неоднородности гранулометрического состава:

Си=

где , - диаметр частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60% и 10% (по массе) частиц

Наибольший размер частиц во фракции, мм

>5

5

3

2

1

0,5

0,25

0,10

Суммарное содержание частиц, %

100

77,8

67,7

55,9

38,3

27,8

23,7

23,4

Си= согласно ГОСТу 12536-79 Сu > 3, соответственно грунт неоднородный.

4. Коэффициент пористости грунта: ? =

Где гS - плотность частиц грунта,

гd - плотность сухого грунта,;

? = = 0,795

Пески гравелистые, крупные и средней крупности, рыхлые по ГОСТу 25100-95 (? свыше 0,70)

5. Коэффициент водонасыщения (степень влажности): Sr =

Где W - природная влажность грунта;

? - Коэффициент пористости;

гS - плотность частиц грунта,

гw - плотность воды, применяемая = 1 .

Sr = = 0,867

Грунт насыщенный водой, т. к. (0,8 - 1) по ГОСТу-25100-95

Третий слой - песок гравелистый крупный и средней крупности, неоднородный, рыхлого сложения, насыщенный водой, с модулем деформации Е = 15,2 МПА

Слой-4

Скала

Приближенное расчётное сопротивление грунтов

R = (Mг ·kz b + Mq · d1 · гII + (Mq - 1)

db + Mc · CII)

Где и - коэффициенты, условий работы, применяемые по таблице №3 СНиП 2. 02. 01-83*:

= 1,1; b = 1м

Мg, Мq, Мс - Коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения грунта. Принимаются по таблице №4 СНиП 2.02.01-89*:

z = 1 (т.к. b<10м)

- осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента.

= кН/м3

- осреднённое расчётное значение удельного веса грунта, залегающего выше фундамента.

Слой 1

гс1=1,25; гс2=1; = 1,1; Мг= 0,51; Мq= 3,06; Mc= 5,66; z= 1; CII= 45; гII= 1,83 кН/м3 ; = 1,83 кН/м3

Примем: d1 =1 b =1 db =1

R = (0,51·1·1·1,83+3,06·1·1,83+(3,06-1)·1·1,83+5,66·45) = 301,043 кПа

Слой 2

гс1=1,1; гс2=1; = 1,1; Мг= 0,51; Мq= 3,06; Mc= 5,66; z= 1; CII=1; гII= 1,68 кН/м3 ; = 1,68 кН/м3

Примем: d1 =1 b =1 db =1

R = · (0,51·1·1·1,68+3,06·1·1,68+(3,06-1)·1·1,68+5,66 ·1) = 15,1184 кПа

Слой 3

гс1=1,4; гс2=1,2; = 1,1; Мг= 1,55; Мq= 7,22; Mc= 9,22; z= 1; CII= 1; гII= 1,86 кН/м3 ; = 1,86 кН/м3

Примем: d1 =1 b =1 db =1

R = · (1,55·1·1·1,86+7,22·1·1,86+(7,22-1)·1·1,86+9,22 ·1) = 56,67 кПа

Эпюра относительных сопротивлений слоёв грунта

Фундаменты (А-3; Б-3)

Глубина заложение подошвы фундамента

Глубина заложения фундамента в первую очередь зависит от глубины сезонного промерзания грунтов. Нормативная глубина промерзания определяется по следующей формуле:

= d0 ·

Где - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиПу по строительной климатологии и геофизике;

d0 - 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

скальный породы - ?

Т.к. по разрезу чертежа здания видно, что подошва фундамента опирается на первый слой, и он имеет наибольшее сопротивление, рассчитываем глубину заложения для первого слоя.

Для г. Копейск |М0| = | -16,4-14,1-8,4-6,7-13,5| = 59,1

Т.к. грунт первого слоя, глина малой пластичности, принимаем d0 -0,23

= 0,23 · = 1,77

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта , м, определяется по формуле = · Кh

Где - нормативная глубина промерзания

Кh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, применяемый; для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по табл.1 СНиП 2.02.01.-83*; для наружных и внутренних фундаментов.

Кh = 0,6; т.к. моё здание не имеет подвального помещения и температура в нём в районе 150 С

= 1,77 · 0,6 = 1,062м

Принимаем= 1,1м

Т.к. по конструкции здание не имеет подвального помещения с бетонным полом по грунту (200мм), и щебневую подушку (200мм). Фундаментную подушку (300мм). Принимаемая окончательная глубина заложения исходя из рациональности, и конструктивности, примем строительный стакан по серии

ФЖ-1М В = 900; А = 900; Н = 1100

Принимаем подошву фундамента для крайнего ряда - В = 2,2м. А = 2,4м.

Принимаем подошву фундамента для среднего ряда - В = 1,4м. А = 1,8м.

= 0,900+0,15+0,3 = 1,35м

Оценка грунтовой обстановки

Для сравнений расчётных давлений отдельных слоёв грунта в одинаковых условиях, определяем величины условных расчётных давлений, при одинаковых значениях глубины заложения, h = 1,35м и ширину подошвы фундамента b = 1,8м приведены безразмерные коэффициенты, определённые по СНиП 2.02.01.-83(2000).

№ слоя

Угол трения, град

Мг

1

20

0,51

3,06

5,66

2

20

0,51

3,06

5,66

3

34

1,55

7,22

9,22

Сбор нагрузок

Фундамент А = 3; Агр 6 · 12 =72 м2

Фундамент Б = 3; Агр 18 · 12 = 216 м2

Сбор нагрузок

Комбинации Основного сочетания нагрузок

М,кН·м

N,кН

Q,кН

По оси А

1

36

484

5,1

2

42

678

21,5

По оси В

1

126

584

9,1

2

82

923

47

Где: г - нормативная нагрузка, кН/м2;

S - Нормативный вес снегового покрова на 1м2; h - высотность здания.

Определяем давление под подошвой

Сбор нагрузок для проектируемого сооружения ведется на подошву фундамента в характерных сечениях, указанных в задании. При сборе нагрузок учитываются указания и рекомендации СНиП 2.02.01-83*. Сбор нагрузок выполняется на основное сочетание нагрузок. Для упрощения расчетов при сборе нагрузок учитываются только наиболее характерные виды вертикальных нагрузок. Ветровая нагрузка не учитывается. Расчетные значения нагрузок по 2-м группам предельных состояний определяются по формуле:

Р1 =

G = г · I · b · Н =1,8 · 1,5 · 1,2 · 1,35 = 4,4

F = 1,2 · 1,5 = 1,8м2;

Р1 = ±

По оси А

1) Р1 = ± = 29,4 ± 1.4 mc\м2

2) Р2 = ± = 40,1 ± 1.6 mc\м2

Находим расчётное давление

R = · (Mг · kz · b + Mq · d1 · гII + (Mq - 1) · db + Mc · CII)

R = · (0.51· 1 · 1,2 · 1, 83 + 3.06 · 1 · 1.83 + (3.06 - 1) 0 ·1.83 + 5.66 · 4.5) = 41,9 mc\м2

db = 0 - При отсутствии подвала.

Производим проверку выполнения условий

Рmax? R Рср? R Рmin > 0

41,7 < 41,9 40,1 < 41,9 40,1 < 38,5

Условия выполняются удовлетворительно. Принимаем размеры фундамента; 1,2 · 1,8:

По оси Б

Р1 = ±

G = г · I · b · Н =1,8 · 1,5 · 1,5 · 1,35 = 5,5

F = 1,5 · 1,5 = 2,25м2;

1) Р1 = ± = 28,4 ± 4,4 mc\м2

2) Р1 = ± = 43,5 ± 2,85 mc\м2

Находим расчётное давление

R = · (Mг · kz · b + Mq · d1 · гII + (Mq - 1) · db + Mc · CII)

R = · (0.51· 5,6 · 1.5 + 3.06 · 1.35 · 1.8 + (5.66 - 1) 1.79 + 5.66 · 4.5) = 48,5 mc\м2

db = 0 - При отсутствии подвала.

Рmax? R Рср? R Рmin > 0

2) 46,35 < 48,5 2) 43,5 < 48,5 2) 40,65 < 48,5

Условия выполняются удовлетворительно. Принимаем размеры фундамента: 1,5 м х 1,5 м.

Расчёт осадки фундамента по оси А

Методом элементарного суммирования определяем стабилизированную осадку сборного ж/б фундамента под колонной среднего ряда.

Дано: L = 1,5м; b = 1,2м; h = 1.35м;

Р1 = 40,1 mc/м2

Р0 = Р1 - уzg0

Р0 = 40,1 -(1,83 · 0,3 + 1,68 · 1,05) = 37,787 mc/м2

Вычисляем ординаты эпюры природного давления уzg, и вспомогательной эпюры 0,2 уzg

= 0 0,2 = 0 = 0,3 · 1,83 = 0,549 mc/м2 0,2 = 0,110 mc/м2

= 0,549 +1,68 · 4,5 = 8,109 mc/м2 0,2 = 1,622 mc/м2

= 8,109+1,86 · 1,7 = 11,271 mc/м2 0,2 = 2,254 mc/м2

Вычисляем ординаты эпюры дополнительного давления.

б

уzg= б Р0mc/м2

слой

Е,(mc/м2)

0.0

0.00

1.000

37,787

2

100

0.4

0.48

0.960

36.275

0.8

0.96

0.800

29.020

1.2

1.44

0.606

17.586

1.6

1.92

0.449

7.896

2.0

2.4

0.336

2.653

2.4

2.88

0.257

0.681

2.7

3.36

0.201

0.137

2.8

3.84

0.160

0.021

3

152

3.2

4.32

0.131

0.002

3.6

4.8

0.108

0.0003

4.2

5.28

0.091

0.00003

4.8

5.76

0.077

0.000002

Расчёт осадки фундамента по оси В

Методом элементарного суммирования определяем стабилизированную осадку сборного ж/б фундамента под колонной среднего ряда.

Дано: L = 1,5м; b = 1,5м; h = 2.25м;

Р1 = 43,5 mc/м2

Р0 = Р1 - уzg0

Р0 = 43,5 - (1,83 · 0,3 + 1,68 · 1,05) =27,1 mc/м

Вычисляем ординаты эпюры дополнительного давления.

б

уzg= б Р0mc/м2

слой

Е,(mc/м2)

0.0

0.00

1.000

41,187

2

100

0.4

0.48

0.960

39.539

0.8

0.96

0.800

31.631

1.2

1.44

0.606

19.168

1.6

1.92

0.449

8.606

2.0

2.4

0.336

2.891

2.4

2.88

0.257

0.743

2.7

3.36

0.201

0.149

2.8

3.84

0.160

0.023

3

152

3.2

4.32

0.131

0.003

3.6

4.8

0.108

0.0003

4.2

5.28

0.091

0.00003

4.8

5.76

0.077

0.000002

Определяем полную осадку фундамента

S =

S1= 0,8 [ ( +39,539+31,631+19,168+8,606+2,891+0,743+)+ ·( +0,023+)] = 3,94 см

Литература

фундамент проектирование промышленное здание

1) СНиП 2.02.01-83*

2) ПОСОБИЕ по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84)

3) http://www.remstroyinfo.ru/tom05/tom0513.php

4) Методы определения гранулометрического состава грунтов (ГОСТ 12536-79)

5) ГОСТ 25100-95: Грунты. Классификация.

6) ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.