Проектирование фундаментов для бункерного корпуса в трёх вариантах

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание:

1. Исходные данные на проектирование

2. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки

3. Сбор нагрузок

4. Выбор вариантов фундамента

4.1 Расчёт отдельного фундамента

4.2 Расчёт ленточного фундамента под колонну

4.3 Расчёт свайного фундамента под колонну

5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

5.1 Отдельно стоящий фундамент

5.2 Ленточный фундамент под колонну

5.3 Свайный фундамент под колонну

Список используемой литературы

1. Исходные данные на проектирование

В соответствие с заданием в курсовом проекте необходимо запроектировать фундаменты для бункерного корпуса в трёх вариантах:

1) Отдельный фундамент

2) Ленточный фундамент

3) Свайный фундамент

Схема здания представлена на рисунке 1.1. и 1.2., а так же нормативные нагрузки в таблице 1.1.

Рис.1.1. План здания

Нормативные нагрузки

Таблица 1.1.

Нагрузки	Постоянные кН/м2	Временные кН/м2
q1	3	0,85
q2	2,5	4
q3	2,5	4
q4	2,5	5
q5	11	150

Рис.1.2. Разрез здания

Нормативные характеристики грунтов

Таблица 1.2.

Номер грунта	Наиме-нование грунта	Плотность грунта	Плотность частиц грунта	Влаж-ность	Коэффициент сжимаемости	Модуль дефор-мации	Коэффициент фильтрации	Угол внутреннего трения	Сцеп-ление	Влажность на гранулах текучести	Влажность на гранулах раскатывания
		с	сS	W	m0	E	Kf	ц	CII	WL	WP
20	Песок крупный	2,05	2,65	21	0,0004	38	4,8*10-3	39	-	-	-
16	Суглинок	1,75	2,68	36	0,004	7	2,8*10-6	12	0,05	38	24
20	Песок крупный	2,05	2,65	21	0,0004	38	4,8*10-3	39	-	-	-

Фундаменты проектируются в г. Новосибирске. Геологический разрез строительной площадки представлен на рисунке 1.3.

Нормативная глубина промерзания составляет 2,2 м.

Уровень подземных вод - 3,5 м.

Рисунок 1.3. Геологический разрез

2. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки

На основе исходных данных о грунтах определяются недостающие (вычисляемые) характеристики грунтов каждого слоя основания и результаты вычисления записываются в таблицу 2.1, где даны все необходимые для расчета формулы.

Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

Таблица 2.1.

Показатель	Обозначение и единица измерения	Номер геологического слоя
		1-й	2-й	3-й
Плотность сухого грунта Пористость грунта Коэффициент пористости Коэффициент водонасыщения Число пластичности Показатель текучести	сd г/см3 n е gr Jr % JL	1,69 0,361 0,57 0,976 - -	1,29 0,52 1 - 14 0,857	1,69 0,361 0,57 0,976 - -

Первый слой (третий слой) (песок крупный)

плотность сухого грунта

пористость грунта

коэффициент пористости

(по[1] таб. б18 песок крупный средней плотности)

коэффициент водонасыщения

(насыщенный водой)

где =1г/см3 - плотность воды (по [1] таб. б17 - насыщенные водой).

Таким образом песок крупный средней плотности, по [2], прил.3 таб.2 R0=500кПа

Второй слой (суглинок)

плотность сухого грунта

пористость грунта

коэффициент пористости

число пластичности

- (ГОСТ таб.11 разновидность глинистого грунта - суглинок)

показатель текучести

(по[1] ГОСТ 25100-95 таб.б14 суглинок текучепластичный)

Таким образом суглинок текучепластичный с коэффициентом пор=1 и условным расчётным сопротивлением R0=100кПа (по [1] прил.3 таб.3)

Природное заложение грунтов.

Рисунок 2.1. - Геологическая колонка

Таким образом, оценку несущей способности грунтов можно производить по условиям сопротивлению грунтов «R0» как для фундамента шириной «b=1м» и глубиной заложения «?2,00» и оценив несущую способность слоёв решают вопрос несущего слоя грунта.

3. Сбор нагрузок

Определить нагрузки при расчёте по деформации на фундамент 7-ми этажного бункерного корпуса.

Постоянные нагрузки:

g1=3кН/м2 (покрытия)

g2=2,5кН/м2 (перекрытие)

g3=2,5кН/м2 (перекрытие)

g4=2,5кН/м2 (перекрытие)

g5=11кН/м2 (перекрытие)

3.2. Временные нагрузки:

g1=0,85кН/м2 (снег)

g2=4кН/м2

g3=4кН/м2

g4=5кН/м2

g5=150кН/м2

Стены выполнены из сендвичпанелей д=200мм, гпон=1,2кН/м3, колонны сечением 1х1,1м, гж.б.=25кН/м3, К=70% или =0,7

Сечение 1 - 1

Определяем площадь сечения 1 - 1

Определяем нагрузку до обреза фундамента.

Нагрузка на фундамент колонны:

временные:

от временно снеговой:

от временного веса на перекрытия:

итого временные нагрузки:

=2965,5кН/м2

постоянные:

от веса колонны:

от веса покрытия:

от веса перекрытия:

от веса стены:

итого постоянные нагрузки:

=1771,5 кН/м2

ИТОГО ВСЕГО:

=4737 кН/м2

4. Выбор вариантов фундамента

Здание промышленное, колонна ж/б сечением 1х1,1м, район строительства г.Новосибирск dфн=2,2м.

N0II=4737 кН/м2N0I=4737·1,2=5684,4 кН/м2

e=0,1м+0,3м+0,5м=0,9м

M0II=0,9·35=31,5 кН·мM0I=31,5·1,2=37,8 кН·м

4.1 Расчёт отдельного фундамента

глубина заложения фундамента.

df= dфн=2,2м

предварительные размеры фундамента

п.2 42 [2]

где гmt=20кН/м - осреднённое значение удельного веса грунта и фундамента на его участок.

Kn=1,1

расчётное сопротивление грунта при bпред=3,1м

гС1=1,4;

гС2=1;

К=1 - коэффициент надёжности, если прочностные характеристики определяются непосредственно испытаниями.

Mg; MC; Mq; - коэффициенты принимаемые по таб.4 [2] при угле ц=39°

Mg=2,28

MC=11,25

Mq=10,11

KZ=1 (коэффициент) при b=3,1м<10м

- осредненное значение грунта ниже подошвы фундамента

- осредненное значение грунта выше подошвы фундамента

размеры подошвы фундамента при R7=1120,833кПа

Конструирование фундамента

Фундаменты проектируем подошвою вниз.

Объём фундамента.

вес фундамента:

вес грунта:

где:

Среднее давление по подошве фундамента.

Краевые напряжения.

где:

>0,25 => отрыва подошвы фундамента не будет.

4.2 Расчёт ленточного фундамента под колонну

глубина заложения фундамента.

df= dфн=2,2м

предварительные размеры фундамента

где: гmt=20кН/м - осреднённое значение удельного веса грунта и фундамента на его участок.

l=6 - шаг колон

Расчётное сопротивление грунта при bпред=1,8м

размеры подошвы фундамента при R7=700,35кПа

Конструирование фундамента.

Объём фундамента.

вес фундамента:



вес грунта:

где:

Среднее давление по подошве фундамента.

Краевые напряжения.

где:

>0,25 => отрыва подошвы фундамента не будет.

4.3 Расчёт свайного фундамента под колонну

Наиболее не выгодная комбинация нагрузок на обрез фундамента в сечении 1-1.

- колонны 1,1х1;

- промышленное здание;

N0I=4737·1,2=5684,4 кН/м2

M0I=31,5·1,2=37,8 кН·м

Расчётная схема к определению несущей конструкции сваи.

Учитывая состав грунта и уровень грунтовых вод, время строительство - зимний период, глубина заложения ростверков принимаем ниже глубины промерзания

Глубина промерзания грунта df=2,2м (по [3] п.7.11.)

Принимаем сваю

С10-35 - L=10м, сечение 0,35х0,35 по ГОСТ19804-74

Класс бетона В20

Арматура 4 ? 2АII; AS=6,46см2

Глубина заложения фундамента

dфн=2,2м+(10м-0,3м)=11,9м

Определение несущей способности сваи.

где:гС=1 - коэффициент условия работ сваи

R=7700кПа - расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи. (по [3] таб.1)

гсв=1 и гCR=1 - коэффициент условия работ в грунте (по [3] таб.3)

А=0,35·0,35=0,1225м2 - площадь операния сваи на грунт

U=0,35+0,35+0,35+0,35=1,4м - наружный периметр поперечного сечения сваи

fi - расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи

hi - высота i-го слоя грунта

При определении fi разбиваем на слои не более 2 м, через zi определяют fi (по [3] таб.2)

z1=2,5f1=45 кПа

z2=3,1f2=48,5 кПа

z3=5,1f3=56,2 кПа

z4=7,1f4=60,2 кПа

z5=9,1f5=63,65 кПа

z6=11,1f6=66,54 кПа

z7=11,6f6=67,24 кПа

Несущая способность сваи по материалу.

Расчётная нагрузка, передаваемая на сваю, должна быть

где: (по грунту)

(по материалу)

по грунту

по материалу

К расчёту принимается наименьшее значение.

среднее фиктивное значение давления под ростверком.

кПа

м2

Вес ростверка и грунта гф=1,1

количество свай с учётом момента.

(принимаем 6 свай и конструируем ростверк)

Конструируем ростверк

Расчётная нагрузка на сваю.

совместно с весом свай



5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

5.1 Отдельно стоящий фундамент

Объём отдельно стоящего фундамента

Объём грунта (при устройстве траншей под отдельно стоящий фундамент)

Откос принять в соответствии , отступ от начала фундамента до начала откоса =1м, из-за условия монтажа.

Таблица 5.1

Наименование работ	Ед. изм.	Объем работ	Стоимость работ за ед. руб.	Стоимость работ всего. руб.
1	2	3	4	5
Разработка грунта	м3	120,78	2	241,56
Монтаж фундамента	м3	8,015	59,2	474,49
Засыпка пазух	м3	112,765	2	225,53
Итого:				941,58

5.2 Ленточный фундамент под колонну

Объём ленточного фундамента

Объём грунта (при устройстве траншей под ленточный фундамент)

Таблица 5.2.

Наименование работ	Ед. изм.	Объем работ	Стоимость работ за ед. руб.	Стоимость работ всего. руб.
1	2	3	4	5
Разработка грунта	м3	126,786	2	253,58
Монтаж фундамента	м3	11,895	59,2	704,18
Засыпка пазух	м3	114,891	2	229,78
Итого:				1187,54

5.3 Свайный фундамент под колонну

Объём ростверка и свай

грунт деформация фундамент свая

Объём грунта (при устройстве свайного фундамента)

Таблица 5.3.

Наименование работ	Ед. изм.	Объем работ	Стоимость работ за ед. руб.	Стоимость работ всего. руб.
1	2	3	4	5
Разработка грунта	м3	112,772	2	225,54
Погружение свай	м3	7,35	85,2	626,22
Бетонирование ростверка	м3	6,939	29,6	205,4
Засыпка пазух	м3	105,833	2	211,67
Итого:				1268,83

И так на основании технико-экономического анализа, принимаем вариант фундамента №1, так как он наименьшей стоимостью и считается более эффективным.

Список используемой литературы:

ГОСТ 25100-95. «Грунты и их классификация»

СНиП 2.02.01-83. «Основания зданий и сооружений»

СНиП 2.02.03-85. «Свайные фундаменты»

СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия»

М.Ф. Арефьев «Механика грунтов, основание и фундаменты»

З.М. Квасова «Основания и фундаменты в условиях реконструкции» (сбор нагрузок)

В.А. Веселов «Проектирование основания и фундаментов» (сбор нагрузок)

Г.И. Швецов «Справочник основание и фундаменты»

Размещено на Allbest.ru