• RU
  • icon На проверке: 17
Меню

Проектирование фундамента 4х эт. поликилиники

  • Добавлен: 30.08.2014
  • Размер: 555 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект: пояснительная записка,один чертеж

Состав проекта

icon
icon
icon записка.doc
icon чертеж.dwg
icon чертеж.dwl
icon чертеж.dwl2

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon записка.doc

Краткая характеристика проектируемого здания.
- Проектируемое здание – поликлиника;
- Вариант конструкции – №7;
- Размеры в плане в осях – 276 х 42м;
- Количество этажей – 4;
- Условная отметка пола первого этажа выше спланированной отметки поверхности земли на 105м (hc = 105м);
- Высота здания от спланированной отметки земли до карниза – 1905м;
- Под всем зданием имеется подвальное помещение отметка пола подвала – 310м;
- Конструкция здания – каркасная со столбчатым фундаментом;
- Стены наружные – сборные жб панели толщиной 340 мм;
- Стены внутренние – сборные жб панели толщиной 120 мм;
- Колонны жб – 400 х 400 мм;
- Город строительства – Кострома.
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.
На рисунке показан инженерно-геологический разрез построенный по данным инженерно-геологических изысканий (по заданию).
Определение физико-механических характеристик грунта.
слой – растительный слой; насыпь
γ = ρ*g = 1.65*9.8 =16.17 кНм3
Влажность природная W =
Средняя мощность слоя = 0.95м
Средняя мощность слоя = 1.92м
Определяем вид глинистого грунта по числу пластичности (%):
IP =WL – WP = 25 – 20 = 5 %
Определяем состояние глинистого грунта по показателю текучести или консистенции:
IL=(W - WP)IP = (21.0 -20.0)5 = 0.2
Следовательно супесь – пластичная.
Определяем коэффициент пористости:
e = γS *(1+W)γ – 1 =(2.75*9.8)*(1+0.21)(1.97*9.8) – 1 = 0.69
Определяем условно расчетное сопротивление:
R0 = f (IP IL e) – функция
Второй слой представляет супесь пластичную. Удельное сопротивление R0 = 243 кН
Средняя мощность слоя = 2.6м
IP =WL – WP = 24 – 17 = 7 %
IL=(W - WP)IP = (25.4 -17)7 = 1.07
Следовательно супесь – текучая
e = γS *(1+W)γ – 1 = (2.68*9.8)*(1+0.254)(1.98*9.8) – 1 = 0.69
Определяем условно расчетное сопротивление:
Третий слой представляет собой супесь текучую. R0 – ненормируется т.к. IL больше диапазона (1).
Средняя мощность слоя = 2.13м
Определяем крупность песка по гранулометрическому составу: песок средней крупности так как частиц крупнее 0.25>50% (24.6+31.4=56%).
Определяем плотность по коэффициенту пористости:
e = γS *(1+W)γ – 1 =(2.7*9.8)*(1+0.22)(2.04*9.8)-1 = 0.61
(0.50.60.7) – песок средней плотности
Определяем влажность песка по степени водонасыщения:
Sr= γS*W(e* γW)=2.7*9.8*0. 22(0.61*1*9.8)=0.97
(0.80.971) – насыщенный водой.
Расчетное сопротивление песка средней крупности и средней плотности не зависимо от водонасыщения R0 = 400кПа.
Четвертый слой представляет собой песок средней крупности и средней плотности. R0 = 400кПа.
Средняя мощность слоя = 6.66м
IP = WL – WP = 39 – 21 = 18 %
IL= (W - WP)IP = (21.0 -21.0)18 = 0
Следовательно глина – полутвердая.
e = γS *(1+W)γ – 1 = (2.78*9.8)*(1+0.21)(1.97*9.8) – 1 = 0.71
Пятый слой представляет глину полутвердую. Удельное сопротивление R0 = 390 кН
Физические характеристики грунта.
Полное наименование грунта
Растительный слой; насыпь
Песок средней крупности и средней плотности
Вывод к главе: Геологический разрез представляет собой слоистое напластование глинистых грунтов с включением песчаного слоя и верхним – растительным слоем. Уровень грунтовых вод – высокий – находится на отметке -298м ниже уровня поверхности земли. Также при проектировании фундаментов будем учитывать что слой №3 – супесь текучая – имеет не нормируемую расчетную прочность.
По заданию: конструкция – 4этажное здание с подвалом отметка пола которого -310 от отметки пола первого этажа и -205 от поверхности земли. Несущими конструкциями здания являются жб колонны сечением 400х400мм. Т.о. в соответствии с несущими конструкциями выбираем тип фундамента – столбчатый. В итоге получаем что устройство фундамента попадает в 2 слой отметка подошвы которого в среднем равна -3м ниже поверхности земли а этот слой имеет расчетную прочность равную 243кПа что означает возможную необходимость проектирования песчаной подушки или свайного фундамента.
Определение расчетных нагрузок на несущие колонны по I и II группам предельных состояний.
Нормативные нагрузки от веса сооружения:
При наличии подвала постоянная и временная нагрузки увеличиваются. Нормативные нагрузки от веса перекрытия над подвалом:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для здания с подвалом:
где -коэффициенты перегрузок.
Для расчета устойчивости по II группе предельных состояний в соответствии с пп. 2.2; 3.7; 5.7 СНиПа 2-6-7-74.
Для расчета устойчивости по I группе предельных состояний в соответствии с пп. 2.2; 3.7; 5.7 СНиПа 2-6-7-74.
- коэффициент сочетания постоянных и временных нагрузок применяемых в соответствии с п.1.12 СНиПа 2-6-7-74.
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для расчета по II группе предельных состояний для колонн 123 равна:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для расчета по I группе предельных состояний для колонн 123 равна:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для расчета по II группе предельных состояний для колонн 67 равна:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для расчета по I группе предельных состояний для колонн 67равна:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для расчета по II группе предельных состояний для колонн 458 равна:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента для расчета по I группе предельных состояний для колонн 458 равна:
Определение глубины заложения столбчатого фундамента под колонны 4-х этажной поликлиники с подвалом.
Относительная отметка пола подвала –310м. Отметка пола 1-го этажа на 105м выше планировочной отметки т.е. высота цокольной части здания Место строительства – город Кострома.
Определяем глубину заложения фундамента исходя из следующих условий:
)Инженерно-геологические условия строительной площадки;
)Гидро-геологические условия строительной площадки;
)Глубина сезонного промерзания грунтов;
)Конструктивные особенности возводимого сооружения;
)Наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций;
)Наличие и глубина заложения соседних фундаментов.
1.Определение глубины заложения фундаментов с учетом конструктивных особенностей здания.
В зданиях с подвалом заглубление подошвы фундаментов(d) равно:
- размер от чистого пола подвала до пола 1-го этажа;
- высота принятой конструкции пола подвала.
- величина заглубления подошвы фундамента от низа пола подвала;
- высота цокольной части здания;
2.Определение глубины заложения фундаментов с учетом промерзания грунтов(город строительства – Кострома).
а) Определяем нормативную глубину промерзания:
где - безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе (гор. Кострома).
-величина зависящая от вида грунта (грунт – супесь пластичная) в соответствии с п.2.27 СНиПа 2.02.01-83.
б) Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунтов:
- величина нормативной глубины сезонного промерзания определяемая по СниПу2.02.01-83 пп. 2.26 и 2.27;
- коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таблице1 СНиПа 2.02.01-83
Т.к. расчетная нормативная глубина промерзания грунтов окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента исходя из конструктивных особенностей здания т.е. по наибольшей величине.
Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения
(с использованием естественного подстилающего слоя).
Исходя из особенностей инженерно-геологического разреза и конструктивных особенностей здания – выбранная глубина заложения фундамента составляет .
Т.о. отметка подошвы фундамента соответствует абсолютной отметке 13865м а отметка дневной поверхности соответствует абсолютной отметке 1418м.
Исходя из этого необходимо сделать подсыпку грунта до уровня с абсолютной отметкой 1418м.
Здание располагается вдоль геологического разреза с привязкой первой оси здания к скважине №1 (длина здания составляет 42м высота здания 1745м).
В связи с этим для фундамента мелкого заложения в качестве основания принимаем слой супеси пластичной со следующими характеристиками: γ=1931 кНм3 φ=20о Ro=243 кПа.
1.Определяем ориентировочную ширину подошвы столбчатого фундамента при значении условно расчетного сопротивления Rо=243 кПа.
Расчетная нагрузка действующая на колонны . Длина здания высота. Отметка пола подвала – 310м. Глубина заложения подошвы фундамента . Отметка пола 1-го этажа на 105м выше планировочной отметки.
Определяем ориентировочную ширину подошвы столбчатого фундамента:
где - расчетная нагрузка от массы сооружения значение расчетного сопротивления грунта.
осредненный удельный вес грунта и обратной засыпки.
глубина заложения фундамента.
где - расчетная нагрузка от массы сооружения значение расчетного сопротивления грунта песчаной подушки.
Исходя из полученных результатов: – выбираем стандартные размеры фундаментов стаканного типа под колонны:
Для колонн 123: 2Ф21.9-1 с b=2100мм
-выбираем сборные фундаменты:
Для колонн 67: 2ФП28.12 с b=2800мм
Находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания
где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием определяемые по таблице 3 СНиПа 2.02.01-83.
– коэффициент надежности принятый равным 1 т.к. прочностные характеристики грунта заданны в проекте по результатам непосредственных испытаний грунтов на строй. площадке.
- коэффициенты принимаемые по таблице 4 СНиПа 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта находящегося непосредственно под подошвой фундамента.
- глубина заложения фундамента от уровня планировки срезкой или подсыпкой.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента кНм3.
где - мощности выше лежащих слоев.
- расчетное значение удельного веса грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента
- расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
- приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.
где - толщина слоя грунта от отметки подошвы фундамента до отметки низа пола подвала.
- толщина конструкций пола подвала.
- расчетное значение удельного веса материала конструкций пола подвала.
- расстояние от уровня планировки до пола подвала
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента.
- вес фундамента 2Ф21.9-1
- Собственный вес колонны размером 04×04 м:
- Собственный вес ригеля размером 04×04 м длиной 60 м:
- Вес ограждающей панели подвала при шаге колонн 3 и 6м:
- Пригрузка ф-та грунтом ниже пола подвала
- Пригрузка ф-та грунтов с внешней ст. панели подвала
- Вес пригрузки от бетонного пола подвала в передах плана фундамента:
Определяем разницу между P и R:
Так как разница превышает 20% то необходимо увеличить давление путем уменьшения размера ф-та. Берем фундамент стаканного типа 2Ф18.9-1 с b=1800мм тогда имеем:
- вес фундамента 2Ф18.9-1
Так как разница не превышает 20% то фундамент запроектирован экономично.
Находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания
для колонн 458 и 67:
Общий объем фундамента и грунта на его обрезах:
Объем опорной плиты и подколонника:
Объем грунта на опорной плите вокруг подколонника:
Удельный вес конструктивных элементов фундамента принимаем равным 24 кНм3
Таким образом вес самого фундамента:
Собственный вес колонны размером 04×04 м:
Собственный вес ригеля размером 04×04 м длиной 60 м:
Удельный вес обратной засыпки принимаем равным 18 кНм3
Тогда вес грунта на обрезах фундамента:
Так как разница превышает 20% то необходимо увеличить давление путем уменьшения размера ф-та. Берем сборный фундамент 2ФП24.12 с b=2400мм тогда имеем:
2.Проверяем допустимость давления на слабый подстилающий слой по условию:
- природное давление от вышележащих слоев грунта
- доп. (к природному) давление от сооружения на отметке кровли слабого слоя.
Сначала вычисляем их на отметке подошвы проектируемого фундамента(). При этом им дают обозначения и
Далее вычисляем и на кровле подстилающего слоя (отм -5500) то есть на глубине от подошвы проектируемого фундамента. Дополнительное давление вычисляют по формуле:
Коэффициент зависит от и от
Интерполируя между величинами при и при получаем в колонке искомую величину на отметке кровли слабого подстилающего слоя получим:
- левая часть условия проверки.
Далее вычисляем правую часть проверки – расчетное сопротивление грунта слабого подстилающего слоя под условным фундаментом глубиной заложения и шириной . Для отдельного квадратного фундамента
Подготавливаем необходимые данные и вычисляем
Где ; ; при ; ; ; ; ;
Поскольку условие не выполняется необходимо проектировать песчаную подушку.
3. Проектирование песчаной подушки
3.1. Исходные данные
Дано: 2 вида столбчатых фундаментов мелкого заложения:
Для колонн 123: 2Ф18.9-1 с b=1800мм
Для колонн 458 и 67: 2ФП24.12 с b=2400мм
По подошве фундамента действует суммарная расчетная нагрузка:
) ( т.к. для колонн 458 т.е. меньшая а фундамент одинаков то размер песчаной подушки примем тот который получим при расчете для аналогичного фундамента но с большей нагрузкой на него())
Запроектируем «висячего» типа песчаную подушку со следующими характеристиками: песок средней крупности средней плотности удельный вес грунта γ = 20кНм3 расчетное сопротивление грунта R0 = 400кПа угол внутреннего трения φ = 32°.
3.2. Определение геометрических размеров
песчаной подушки под столбчатый фундамент.
Высоту такой подушки hп.п подбирают методом итераций до удовлетворения условия а также последующего расчета по второму предельному состоянию.
Задаемся толщиной песчаной подушки hп.п. = 09м. Проверяем выполнение условия на контакте подошвы подушки с супесью пластичной.
Давление от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:
Давление от собственного веса грунта и песчаной подушки на отметке подошвы подушки:
Для того чтобы вычислить давление от собственного веса грунта на отметке подошвы песчаной подушки необходимо вычислить удельный вес грунта песчаной подушки. Сначала найдем степень водонасыщения текучей супеси:
Т.к. супесь находится в водонасыщенном состоянии то и песок песчаной подушки тоже будет водонасыщенным. При этом влажность песка вычисляется по формуле:
Подушку уплотняют до плотности скелета
Примем и вычислим плотность песка по формуле:
тогда удельный вес песка подушки будет:
Получаем что давление от собственного веса грунта и песчаной подушки на отметке подошвы подушки будет равен:
а) Найдем для столбчатого фундамента под колонны 123 :
Дополнительное(осадочное) давление на отметке подошвы фундамента:
На отметке подошвы песчаной подушки:
Вычисляем коэффициент интерполяцией его значений:
Сумма давлений от собственного веса грунтов и песка подушки и от сооружения на пластичную супесь под подошвой песчаной подушки:
Вычисляем расчетное сопротивление пластичной супеси для условного фундамента шириной и глубиной заложения d+z=315+09=405м
Предварительно находим ширину условного фундамента равную ширине песчаной подушки осредненную величину удельного веса грунта залегающего выше подошвы условного фундамента g'II а также приведенную глубину заложения условного фундамента со стороны подвала d1.
Удельный вес грунта g'II вычисляем как среднее значение удельного веса грунта обратной засыпки и песчаной подушки с учетом взвешивающего действия воды:
При φII = 16° Mg = 036 Mq = 243 Mc = 499
Условие не выполняется: 20082489 с разницей 193%. Толщину подушки принимаем 09м.
б) Найдем для столбчатого фундамента под колонны 458 и 67:
Условие не выполняется: 1926723131 с разницей 167%. Толщину подушки принимаем 09м.
Расчет свайного фундамента под колонны 123 4-х этажной поликлиники.
Район строительства г. Кострома. По обрезу фундамента действует расчетная вертикальная нагрузка полученная для расчета по I предельному состоянию NI = 73698 кНм. Планировочная отметка DL равна 1415.
Уровень грунтовых вод соответствует отметке WL = 13705 м т.е. находится на глубине 445 м. от планировочной отметки DL.
Инженерно-геологические условия.
Глубина заложения ростверка:
Принимаем железобетонную забивную сваю сечением стандартной длинны L = 50 м С-50-30 (ГОСТ 19804.1-79) длина острия 025м. Свая работает на центральное сжатие поэтому заделку сваи в ростверк принимаем 01 м. Нижний конец сваи (прямоугольного сечения) забивается в песок средней крупности средней плотности насыщенный водой на глубину 078 м а нижняя часть сваи (конусная) на глубину 103 м.
Под подошвой ростверка залегает супесь пластичная мощностью 1 м. Сопротивление на боковой поверхности сваи в супеси (IL=02):
на глубине z1 = 395м
Ниже залегает супесь текучая мощностью 151 м. Сопротивление на боковой поверхности сваи в супеси (IL=1):
на глубине z’2 = 5205м
на глубине z”2 = 6715м
Ниже залегает песок средней крупности средней плотности мощностью 078 м. Сопротивление на боковой поверхности сваи в песке (e=061):
на глубине z3 = 786м
Определяем несущую способность сваи:
Тогда расчетная нагрузка допускаемая на сваю по грунту составит:
где - коэффициент безопасности по грунту.
Определяем количество свай:
где - расчетная нагрузка на фундамент по 1 предельному состоянию.
- коэффициент зависящий от вида свайного фундамента; для отдельно стоящего фундамента под колонну
d = 03 м - сторона сваи.
dр =(05+06+225) м - высота ростверка и фундамента не вошедшая в расчет при определении NI.
При проектировании отдельностоящего свайного фундамента количество свай округляется до целого числа в большую сторону таким образом принимаем свайный фундамент из 3 свай.
Расстояние между сваями принимаем равным 3d чтобы получить минимальные размеры ростверка. Расстояние от края сваи до края ростверка – 005м. Тогда ширина b и длинна l монолитного ростверка будут равны:
Высота ростверка назначенная ориентировочно проверяется затем из условия прочности ростверка на продавливание и изгиб. В данном случае продавливание колонной невозможно так как площадь основания гипотетической пирамиды продавливания значительно больше межсвайного пространства. Также невозможно продавливание сваями в условиях когда площадью подколонника перекрывается весь свайный куст. При ширине ростверка 13м и общей высоте ростверка и подколонника 11м ростверк не работает на изгиб.
Принимаем высоту ростверка из конструктивных соображений hр=05м.
Проверка выполнения условия расчета основания по первому предельному состоянию.
Расчетную нагрузку на сваю во внецентренно нагруженном фундаменте находят по формуле:
где: Qp – нормативный вес ростверка и надростверковой конструкции (подколонника колонны ригеля подвальных панелей пола подвала)
G – нормативная нагрузка от веса грунта на поверхности ростверка
где Vгр – обьем грунта;
F=30146кНPсв=347кН. Условие первого предельного состояния выполняется.
Далее следует рассчитать основание фундамента по второму предельному состоянию и убедиться что полученная осадка и относительная разность осадок не превышают их предельных величин приведенных в приложении 4 СНиП [6].
Определение среднего вертикального давления р под подошвой условного фундамента и проверка выполнения условия .
Определяем давление на грунт под подошвой условного свайного фундамента т.е. в плоскости нижних концов свай и убедиться что оно не превышает расчетного сопротивления R этого грунта
где NII – нормативная вертикальная нагрузка на отметке низа пола первого этажа(-02);
Qф – собственный вес колонны подколонника ростверка свай;
Qгр – вес грунта в обьеме условного фундамента.
Для отдельно стоящего прямоугольного фундамента на: для квадратного фундамента:
Определение ширины условного фундамента bусл и площади его подошвы Аусл:
где Ср – расстояние между рядами свай
d – диаметр(сторона) квадратной сваи
lсв – рабочая длина сваи
- среднее значение угла внутреннего трения слоев грунта в пределах рабочей длины сваи
Определение среднего давления р под подошвой условного фундамента.
Для этого собираются нагрузки от собственного веса всех составных элементов входящих в объем условного фундамента: грунта Qгр свай – Qсв ростверка Qр подколонника с нижней частью колонны в нем – Qп. Кроме того учитываются нагрузки от конструктивных элементов свайного фундамента находящихся над поверхностью условного фундамента т.е. выше выше низа пола подвала: колонны – Qк ограждающих панелей подвала - Qп а так же пригрузки от пола подвала – Qпп и грунта с внешней стороны подвальных панелей – G. Пригрузки Qпп и G рассчитываются по их проекциям в пределах площади условного фундамента.
- объемы соответственно: грунта в условном фундаменте условного фундамента свай ростверка подколонника.
- средневзвешенное значение удельного веса грунта в объеме условного фундамента.
Нагрузки от составных элементов условного фундамента:
Вес грунта в условном фундаменте:
Вес подколонника с частью колонны в нем:
Нагрузки от конструктивных элементов свайного фундамента над поверхностью условного фундамента.
Вес ограждающих цокольных панелей:
Пригрузка от пола подвала:
Определение расчетного сопротивления грунта R под подошвой условного свайного фундамента.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента (при наличии подземных вод - определяется с учетом взвешивающего действия воды) кНм3.
- расчетное значение удельного веса грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
Условие кПа выполняется.
1. Расчет свайного фундамента под колонны 67 4-х этажной поликлиники.
При проектировании отдельностоящего свайного фундамента количество свай округляется до целого числа в большую сторону таким образом принимаем свайный фундамент из 5 свай.
Высота ростверка назначенная ориентировочно проверяется затем из условия прочности ростверка на продавливание и изгиб. В данном случае продавливание колонной невозможно так как площадь основания гипотетической пирамиды продавливания значительно больше межсвайного пространства. Также невозможно продавливание сваями в условиях когда площадью подколонника перекрывается весь свайный куст. При ширине ростверка 167м и общей высоте ростверка и подколонника 11м ростверк не работает на изгиб.
F=33615кНPсв=347кН. Условие первого предельного состояния выполняется.
Для отдельно стоящего прямоугольного фундамента:
для квадратного фундамента:

icon чертеж.dwg

чертеж.dwg
Супесь пластичная IL=0
Песок средней крупности средней плотности насыщенный водой
План фундаментов мелкого заложения М 1:200
План фундаментов глубокого заложения М 1:200
Развертка по цокольной стене М 1:50
Керамзито- бетонная панель
Давление от собственного веса грунта zg
Дополнительное (к природному) давление от сооружения zp
Кафедра механики грунтов
оснований и фундиментов
Проектирование фундамента 4х эт. поликилиники
Паркет на мастике 15
Минерально-ватные плиты 40
Растительный слой; насыпь
Песок средней крупности и средней плотности
Масштаб: горизонтальный - 1:500 вертикальный - 1:100
Планировочная отметка
Геологический разрез
План котлована М 1:400
Расчетная схема фундамента глубокого заложения
Расчетная схема фундамента мелкого заложения
up Наверх