Основания и фундаменты спортивно оздоровительного комплекса

Фундаменты.dwg

Монолитный бетон В-15
Специальность 270102
nПлан вытрамбованных фундаментов; Ф-1 Ф-3
Геологический разрез
Автосалон в микрорайоне "Театральный
ГЛИНА ТУГОПЛАСТИЧНАЯ
СУГЛИНОК МЯГКОПЛАСТИЧНЫЙ
ПЕСОК СРЕДНЕЙ КРУПНОСТИ
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ
СУГЛИНОК ТЕКУЧЕПЛАСТИЧНЫЙ
ПЕСОК НАСЫПНОЙ СРЕДНЕЙ
Вытрамбованный фундамент
из бетона класса В15
естественном основании
Выпускная квалификационная работаnСпециальность 270102.65
Основание и фундаменты
Спортивно-оздоровительный комплекс с.НовыеПараты
Схема расположения фундаментов;инженерно-геологический разрез 2-3-4;Ф-1;Ф-2;Ведомость стержней на один элемент;Ведомость жб элементов
Схема расположения фундаментов
Инженерно-геологический разрез 2-3-4
Супесь слабосжимаемый
Глина среднесжимаемый
Супесь со строительным мусором
Суглинок слабосжимаемый
Ведомость жб элементов
Проект разработан в соответствии
Основанием отдельностоящего фундамента служит
Отметке ±0.000 соответствует абсолютная
Все анкерные болты диаметром 27 мм
со СНиП 2.02.01-83*.
длина заделки -700 мм.
g=193кНм³; nс=14кПа; f=13°;nE=7МПа;
g=193кНм³; nс=12кПа; f=24°;nE=18МПа;
g=195кНм³; nс=31кПа; f=25°;nE=25МПа;

Расчет ОиФ.docx

Основание и фундаменты
12 Дипломный проект по специальности 270102.65
Спортивно оздоровительный комплекс
Пояснительная записка
1. Построение геологического разреза.
Перед построением геологического разреза решается вопрос о привязке проектируемого сооружения на плане. Необходимо построение геологического разреза с ориентировочного размещения на плане проектируемого объекта. Оценивают условия освещенности объекта направление господствующего ветра в районе строительства (в данном случае – это южный ветер) рельеф местности условия изученности района строительства.
Спорткомплекс диагональю размещают вдоль оси соединяющей скважины №1-№3-№5 и №2-№3-№4.
Первое направление для построения геологического разреза – вдоль оси соединяющей скважины №1-№3-№5. Второе направление – вдоль оси соединяющей скважины №2-№3-№4.
Рисунок 2.18 - Инженерно-геологический разрез 1-3-5
Рисунок 2.19 - Инженерно-геологический разрез 2-3-4
2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
11 Таблица расчётных характеристик и классификация грунтов
Насыпной слой супесь со строительным мусором
Глина тугопластичная среднесжимаемая
Суглинок тугопластичныйслабосжимаемый
Супесь пластичный слабосжимаемый
Ориентировочное значение расчётного давления на основание для условного фундамента шириной подошвы 1 м
Ориентировочное значение расчётного сопротивления основания для условного фундамента шириной подошвы 10 м. для каждого слоя грунта определяется по формуле:
3. Определение наименования грунтов.
I слой. Супесь со строительным мусором мощность слоя 06 м.
II слой. Глина среднесжимаемая мощность слоя 15 м по числу пластичности (IP=0.26 [1])-глина ; по показателю текучести (находиться в тугопластичном состояние (IL=05 [1]); модуль деформации E0=7 МПа; условное расчетное сопротивление R0=300 МПа ([2] приложение 3 табл.3).
III слой. Суглинок слабосжимаемый мощность слоя 38 м. грунт по числу пластичности (IP=012 [1]) - суглинок; по показателю текучести находиться в тугопластичном состояний (05IL=033075 [1]); модуль деформации E0=18 МПа; условное расчетное сопротивление R0=250 МПа ([2] приложение 3 табл.3).
IV слой. Супесь слабосжимаемый мощность слоя 3 м. грунт по числу пластичности (IP=006 [1]) - супесь; по показателю текучести находиться в пластичном состояний (0IL=0161 [1]); модуль деформации E0=25 МПа; условное расчетное сопротивление R0=250 МПа ([2] приложение 3 табл.3).
V слой. Песчаник. Rс=23 Мпа.
Заключение. Площадка в целом пригодна для возведения сооружения. Насыпной слой нельзя использовать в качестве естественного основания. Ниже этого слоя залегает глина с низкими прочностными характеристиками. В качестве несущего слоя грунта можно использовать суглинок обладающий значительной величиной расчетного сопротивления. Более высоким расчетным сопротивлением обладает супесь который находится на значительной глубине.
4. Сбор нагрузок для различных сечений фундамента.
Нагрузка на 1 м2 покрытия
Нормативная нагрузка кНм2
Расчетная нагрузка кНм2
Кровельный сэндвич-панель «Termalux»
Нагрузка на 1 м2 перекрытия.
Спортивные полиуретановые наливные полы 12 мм γ = 1259 кгм3
Цементное песчаная стяжка 30 мм γ = 1800 кгм3
Звукоизоляция – пористый полиэтилен «этафом» - 5 мм
Вес 1 м2 наружной стены
Металлическая колонна крайнего ряда 35К2; L=147 м; g=1938 кг
Металлическая колонна среднего ряда 40К4; L=15.5 м; g=3862 кг
Металлическая ферма; L=24 м; g=2103 кг
Ригель перекрытия (составной); L=24 м; g=8298 кг
Металлические прогоны(покрытие); L=6 м; g=624 кг
Рисунок 2.20 Грузовая площадь
Проектируемое здание находится в с.Новые Параты и относится к IV снеговому району – ; к I ветровому району – . Пониженные значения нагрузок взяты с коэффициентом 07.
I. Постоянные нагрузки
) Вес покрытия (по стропильным фермам):
) Вес колонны крайнего ряда:
) Вес стропильной фермы:
) Вес ригеля перекрытия:
) Вес наружной стены:
) Вес фундаментной балки:
) Вес стены подвала:
II. Временные нагрузки
Снеговая на покрытие:
Временная на перекрытие:
Итого полная нагрузка:
Горизонтальная ветровая нагрузка:
) Вес колонны среднего ряда:
Рисунок Грузовая площадь узла №3;№4
Нагрузка на 1 м2 дна ванны.
Выравнивающий штукатурный слой 15 мм γ = 1800 кгм3
Монолитная конструкция ванны 220 мм γ = 2400 кгм3
Защитный слой цементного р-ра 20 мм γ = 1800 кгм3
Стяжка из Ц.П.Р 20 мм γ = 1800 кгм3
Нагрузка на 1 м2 стены ванны.
Монолитная конструкция ванны 200 мм γ = 2400 кгм3
) Нагрузка от калонны:
) Нагрузка от ригеля:
5. Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании.
5.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента.
Глубина заложения подошвы фундамента определяется с учётом назначения конструктивных особенностей сооружения нагрузок и воздействий на основание а также геологических условий площадки строительства гидрогеологических условий глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов.
В соответствии со СНиП 2.02.01-83 нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn определяется по формуле:
где Mt – безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе Mt = 497;
d0 – величина (в м) зависящая от вида грунта d0 = 023 м (для суглинков и глин);
Расчётная глубина сезонного промерзания грунта df определяется по формуле:
kh – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения определяется по табл.1 СНиП kh = 068;
Окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента d = 508 м > 110м. Так как присуствует подвальное помещение.
5.2. Расчет столбчатого фундамента на естественном основании.
Расчетные нагрузки от колонны по верхнему обрезу фундамента приведены в таблице.
Расчетные нагрузки по верхнему обрезу фундамента №1.
Расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента:
Определяем ширину подошвы фундамента. Принимаем db=2 м так как глубина подвала 44м.>2м.
Для суглинка с φ=24 по таблице 4 [1] имеем: ; ;
По табл. 3 [1] принимаем – при .
– характеристики получены по данным испытания грунтов.
– ширина фундамента менее 10 метров.
– удельный вес грунта под подошвой фундамента.
– удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента.
- расчётное значение удельного сцепления.
Вычисляем требуемую площадь фундамента при γmt=16÷19- для зданий с подвалом.
Рисунок 2.21 Расчетная схема
Фундамент нагружен внецентренно следовательно
Уточняем нагрузки на основание:
Вес грунта на уступах фундамента:
Определяем нагрузки от горизонтального давления грунта на стену подвала. Грунт обратной засыпки – песок с φ=30º;γ’’=190 кНм3. По поверхности земли приложена нагрузка q= 12 кПа. Расчетная схема показана на рис. 2.21
Приведенная высота грунта :
Из теории давления грунтов на подпорные стенки:
Нагрузка на стену раскладываем на равномерную и треугольную. При шаге колонн 6 м.
Фундаменты считаем защемленным в грунте на уровне подошвы. Определяем момент и горизонтальное усилие в заделке как для статических неопределимой балки по табл.8.1.3.[11] при
Усилия на уровне подошвы фундамента
Горизонт.давл. грунта
Суммарная нагрузка на основание
Выполняем проверки давлений на грунт:
Среднее давление на грунт:
Краевые давления: комбинация 1
Вывод : Условия соблюдаются. Значит прочность обеспечена.
Определение размеров подошвы фундамента №2
Давление передаваемое на основание под фундаментом:
Воспользуемся методом подбора:
при -. - условие выполняется
b = 18 м; a = 12*18=22 м; A = 396 м2.
Принимаем фундамент с размерами подошвы: b = 18 м; a =22 м.
Подбор ширины ступеней:
Подбираем 1 ступень высотой h12 = 03 м.
В качестве рабочей арматуры принимаем ø 12 А-II.
Определение размеров подошвы фундамента под узел №4
Фундамент центрально нагружен следовательно
b = 14 м; a = 14=14 м; A = 196 м2.
Принимаем фундамент с размерами подошвы: b = 14 м; a =14 м.
5.2.1. Расчет конечной осадки фундамента на естественном основании.
Осадку фундамента определяем методом послойного суммирования.
Среднее давление под подошвой фундамента pII=412 кПа
Природное давление в грунте на глубине заложения фундамента(в точке 1)
Дополнительное давление под подошвой фундамента
Разбиваем толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои высотой
Для вертикали проходящей через середину подошвы фундамента находим напряжения от собственного веса грунта zg и дополнительные давления zp по формулам
Для точки 2: z=064м.
Для точки 3: z=112м.
Для точки 4: z=176м.
Для точки 6: z=304м.
Для точки 7: z=368м.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине. Где соблюдается следующее условие:
Осадка основания s с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства (п.2.40) определяется методом послойного суммирования по формуле
безразмерный коэффициент равный 08;
среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в
соответственно толщина и модуль деформации
число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
коэффициент принимаемый по табл.1 приложения 2 в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины равной: = 2
вертикально напряжение в грунте на уровне подошвы фундамента
глубина заложения фундамента;
объёмный вес грунта находящегося выше подошвы фундамента;
суммарное давление от веса фундамента грунта на его уступах и вертикальной нагрузки со стороны колонны.
По табл.1прил.4 СниП2.02.01-83 «Основания здания и сооружения»
Рисунок 2.22 Расчетная схема
Среднее давление под подошвой фундамента pII=5214 кПа
Рисунок 2.23 Расчетная схема
5.3. Проектирование свайных фундаментов.
Проектирование свайных фундаментов ведется по осью Б.
Несущая способность квадратной свай.
Свай с поперечным сечением 30*30 см. длиной 5 м. забитый в грунт дизель молотом ниже дна котлована глубиной lк=508 м. и на глубину lс=49 м.
Напластование грунтов:
-й слой: Суглинок тугопластичный (Jl=033) мощность слоя 1.12 м.
-й слой: Супесь пластичный (Jl=016) мощность слоя 3 м.
-й слой: Песчаник Rc=23Мпа
Рисунок 2.24 Расчетная схема
Решение: Площадь поперечного сечения сваи F=03*03=009 м2; периметр поперечного сечения u= 4*03=12 м.; Расчетная глубина погружения нижнего конца сваи от поверхности грунта lo=lk+lc=5.08+49=998 м. По табл.7.1 находим R в плоскости нижнего конца сваи. Интерполируя по глубине погружения нижнего конца сваи между 7и 10 м и консистенцией Jl=016 определяем R=2300 тсм2.
Далее определяем среднюю глубину расположения слоев грунта и соответствующие значения расчетных сопротивлений по боковой поверхности fi по табл.7.2. Разбивка грунтовой толщи производится на слои толщиной не более 2 м при этом в пределах одного слоя грунт должен быть однородным.
Разобъем на 4 слоев.
Находим несущую способность свай:
Расчетная нагрузка на сваю равна:
Расчет свайного фундамента под колонну.
Нагрузки на уровне обреза фундамента.
Таблица 2.26 Ось (Б)
Принимаем глубину заложения ростверка h=508 м.(имеется подвал).Заделку сваи в ростверк принимаем 01 м. Длина свай должна быть не менее lc=5м.
Выбираем по табл.82 сваи сплошные квадратного сечения( серия I.011-8 вып.I) марки С 50-30-6. Бетон марки 300.Vсв=046 м3 вес=115 тс арматура 4 ф 12 А-I.
Таблица 2.27 Определяем несущую способность по боковой поверхности сваи в табличной форме.
Определяем количество свай:
По обрезу фундамента действует значительный момент поэтому увеличиваем количество свай на 20 % и принимаем n=12*0.9=1.07 принимаем конструктивно n=1
Nгр.=п*γ’’*Vгр.=11*1886*(28*08*04)=186тс
Nр=11*24*(14*14*045+12*12*075)=51 тс
Поэтому значения нагрузок принимаем по табл. С умножением на коэффициент перегрузки п =11.
Составляем таблицу 2.28 усилий на уровне подошвы ростверка.
Горизонт.давл.грунта
Проверяем нагрузку на сваю в крайнем ряду:
Pmax=NIn+M*yy2=14961+103*0551*0552=166.3 тс1675 тс
Pmax=104.71+407*0551*0552=1274 тс167.5 тс
Недогрузка 167.5-16631675*100%=072%
Рассчитываем основание по деформациям:
φII.ср.=24*112+25*3112+30=24.7º
bу=3d+d+2ltgα=3*03+03+2*4.9*tg62º=226 м.
lу=6d+d+2ltgα=6*03+03+2*4.9*tg62º=316 м.
Определяем γ’II грунтов выше острия свай с учетом взвешеного действия воды:
γ’II=25*06+075*193+075*0988+38*088+3*0965+115*1.04206+075+075+38+3+115=11 тсм3
Определяем вес условного массива грунта. Общий объем свай Vсв=1*046=046 м3; объем ростверка Vр=1.9 м3; объем занимающии техподполье Vп=308 м3;
Общий объем массива: V=Fy*H=714*998=713 м3
Объем грунта в условном массиве:Vгр=V-Vc-Vp-Vп=713-0.46-19-308=65.8 м3
Вес грунта: Nгр= γ’II* Vгр=11*658=724 тс
Давление под подошвой условного фундамента: P=NII+Nгр+NcFy=1141+72.4+1*115714=263 тсм2
Сопоставим Р с расчетным давлением на уровне нижнего конца свай.
R=2300 тсм2>263 тсм2
Определяем осадку методом эквивалентного слоя:
Lyby=316226=139; о=025; Ao=145;hэ=145*26=377м=377 см.;
Рб=15*06+1.5*193+3.8*088+3*0965=10 тсм2
Po==263-10=16.3 тсм2=163 кгсм2; m=00028 см2кгс;
S=00028*1.63*377=172смSn=8 cм.
6. Технико-экономическое сравнение вариантов
Экономическая оценка рассмотренных в проекте решений дается на основании укрупненных расценок на производство работ и стоимости видов фундаментов и искусственных оснований представленных в приложении 2[5]. Подсчитываются необходимые объемы работ для всех рассчитанных в каждом варианте фундаментов и оснований. По приложению 2[5] устанавливается цена для каждого вида работ и затем определяется стоимость каждого из рассмотренных вариантов.
Таблица 2.29 Технико-экономическое обоснование выбора основного варианта.
Фундамент на естественном основании
Крепление стен котлованов
Бетонирование фундаментов
Итого по фундаменту на естественном основании
Устройство фундамента из монолитного бетона
Итого по фундаменту в вытрамбованном котловане
Таким образом видно что наиболее экономичным является фундамент на естественном оснований.