Фабричный корпус

Курсовик ОиФ Мария.doc

Исходные данные для проектирования2
Оценка инженерно-геологических условий3
Привязка к строительной площадке5
Расчет первого варианта фундамента-мелкого заложения
1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента7
2. Определение размеров подошвы фундамента9
3. Определение осадки фундамента12
4. Отчет программы «Атлант» для сечения 2-2 15
Разработка второго варианта фундамента – свайного
1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента16
2. Определение несущей способности сваи18
3. Определение размеров подошвы условного фундамента20
4. Определение осадки свайного фундамента22
5. Отчет программы CalcPile27
Определение стоимости и сравнение вариантов 29
Расчет фундаментов №1 3 430
Таблица 1. Исходные данные
—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
№ Наименование H мJ МНм3Js МНм3 W Wp Wl ф градс МПа Eo МПа
Почва 1.0 0.01600 0.02500 0.15000.00000.0000 10.0 0.00000 1.0
Суглинок 1.0 0.01850 0.02680 0.33000.22000.3600 16.0 0.01000 10.0
Суглинок 7.5 0.02150 0.02660 0.15000.11000.2400 24.0 0.01200 22.0
Конец исходных данных
Таблица 2. Классификация
—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
№ Наименование e Плотность грунта Sr Степень влажности IL Консистенция Jsb МНм3
Почва 0.797 0.471 0.000 0.0160
Суглинок 0.927 0.954 0.786 текучепластичная 0.0185
Суглинок 0.927 0.954 0.786 текучепластичная 0.0087
Суглинок 0.423 0.944 0.308 тугопластичная 0.0117
Таблица 3. Расчетное сопротивление грунта
——————————————————————————————————————————————————————————————————
№ Наименование D м R МпаJc1 Jc2 Mj Mq Mc
Почва 0.00 0.00291.001.000.183721.734874.16767
Почва 1.00 0.03071.001.000.183721.734874.16767
Суглинок 1.00 0.10491.101.000.357672.430684.98938
Суглинок 2.00 0.15441.101.000.357672.430684.98938
Суглинок 2.00 0.15061.101.000.357672.430684.98938
Суглинок 3.00 0.17391.101.000.357672.430684.98938
Суглинок 3.00 0.30371.201.000.717843.871346.44914
Суглинок 10.500.71021.201.000.717843.871346.44914
Конец таблицы расчетного сопротивления грунта
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СВОЙСТВ ГРУНТА.
Площадка строительства находится в г.Омск.
Рельеф – спокойный (ровный). Инженерно-геологические условия площадки строительства выявлены посредством бурения 5-ти скважин на глубину 10 м. При бурении было вскрыто следующее напластование грунтов (сверху – вниз):
Почва (культурный слой): мощность -1м
Суглинок тяжелый с включением гравия: мощность - 2 м
Суглинок тяжелый с включением гравия: мощность – 75 м
Уровень грунтовых вод находится на глубине 20 м.
Недостающие характеристики грунтов определили экспериментально. Классификация грунтов выполнена по программе ГЕА по ней определено расчетное сопротивление грунта.
Заключение: площадка в целом пригодна для возведения сооружения. Верхний почвенно-растительный слой не может служить естественным основанием (слабый несущий слой). В качестве естественного основания можно использовать суглинок тяжелый.
Рис.1 График расчетного сопротивления по слоям.
ПРИВЯЗКА ЗДАНИЯ К СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ
Рис.2 привязка к стройплощадке
Рис.3 Разрез по грунту
ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА НАГРУЗОК И КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЗДАНИЯ.
Здание фабричный корпус запроектировано с каркасной системой.
Колонны железобетонные 600х400 мм. Шаг колонн 6м пролет 9м.
Наружные стены выполняют из красного кирпича мокрого прессования с облицовкой лицевым кирпичом толщиной 51см объемный вес кладки g = 18 кНм3.
Высота этажа – 40 м. Пол подвала на отметке -27м.
Междуэтажные перекрытия выполняют из крупноразмерного железобетонного настила по балкам.
Кровля скатная. Плиты покрытия опираются на двускатную балку покрытия.
Уровень земли на отметке 0000м.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЧЕНИЯ 2-2
1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента
Рис 3.Расчетная схема ленточного фундамента
Для сечения 2-2 принимаем толщину слоев при наихудшем случае (суглинок).
Глубина заложения согласно инженерно-геологическим условиям
Согласно инженерно-геологическим условиям и анализа характера напластования основанием для фундамента мелкого заложения под сечение 2-2 является суглинок (рис3). Глубина залегания – 30 м глубина подвала -27м отметка уровня земли -00м. Поскольку фундамент должен быть заделан в несущий слой не менее чем на 01 м то минимальная глубина заложения фундамента:
Глубина заложения согласно природно-климатическим условиям
Нормативная глубина промерзания грунта для г. Омск [1 стр.53 рис. 3.4] по карте равна 218 м или
где- безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе принимаемый по СНиП по строительной климатологии и геофизике
- величина принимаемая равной м для: суглинков и глин - 023
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:
где kh – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения.
Для здания принимаем kh = 08 [4 табл. 1]. Тогда:
df = 08 * 339*1= 271 м
Так как глубина расположения подземных вод dw= 20 м (df + 2) = 471 м то глубина заложения фундамента должна быть не менее df.
Глубина заложения в зависимости от конструктивных особенностей фундамента и здания в целом.
Высота подвала 27 м. Толщина пола подвала hs = 01 м. От низа пола подвала до подошвы фундамента должно быть hcf ³ 05 м высота фундамента hf из условия заделки колонны
hf ≥ dc+hg+005=09+03+005=125м
dc – глубина заделки колонны в фундамент
Следовательно подошва фундамента находится на отметке не менее
- (125+27+01) = - 405 м
Глубина заложения 405м
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: По расчетам глубина заложения фундамента принимается исходя из его конструктивных особенностей:
2. Определение размеров подошвы фундамента
Глубина заложения фундамента d = 405 м.
Размеры фундамента :
Глубина подколонника dc=0.9м
Большая сторона подколонника lc=06+2*0075+2*0525=18м
Меньшая сторона bc=0.4+0.15+2*0475=15м
Вычисляем расчетное сопротивление грунта по формуле:
где g с1 и g с2 - коэффициенты условий работы [4 табл. 3]:
k - коэффициент принимаемый в зависимости от способа определения прочностных характеристик грунта: k = 1
Mj Mq и Mc коэффициенты принимаемые по таблице 3 для данного грунта:
Mj = 071784; Mq = 387134; Mc = 644914
kz = 1 т. к. b = 15 м 10 м
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (таблица 1):
gII - осредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;
gII1 - то же залегающих выше подошвы.
d1 - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов:
Следовательно расчетное сопротивление грунта:
Принимаем ширину подошвы фундамента b = 33 м а=36м
Расчет прерывистого фундамента.
Среднее давление по подошве фундамента:
Рср = (N0II + NIIf + NIIG+ NIIп)(l * b)
b = 33 м –ширина подушки фундамента.
N0II = 3145 кН - общая нормативная нагрузка (до верха фундамента)
NIIf - нормативная нагрузка по фундаменту:
NIIG - нормативная нагрузка грунта на уступе фундаментной подушки:
NIIп - нормативная нагрузка от пола подвала:
% - условие выполняется.
Необходимо чтобы выполнялось условие
е= МII NII=1103145=0.035м
3. Определение осадки фундамента
Осадка фундамента определяется методом послойного суммирования. Толщина элементарного слоя:
hi = 04 b = 0.4 * 3.6=1.44м.
Дополнительное вертикальное давление на основание:
Р0 = РII ср – Рzg где
РII ср - среднее давление под подошвой фундамента
Рzg – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
Р0 = 31793-405*14= 31793-567=26123 кПа
Ординаты эпюры дополнительного давления:
a - коэффициент [4 прил. 2 табл. 1] принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента (=3633=109) и относительной глубины равной:
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя расположенного на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле:
Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод но выше водоупора должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине где выполняется условие:02 Рzg > Р zp
Результаты расчетов приведены в таблице 6.
Ei - модуль деформации i-го слоя.
Осадка основания определяется по формуле:
Предельная деформация основания S u = 015 м [4 прил. 4].
рис. 4 Схема осадки первого варианта фундамента
Отчет программы Атлант
Инженерно-геологические условия
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
№ Наименование H мJ МНм3Jsb МНм3 e IL Sr ф градс МПа Eo МПа
Почва 1.0 0.01600 0.01600 0.79700.00000.4710 10.0 0.00000 1.0
Суглинок 1.0 0.01850 0.01850 0.92700.78600.9540 16.0 0.01000 10.0
Суглинок 1.0 0.01850 0.00870 0.92700.78600.9540 16.0 0.01000 10.0
Суглинок 7.5 0.02150 0.01170 0.42300.30800.9440 24.0 0.01200 22.0
Параметры здания и фундамента
Номер фундамента - №2
Способ определения ф и с - по данным лабораторных испытаний
Конструктивная схема здания - гибкая
Фундамент - под колонну
Отношение длины к ширине фундамента lb=1.000
Глубина заложения фундамента d(м)=4.0500
Высота фундамента hf(м)=0.9500
Глубина подвала db(м)=2.7000
Толщина пола подвала hсf(м)=0.1000
Ширина подвала bп(м)=6.0000
Отношение P(min)P(max)=0
Предельная осадка фундамента Su(м)=0.1500
———————————————————————————————————————————————————————
№ NIIO МНMIIOX МНмTIIOX МНMIIOY МНмTIIOY МН
Результаты расчета размеров подошвы фундамента.
Ширина фундамента b = 3.30 м
Длина фундамента l = 3.60 м
———————————————————————————————————————————————————————————————————————————
NN Pcp (нед) Pmax (нед) Pmaxy (нед) Pmin PminPmax Co
МПа % МПа % МПа % МПа ---- м
Расчетное сопротивление R = 0.322 МПа
———————————————————————————————————————
Расчет прерывистого фундамента
№ bt м lt м nb ct м kd kdf Ps
ппширина длина число растояниерасчетныйфактич.давление
б. п. б. п. б. п. между бл. коэф-нт коэф-нт
Расчет осадки фундамента
—————————————————————————— Результаты расчета осадки ————————————————————
NN мощн глуб коэфф напряжения среднее модуль осадкасуммарн
пп hi z альфа poz[I] pqz[I] давл. pi E0i Si SS
————————————————————————————————————————————————————————————————————————
—————————————————————————————————————————————————————————————————————————
Суммарная осадка = 0.031
РАЗРАБОТКА ВТОРОГО ВАРИАНТА ФУНДАМЕНТА - СВАЙНОГО.
1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента.
Рис. 5. Расчетная схема свайного фундамента.
По инженерно-геологическим условиям строительной площадки слой грунта для опирания сваи – суглинок.
Определение глубины заложения ростверка
Заключение: По расчетам глубина заложения фундамента принимается исходя из его конструктивных особенностей:
Выбор железобетонной сваи
Заглубление в несущий слой - минимум 1 м. Заделка сваи в ростверк - 01 м. Слой грунта выбранный для опирания сваи находится на глубине 100 от поверхности земли.
Длина сваи: L = 100 – 405 + 01 =605 м
Принимаем длину сваи - L = 6 м. Свая С60-30. Сечение 30 х 30 см. Бетон Б15. Арматура продольная 4 12 (А-I).
2. Определение несущей способности сваи
Определение несущей способности и силы расчетного сопротивления сваи по грунту расчетным методом.
Несущую способность сваи по грунту находят как сумму сил сопротивления грунтов под нижним концом и боковой поверхностью сваи по формуле
Fd = gc (gcR R A + u gcf fi hi) где
gc - коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
gcR gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта [6 табл. 3]:
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи таб.9.3:
A - площадь опирания на грунт сваи
А = 03 * 03 = 012 м2
u - наружный периметр поперечного сечения сваи
hi - толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
Итак несущая способность сваи:
Расчетная нагрузка на сваю:
Р = Fd gk = 7515 14 = 53678 кН
gk - коэффициент надежности. Так как несущая способность сваи определена расчетом - gk = 14
Сила расчетного сопротивления по материалу висячей сваи определяется по формуле:
где γc =0.9 – коэффициент условий работы сваи в грунте (при dсв > 02м);
φ = 1 – коэффициент продольного изгиба для низкого ростверка;
γcb = 1 – коэффициент условий работы бетона для забивных свай;
Rb =115МПа – расчетное сопротивление бетона сжатию;
Аb = 012м2 – площадь поперечного сечения сваи;
Rsc = 225 МПа – расчетное сопротивление арматуры сжатию;
Аs = 0.00045 м2–площадь поперечного сечения арматуры;
FRm = 11(11151000*012 + 2251000*000045) = 1481 кН
Далее в расчетах используем меньшее значение силы расчетного сопротивления сваи FRs =53678 кН.
Среднее давление под ростверком
Ориентировочный вес ростверка и грунта при n=11
Количество свай в кусте: nр=6
Конструируем ростверк
b=0.9*2+0.3*2=2.4м l=0.9+0.3*2=1.5м
3. Определение размеров подошвы условного фундамента
Расчет фундамента из висячих свай производится как для условного фундамента.
Определение контура условного фундамента.
Усредненный угол внутреннего трения:
где φIIi – расчетные значения угла внутреннего трения для отдельных слоев грунта толщиной hi град.
Ширина подошвы условного фундамента:
Определение среднего давления по подошве условного фундамента.
Рср = (NpII + Nc) bc
NpII=3550кН - расчетная вертикальная нагрузка
Nc – расчетная нагрузка по второй группе предельных состояний определяемая по формуле:
Рср =60644 R=3500 кН
Определение расчетного сопротивления грунта выполняется по формуле:
Проверка условия: Рср R; 60644 1089 - условие выполнено.
4. Определение осадки условного фундамента.
Определение осадки выполняется методом послойного суммирования.
Толщина элементарного слоя hi = 2*321 = 642 м.
Р0 = 60644 - 55 = 55144 кПа
a - коэффициент [4 прил. 2 табл. 1] принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины равной:
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине где выполняется условие:
Результаты расчетов приведены в таблице 9.
Рис. 6. Осадка свайного фундамента
S S u ; S = 0111м S u = 015 м
Отчёт программы CalcPile
Геологические условия :
No. Наименование грунта Hм ei Ili Ycfi Ycri
1Почва Нет 1.00 0.797 0.000 1.00 1.00
2Суглинок Да 1.00 0.927 0.786 1.10 1.00
3Суглинок Да 1.00 0.927 0.786 1.10 1.00
4Суглинок Да 7.50 0.423 0.308 1.20 1.00
No. Ji(i) Jsbi(i) Sri(i) Ф(i) C(i) Eo(i)
Параметры здания и фундамента :
Тип планировки : срезкой.
Глубина срезки Ds : 0.10 м.
Конструктивная схема здания : гибкая.
Глубина заложения ростверка : 4.05 м.
Высота ростверка : 0.30 м.
Предельно допустимая осадка Su : 0.15 м.
Вид и параметры сваи :
Тип сваи : Висячие забивные сваи всех видов и сваи-оболочки
погружаемые без выемки грунта.
Длина сваи : 6.00 м.
Глубина заделки сваи в ростверк : 0.10 м.
Наружный периметр поперечного сечения ствола сваи : 1.20 м.
Площадь опирания сваи на грунт : 0.1200 м2.
Диаметр сваи : 0.30 м.
Нагрузки на обрез фундамента :
No NМН MxМН*м TxМН MyМН*м TyМН
Результаты расчётов :
Наименование грунта Hiм Ziм FiМПа Kf
Суглинок 2.00 5.15 0.0394 1.15
Суглинок 2.00 7.15 0.0423 1.15
Суглинок 2.00 9.15 0.0442 1.15
Суглинок 0.45 10.38 0.0454 1.15
Глубина погружения нижнего конца сваи (Zr)= 10.05 м.
Расчётное сопротивление под нижним концом сваи (R) = 10.512 МПа.
Несущая способность сваи : (Fd)= 1.712 Мн.
Допустимая нагрузка на сваю (P) = 1.223 Мн.
Несущая способность сваи по материалу ствола ( Pc ) = 13.901 Мн.
Подобран свайный фундамент под колонну:
Длина ростверка : 2.4 м.
Ширина ростверка : 1.5 м.
Отношение yEy^2 : 0.000 МН
Отношение xEx^2 : 0.000 МН
Допустимая нагрузка на сваю ( P ) : 1.223 МН
Действующая нагрузка на сваю ( Nсв ) : 0.968 МН
Сочетание No1 - Nсв = 0.968 МН
Результаты расчёта осадки :
Расстояние между крайними гранями свай: b=2.1 м
Расстояние между крайними гранями свай: a=1.2 м
Высота условного фундамента = 9.95 м.
Ширина условного фундамента = 3.34 м.
Длина условного фундамента = 2.44 м.
Площадь условного фундамента = 8.15 м^2.
Удельный вес грунта выше подошвы ф-та ( Jii`) = 0.013 МНм3
Удельный вес грунта ниже подошвы ф-та ( Jii ) = 0.012 МНм3
Сопротивление грунта под подошвой ф-та ( R ) = 0.705 МПа
Среднее давление под подошвой ф-та ( Pii ср ) = 0.509 МПа
Условие Pii ср = R выполняется.
Осадка фундамента ( S ) = 0.036 м
Осадка фундамента находится в допустимых пределах ( 0.150 м )
NN мощн. глуб. alpha напряжения ср.давл E0i Осадка Сумм.
H(i) Z Poz Pqz p S(i) SS
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ РАБОТ И СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТА
ВАРИАНТ №1 - фундамент мелкого заложения
Вид работ или элемент
Подсчет объема работ
Отдельно-стоящий фундамент под колонну
Стоимость работ Таблица 9
Стоимость работ руб-коп
ВАРИАНТ №2- фундамент свайного заложения
Стоимость работ Таблица 11
Стоимость работруб-коп
Монолитный железобетонный ростверк
Заключение: Наиболее экономичен: фундамент ленточный мелкого заложения
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ СЕЧЕНИЯ 1-1
1 Выбор и обоснование глубины заложения фундамента
Рис 9. Расчетная схема для сечения 1-1
Согласно инженерно-геологическим условиям и анализа характера напластования основанием для фундамента мелкого заложения под сечение 1-1 является суглинок (рис3). Глубина залегания от 10 до 30 м отметка уровня земли -00м. Поскольку фундамент должен быть заделан в несущий слой не менее чем на 01 м то минимальная глубина заложения фундамента:
По условиям СНиПа [4 табл. 2] глубина заложения фундамента зависит от расчетной глубины промерзания грунта.
Фундамент под колонну сечение колонны 06х04м. Толщина пола hs = 02 м. От низа пола подошвы фундамента должно быть hcf ³ 05 м высота фундамента hf из условия заделки колонны
- (125+02) = - 145 м
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: По расчетам глубина заложения фундамента принимается согласно природно-климатическим условиям:
2. Определение размеров подошвы фундамента и его осадки
Определение размеров подошвы фундамента и его осадки производилось с использованием программы Атлант. Результаты расчетов приведены ниже.
Номер фундамента - №1
Отношение длины к ширине фундамента lb=1.500
Глубина заложения фундамента d(м)=2.7000
Высота фундамента hf(м)=2.2000
Глубина подвала db(м)=0.0000
Ширина фундамента b = 3.00 м
Длина фундамента l = 4.20 м
Расчетное сопротивление R = 0.201 МПа
Проверка давления на слабый подстилающий слой.
———————————————————————————————————————————————————————————
No POZ PQZ POZ+PQZ RZ Проверка давления
0.156 0.043 0.199 0.342 выполнена
Проверка давления на слабый подстилающий слой выполнена так как
poz+pqz= 0.199 = Rz = 0.342.
Суммарная осадка = 0.019
3. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ СЕЧЕНИЯ 3-3
Выбор и обоснование глубины заложения фундамента
Рис 10. Расчетная схема для сечения 3-3
Согласно инженерно-геологическим условиям и анализа характера напластования основанием для фундамента мелкого заложения под сечение 3-3 является суглинок (рис3). Глубина залегания – 30 м глубина подвала -27м отметка уровня земли -00м. Поскольку фундамент должен быть заделан в несущий слой не менее чем на 01 м то минимальная глубина заложения фундамента:
4. Определение размеров подошвы фундамента и его осадки
Ширина фундамента b = 2.40 м
Длина фундамента l = 3.90 м
Расчетное сопротивление R = 0.313 МПа
Суммарная осадка = 0.027
5 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ СЕЧЕНИЯ 4-4
Рис 11. Расчетная схема для сечения 4-4
Согласно инженерно-геологическим условиям и анализа характера напластования основанием для фундамента мелкого заложения под сечение 4-4 является суглинок (рис3). Глубина залегания – 30 м отметка уровня земли -00м. Поскольку фундамент должен быть заделан в несущий слой не менее чем на 01 м то минимальная глубина заложения фундамента:
Фундамент под колонну сечение колонны 04х04м. Толщина пола hs = 02 м. От низа пола подошвы фундамента должно быть hcf ³ 05 м высота фундамента hf из условия заделки колонны
6. Определение размеров подошвы фундамента и его осадки
Ширина фундамента b = 2.10 м
Длина фундамента l = 2.10 м
Расчетное сопротивление R = 0.196 МПа
0.156 0.043 0.199 0.331 выполнена
poz+pqz= 0.199 = Rz = 0.331.
Суммарная осадка = 0.013
СНиП2.02.01 – 83 «Основания зданий и сооружений».
СНиП 2.02.01 – 85 «Свайные фундаменты».
СНиП 2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия».
Веселов В. А.«Проектирование оснований и фундаментов».
Верминов М. В. «Основания и фундаменты».
Долматов В.И. «Механика грунтов основания и фундаменты».

Чертежи.dwg

Разрез по грунту А - А
КП-02069562-270102-57-10
рулонная гидроизоляция
Сечение 1-1 с песчанной подсыпкой
Сечение 1-1 Свайный фундамент
Сечение 1-1 Осадка свайного фундамента