Проектирование фундаментов производственного здания и АБК

4 курс фундаменты.dwg

занятия с персоналом
Материальнаяnбухгалтерия
Расчетнаяnбухгалтерия
Начальникnотделаnзакупок
Комнатаnхранения nтрудовых книжек
Военно-nучетныйnстол
Заместительnглав.врачаnпо кадрам
Помещениеnконкурсных закупок
Зам. глав.nврача поnэкономич.nвопросам
Главнаяnмед.сестраnбольницы
Зам. глав.nврача nпо ЧС
Зам. глав.nврача nпо ГО
Инженер поnмед.nоборудованию
Начальникnремонтнойnслужбы
Начальник хозяйственногоnотдела
Кабинетnначальникаnсантехническойnслужбы
Начальник отделаnохраны труда
Комнатаnпсихологической разгрузки
Дежурный nперсоналnАТС
Начальникnлифтовойnслужбы
Начальникnслужбыnкондициони-nрования
Комнатаnдля nводителей
Кабинетnзаведующегоnпарикмахерской
Учебнаяnкомнатаnохраны труда
Конференцзал на 250 человек
Раздевалкаnдля сотрудниковnпарикм
по уборке территории
гардероб Ремонтной службы
службы по уборке территории
Помещения хозяйственной
Противопожарные стеклоблоки
Помещение для обслуживания
инженерных коммуникаций
Разработка оснований
и фундаментов промышленного
жения свайный фундамент специфи-
Схема расположения элементов фунда-
ментов монтажная схема фундамент мелкого зало-
кации развертка стены.
Спецификация сетки С1
План расположения элеменов фундамента
свайный фундамент 67м ростверк ?м
В настоящем курсовом проекте разработаны 3 типа фундаментов :ленточный
мелкого заложения и на забивных сваях.
За относительную отметку 0000 принят уровень планировки что соответ-
ствует абсолютной 407м
В качестве опорного слоя для фундаментов мелкого заложения принят
По результатам инженерно-геологических изысканий непросадочные грунты
строительной площадки представлены:
Расчетное сопротивление под подошвой фундамента
стаканного типа R=3054 КПа; фактическое давление Р=3558 КПа;
Нагрузка допускаемая на сваю по несущей способности
грунта составляет Р=6328 кН
Максимальная фактическая нагрузка на сваю N=7564 кН
Во избежания опрокидывания стены подвала в период строительства
засыпку пазух необходимо производить после устройства пола в подвале.
Расход бетона: фундамент мелкого заложения 69м
Оптимальным является фундамент мелкого заложения
ИГЭ-1-суглинок светло-коричневый ИГЭ-2- суглинок красновато-бурый
ленточного в подвальной части R=3155 КПа; фактическое давление Р=365КПа;
Спецификация к схеме расположения
Спецификация фундамента ФМ1
Плиты ж.-б. ленточных
Арматура ростверка условно не показана
Фундаментные балки условно не показаны
Бетонная подготовка класса В75 толщиной 100мм под фундаментом
мелкого заложения условно не показана.
Свайный фундамент ФС-1
фундаментныйnстолбик
Фундамент мелкого заложения ФМ-1
свайный фундамент 67м
За относительную отметку 0000 принят уровень чистого пола промышлен-
ного здания что соответствует абсолютной
стаканного типа R=260 КПа; фактическое давление Р=20657 КПа;
грунта составляет Р=6567 кН
Максимальная фактическая нагрузка на сваю N=481 кН
ИГЭ-1-суглинок ИГЭ-2- песок
ленточного в подвальной части R=260 КПа; фактическое давление Р=277КПа;
Бетонная подготовка класса В125 толщиной 100мм под фундаментом
стаканного типа R=2616 КПа; фактическое давление Р=4563 КПа;
грунта составляет Р=3818 кН
Максимальная фактическая нагрузка на сваю N=12868 кН
ИГЭ-1-песок желтый пылеватый ИГЭ-2- супесь серая
ленточного в подвальной части R=3533 КПа; фактическое давление Р=3093КПа;
фундаментов ФЛ 12.24
свайный фундамент 6м ростверк 5.м
ствует абсолютной 63м
стаканного типа R=241.3 КПа; фактическое давление Р=189.8 КПа;
грунта составляет Р=421 кН
Максимальная фактическая нагрузка на сваю N=1339 кН
Расход бетона: фундамент мелкого заложения 5.55м
ИГЭ-1-песок серый мелкий ИГЭ-2- суглинок бурый
ленточного в подвальной части R=250 КПа; фактическое давление Р=14826 КПа;
Для монолитных участков примем бетонн класса В75 необходимый объем 14м
Стыкование стеновых блоков фундаментных лент с помощью цементнопесчанного
Схема расположения сетки С1
фундаментов ФЛ 12.32
бетонированием фундаментов.
Фундаментные столбики (набетонки) выполняются одновременно с
фундаментов ФЛ 12.20

П.З. фундаменты.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра инженерной геологии оснований и фундаментов
Пояснительная записка к курсовому проекту:
«Проектирование фундаментов производственного здания и АБК»
Принял: преподаватель
Семененко Александр Иванович
TOC o "1-3" h z u 1. Задание и исходные данные на выполнение проекта. PAGEREF _Toc326909045 h 4
Проектирование фундаментов стаканного типа под сборную колонну. PAGEREF _Toc326909046 h 8
1 Выбор глубины заложения PAGEREF _Toc326909047 h 8
2 Сбор нагрузок PAGEREF _Toc326909048 h 10
3 Определение размеров подошвы фундамента PAGEREF _Toc326909049 h 11
4 Расчет осадки фундамента PAGEREF _Toc326909050 h 14
5 Расчет элементов фундамента по прочности PAGEREF _Toc326909051 h 16
5.1 Конструирование фундамента PAGEREF _Toc326909052 h 16
5.2 Расчет на продавливание колонной дна стакана фундамента PAGEREF _Toc326909053 h 18
5.3 Определение сечения арматуры плитной части фундамента PAGEREF _Toc326909054 h 19
6 ТЭП PAGEREF _Toc326909055 h 22
Проектирование ленточных фундаментов. PAGEREF _Toc326909056 h 23
1 Выбор глубины заложения PAGEREF _Toc326909057 h 23
2 Сбор нагрузок PAGEREF _Toc326909058 h 25
3 Проектирование ленточного фундамента в стадии завершенного строительства PAGEREF _Toc326909059 h 27
3.1 Определение ширины фундамента PAGEREF _Toc326909060 h 27
3.2 Расчет осадки фундамента PAGEREF _Toc326909061 h 29
3.3 Конструирование фундамента PAGEREF _Toc326909062 h 35
4 Проектирование в стадии незавершенного строительства PAGEREF _Toc326909063 h 35
4.1 Сбор нагрузок PAGEREF _Toc326909064 h 36
4.2 Проверка устойчивости фундамента на сдвиг PAGEREF _Toc326909065 h 36
4.3 Проверка устойчивости на опрокидывание PAGEREF _Toc326909066 h 36
4.4 Мероприятия по обеспечению устойчивости на сдвиг и опрокидывание PAGEREF _Toc326909067 h 38
5 ТЭП PAGEREF _Toc326909068 h 38
Пректирование свайных фундаментов PAGEREF _Toc326909069 h 38
1 Сбор нагрузок PAGEREF _Toc326909070 h 38
2 Выбор вида свай и определение её размеров PAGEREF _Toc326909071 h 39
3 Определение несущей способности сваи PAGEREF _Toc326909072 h 40
4 Размещение сваи под ростверком и проверка нагрузок PAGEREF _Toc326909073 h 41
5 Расчет осадки основания свайного фундамента PAGEREF _Toc326909074 h 44
6 Конструирование ростверка PAGEREF _Toc326909075 h 49
7 ТЭП PAGEREF _Toc326909076 h 49
Сравнение вариантов фундаментов. PAGEREF _Toc326909077 h 49
Графическая часть. PAGEREF _Toc326909078 h 50
Задание и исходные данные на выполнение проекта.
Место строительства – г.Белгород относится к I снеговому району по снеговой нагрузке к району по давлению ветра со средней скоростью 5 . В соответствии с нормами сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму для Белгорода Мt =226.
В результате проведенных инженерно-геологических изысканий установлен геолого-литологический разрез грунтовой толщи:
слой №1 (от 0 до 015 м) – почвенно-растительный;
слой №2 (от 015 до 10 м) – песок мелкий;
слой №3 (от 10 м до разведанной глубины 19 м)суглинок бурый;
Подземные воды до разведанной глубины 19 м не встречены. Их подъем не прогнозируется.
Статистический анализ физических показателей грунтов позволил выделить в толще инженерно-геологические элементы (ИГЭ). Поскольку слой №1 который заведомо должен быть прорезан фундаментами находится выше глубины промерзания и не оказывает существенного влияния на результаты расчетов то его объединяют со слоем №2 в один инженерно-геологический элемент ИГЭ-1 распространяющийся от поверхности до глубины 95м. Ниже находится глина темно-серая ИГЭ-2 глубину распространения которой принимаем от 95 м до разведанной глубины. Обобщенные физико-механические характеристики грунтов представлены в табл. 1.
Производим классификацию грунтов по ГОСТ 25100-82*.
Физико-механические характеристики грунтов.
Степень влажности sr= wpe ; sr=013; т.к. 0sr=01305 ЗНАЧИТ ПЕСОК маловлажный Расчетное сопротивление R0 = 250кПа.
Число пластичности IP = (WL - WP)*100% =(038-023)*100%=15%.
Можно сделать вывод что суглинок– является полутвердым.
Поскольку грунты не обладают специфическими свойствами в районе строительства не ожидается проявления опасных инженерно-геологических процессов грунты обоих ИГЭ имеют значение R0 > 150 кПа и Е > 5000 кПа то на данном этапе проектирования можно сделать вывод о том что оба слоя могут служить в качестве естественного основания.
Верхний почвенно-растительный слой в пределах застройки срезается на глубину 09 м и используется в дальнейшем для озеленения территории проектируемого промышленного предприятия.
Проектирование фундаментов стаканного типа под сборную колонну.
1 Выбор глубины заложения
Глубина заложения фундамента d из условия прорезки почвенно-растительного слоя должна быть больше 02 м (d > 02 м).
Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов:
- безразмерный коэффицент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму по СНИП 2.02.01-82*
- величина принимаемая для песков=028
Расчетная глубина сезонного промерзания при температуре в помещении 100С с полами по грунту:
где Kh – коэффициент учитывающий температуру воздуха в помещении примыкающем к наружным фундаментам наличие подвала или техподполья а также состав полов по по СНИП 2.02.01-82*
Определение глубины заложения фундамента исходя из конструктивных
Глубина заделки двухветвевой колонны в фундамент:
кратно 300мм значит dc=12
Высота фундамента hf из условия заделки колонны в фундамент:
hg – расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принимаемое не менее 02м;
5 – расстояние между торцом колонны и дном стакана назначаемое для возможности рихтовки колонны при монтаже м.
Минимальная высота фундамента 15м. Значение высоты фундамента округляется до ближайшего большего размера кратного 300 мм. Для промышленных зданий наименьшая высота фундамента стаканного типа составляет 15 м. Принимаем .
При совпадающих отметках планировки обреза фундамента имеем d = hf.
Из всех условий выбираем наибольший размер глубины заложения: d = hf = 15м.
Рис. 1. Схема проектируемого фундамента под крайнюю колонну цеха.
Нагрузки на фундамент определяем в уровне его обреза в невыгодных сочетаниях для расчетов по первой и второй группам предельных состояний.
Нагрузки в обрезе фундамента.
Группа предельного состояния в которой используются нагрузки
На фундамент передается нагрузка и от кирпичной стены толщиной bo=064 м и высотой Н1=1415 м. Значение нагрузки от веса стены:
GI = H1*b0*l*γf*kП*γn *γ =12 5*038*6*11*085*095*18 = 51424 кН
γ = 18 кНм3 – удельный вес кирпичной кладки;
КП = 0.85 – коэффициент проёмности;
γ n = 095 – коэффициент надежности по назначению.
3 Определение размеров подошвы фундамента
Рис. 2. Схемы к формированию габаритов фундаментов.
В первом приближении площадь подошвы фундамента:
Ro – табличное значение расчетного сопротивления грунта кПа;
- среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах; принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кНм3;
d - принятая глубина заложения фундамента.
В соответствии с модулем 300мм полагаем ;
Находим нагрузки в подошве фундамента и эксцентриситеты относительно точки
О1 (см. рис.1) с учетом веса фундамента:
Для первого сочетания нагрузок:
Эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки в подошве фундамента в первом сочетании:
Для второго сочетания нагрузок:
Эксцентриситет приложения равнодействующей вертикальной нагрузки в подошве фундамента во втором сочетании:
В обоих сочетаниях поэтому размеры подошвы фундамента не изменяем и смещение центра тяжести подошвы фундамента относительно оси колонны О1 не производим. Расчетное сопротивление грунта основания:
где - коэффициенты условий работы по СНиП 2.02.01-83*;
К =1- коэффициент если прочностные характеристики грунта (C и f) приняты по таблицам СНиП или региональных нормативов;
Mу=098 Mg=493 Mc=74- коэффициенты принимаемые по СНиП 2.02.01-83' в зависимости от угла внутреннего трения φ
Кz - коэффициент; при b 10 м Кz=1;
b - ширина подошвы фундамента м;
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента кНм3;
- то же залегающих выше подошвы;
Сll- расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа.
d1- глубина заложения фундаментов d1=d=15м;
Давление в подошве фундамента определяем по формулам:
максимальное краевое давление:
Для первого сочетания
Для второго сочетания:
Окончательно принимаем размеры фундамента l x b = 3.3 x 2.7 м. Для расчета осадки принимаем: Pmax=14826кПа.
4 Расчет осадки фундамента
Подобранные ранее размеры подошвы фундамента должны быть достаточными чтобы удовлетворялось условие расчета основания по деформациям:
предельное значение совместной деформации основания и сооружения которое принимается согласно СНиП 2.02.01-83*
совместная деформация основания и сооружения.
Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементарные слои . Находим вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:
осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента кНм3
глубина заложения фундамента.
Находим значение на различных глубинах.
соответственно удельный вес кН и толщина слоя грунта м
Дополнительные напряжения в грунте на уровне подошвы фундамента определяются по формуле : в которой коэффициент при z=0
коэффициент принимаемый по СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента соотношение сторон и относительной глубины расположения слоя
среднее давление под подошвой фундамента кПа
дополнительное вертикальное давление на грунт основания под подошвой фундамента.
Аналогичным образом вычисляем значения для других глубин что представлено в табл.3
К расчету осадки основания фундамента
Используя данные табл.3 вычисляем осадку основания фундамента:
S=08*100*(((1122+8115+4846+296+194)*108)18000)=19 см.
Согласно приложению 8 для производственных одноэтажных зданий с полным железобетонным каркасом максимальная предельная осадка Su=8см.
Условие расчёта фундамента по второй группе предельных состояний выполняется.
5 Расчет элементов фундамента по прочности
5.1 Конструирование фундамента
Толщина стенки стакана в плоскости действия момента (вдоль оси ОХ)
dg ≥ 02* из плоскости момента не менее 150 мм. Тогда размеры подколонника с учетом размеров колонны толщины стенок стакана и принятых зазоров в плане и buc должны составлять (рис. 2):
≥ + 2 dg + 015 = 10 + 2*02 + 015 = 155 м;
buc ≥ bс + 2 dg + 015 = 05 + 2*015 + 015 = 095 м.
С учетом модуля 300 мм = 18 м buc = 12 м.
Предположим что плитная часть фундамента состоит из одной ступени высотой h1= 03 м. Рабочая высота нижней ступени при защитном слое 50 мм и диаметре арматуры 20 мм:
h0l = hl – = 03 - (0035 + 001) = 0255 м.
где - расстояние от равнодействующей усилий в арматуре до подошвы фундамента т.е. сумма толщины защитного слоя бетона и половины диаметра рабочей арматуры. При наличии бетонной подготовки под подошвой фундамента толщина защитного слоя принимается равной 35 мм.
Определяем допускаемый вынос нижней ступени С1:
Принимаем класс бетона В 20.
Находим максимальное давление в плоскости действия момента (вдоль стороны ).
Для третьего сочетания:
Для четвертого сочетания
При рl max =2526 кПа и В20 значение Кl = 30. Тогда
Фактический вынос нижней ступени вдоль стороны составляет 075м.
При таком выносе нижней ступени достаточно одной ступени по стороне L.
Следовательно вдоль стороны достаточно одной ступени высотой
Находим максимальное давление из плоскости действия момента:
По таблице для четвертого случая и В20 значение . Тогда
Фактический вынос нижней ступени вдоль стороны составляет
При таком выносе нижней ступени достаточно одной ступени по стороне B.
Следовательно вдоль стороны достаточно двух ступеней высотой .
5.2 Расчет на продавливание колонной дна стакана фундамента
Так как условие (buc – dg)=1.2-0.95=0.25 0.5(luc - lc)=0.5(18-1.0)=0.4 то производим расчет на продавливание фундамента колонной от дна стакана.
Рис.3. Схема к расчету фундамента на продавливание дна стакана колонной.
А0=05·27·(3.3 -11-2·0505)-025(27-06-2·0505)2=13м2
4227·33 ·750·1105·050513=3442 кН
Условие NIc соблюдается следовательно прочность дна стакана на продавливание обеспечена.
5.3 Определение сечения арматуры плитной части фундамента
Определяем количество рабочей арматуры вдоль длины подошвы в плоскости действия момента сразу на всю ширину подошвы. Вычисляем эксцентриситет:
Рис 4.Определение Расчётных сечений по граням подколонника и колонны.
При вычислении эксцентриситета применено более невыгодное в данном случае четвертое сочетание нагрузок так как рl max3 = 2526 кПа > pl max4 = 1692кПа
вылет консоли С1 = 075м рабочая высота h01= 0255 м
Площадь арматуры А400 при Rs=365000 кПа:
вылет консоли С2 = 115м рабочая высота h02= 1455 м
Из двух значений Аslj выбираем наибольшее Аsl = 191 см2. .
назначаем шаг рабочих стержней 200 мм. На ширину подошвы b = 27 м укладывается 2702 = 135 стержней.Назначаем выпуск арматурных стержней = 100мм. Значит стержней получается 12 Расчетный диаметр одного стержня Принимаем диаметр dl = 22мм.1 погонного метра =2466 кг S1стержня=31см2
Определяем количество рабочей арматуры вдоль ширины подошвы из плоскости действия момента; сразу на всю длину подошвы. При вычислениях используем четвертое сочетание нагрузок поскольку в данных расчетах это сочетание более невыгодно pl3 pl4
Площадь арматуры класса A 400 при Rs = 365000 кПа
вылет консоли С2 = 11 м рабочая высота = 1455 м;
Из двух значений Asl выбираем наибольшее Asl=16 см2. При шаге 200мм на всю длину подошвы = 33 м укладывается 3302 = 165 стержней. Назначаем выпуск арматурных стержней = 100мм. Значит стержней получается 15 Расчетный диаметр одного стержня
Принимаем диаметр db = 14мм.
Марку сетки подошвы фундамента записываем следующим образом:
где 1С - обозначение сетки с рабочей арматурой в двух направлениях:
- диаметр продольных и поперечных стержней с указанием класса арматурной стали;
х - ширина и длина сетки см;
Удельная несущая способность ;
Где S1 и S2-площади оснований
Проектирование ленточных фундаментов.
Из конструктивных соображений отметку подошвы фундамента назначаем
– 3300м от уровня низа перекрытия.
-при высоте фундаментной плиты 03м и высоте каждого из пяти рядов фундаментных блоков по 06м перекрытие над подвалом укладывается на верхний блок;
-условие недопущения выбора грунта из-под подошвы фундамента соблюдается:
-глубина заложения фундамента d=3300 м значительно превышает расчётную глубину сезонного промерзания грунта;
-основанием фундамента будет служить песок(ИГЭ-1) с расчётным сопротивлением R0 =250 кПа.
Рис.5.Расчетная схема к определению размеров ленточного фундамента
Требуется сборный сплошной ленточный фундамент под наружную продольную стену административно-бытового корпуса. Здание трехэтажное стены кирпичные толщиной b1=038м удельный вес кладки γ=18кНм3. Расстояние между продольными стенами в осях L=6м в свету L0=56м. Междуэтажные перекрытия выполнены из сборных железобетонных плит с полами из линолеума удельный вес перекрытия 28 кНм2.
Покрытие – сборные ребристые железобетонные плиты пароизоляция утеплитель трёхслойный гидроизоляционный ковёр гравий втопленный в битумную мостику удельный вес покрытия 35кНм2. Кровля малоуклонная. Высота стены Н=96м коэффициент проёмности m=085. Длина заделки плиты перекрытия над подвалом с=012м. Относительная отметка поверхности земли в рассчитываемом сечении –0450 отметка низа перекрытия над подвалом –0300 отметка пола подвала –2700. Пол в подвале бетонный толщиной hпод=02м его удельный вес γпод=24 кНм3. В здании не предусмотрены конструктивные мероприятия по восприятию неравномерных деформаций основания поэтому конструктивная схема здания гибкая. Грунтовые условия строительной площадки определённые инженерно-геологическими изысканиями представлены в разделе 1.
Определяем нагрузки для расчёта по деформациям (γf=1) в уровне планировки.
l0 - расстояние в свету между стенами.
H - высота стены от верха стены подвала до верха карниза;
m - коэффициент проемности;
- удельный вес материала кладки;
f - коэффициент надежности по нагрузки.
Вес междуэтажных перекрытий:
Временная длительная нагрузка от перегородок на перекрытия:
Нормативная нагрузка от снегового покрова принимается для Белгорода
S0=18 кПа. При уклоне кровли α=00 находим =1. Скорость ветра за три наиболее холодных месяца V=5 мс.
S0 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли.
Расчетная нагрузка от веса
Умножая временные нагрузки принимаемые как длительные на коэффициент 1=095 получим суммарную вертикальную нагрузку на один погонный метр в уровне планировки:
Определяем вертикальную нагрузку от перекрытия над подвалом:
Эксцентриситет приложения этой нагрузки:
Момент в уровне планировки: .
вертикальная нагрузка от перекрытия над подвалом включая собственный вес перекрытия нагрузку от перегородок и нагрузку на перекрытие кн
эксцентриситет приложения нагрузки м
Учитывая что рассматриваемое здание относится ко II классу ответственности полученные значения умножаем на коэффициент надежности по назначению . Тогда значения нагрузок для расчетов по деформациям:
3 Проектирование ленточного фундамента в стадии завершенного строительства
3.1 Определение ширины фундамента
Определяем предварительное значение ширины подошвы фундамента:
погонная суммарная вертикальная нагрузка в уровне поверхности планировки кнм
d – глубина заложения фундамента м
расчетное сопротивление грунта кПа
среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кнм3
Подбираем марку железобетонной фундаментной плиты ФЛ 10.24 шириной b=1 м. Расстояние от уровня планировки до пола подвала оно должно приниматься не более 2 м. Принимаем . Остальные значения аналогичны принятым при проектировании столбчатых фундаментов.
Уточняем ширину подошвы фундамента с учетом вычисленного значения R.
Принимаем с некоторым запасом учитывая боковое давление грунта фундаментную плиту ФЛ 12.24 (ГОСТ 13580-85) шириной b=12 м.плиты =163 т. Расход бетона-066 м3 арматуры 63 кг. Цена с НДС=2200 руб.
рис.6 схема к определению размеров ФЛ 12.24
Стену подвала назначаем из фундаментных стеновых блоков сплошных марки ФБС 24.4.6 (ГОСТ 13579-78)
рис.7 схема к определению размеров ФБС 24.4.6
3.2 Расчет осадки фундамента
Вес стены подвала: .
Вес фундаментной плиты: .
соответственно вес и длина фундаментной плиты
Вес грунта на левом уступе фундаментной плиты:
удельный вес грунтов засыпки уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения К не менее 095 их плотности в природном сложении допускается устанавливать по удельному весу в природном состоянии
Усилия от временной нагрузки на внешней стороне фундамента:
q – интенсивность односторонней временной пригрузки (при отсутствии данных о ее величине может быть принята 10 кПа).
Определяем сумму вертикальных нагрузок в уровне подошвы фундамента:
Определим опорные моменты
Выбираем расчетную схему. Для этого проверяем соотношение:
Следовательно расчетная схема подвала может приниматься в виде вертикальной балки верхний конец которой в уровне низа перекрытия над подвалом шарнирно оперт а нижний конец в уровне подошвы фундамента защемлен.
Рис.8. Расчетные схемы:
а - для определения момента в уровне подошвы фундамента а стадии завершенного строительства при 07;
б - для проверки устойчивости положения конструкции фундамента в стадии незавершен ного строительства
Интенсивность активного бокового давления грунта в уровне подошвы фундамента:
Разобьем площадь эпюры боковых давлений на прямоугольный и треугольный участки. Момент в заделки от действия равномерно распределенной нагрузки на участке 1 при :
Момент в заделки от действия треугольной нагрузки на участке 2:
Момент в заделке от веса грунта на уступе фундаментной плиты:
Момент в заделке от вертикальной нагрузки на внешней стороне фундамента:
Момент в заделке от действия момента приложенного в уровне перекрытия над подвалом
Суммарный момент в подошве фундамента:
Определяем эксцентриситет и его относительное значение:
При 130 . 025 фундамент рассматривается как внецентренно нагруженный при этом должно выполняться условие
Здесь максимальное давление в подошве фундамента определяется по формуле
Величина фактических отклонений давления от расчетного сопротивления грунта:
36-23652436*100%=-3%
Недогружение основания составляет 3% что меньше допустимых 10%
Требования соблюдаются значит ширину подошвы фундамента оставляем прежней следовательно перерасчет не требуется.
Осадка ленточного фундамента:
Осадка ленточного фундамента составляет S=15см≤Su=8см
3.3 Конструирование фундамента
Итак фундамент представляет собой фундаментные плиты ФЛ 12. 32 ФЛ 12. 24 ФЛ 12.20 ФЛ 12. 12 ФЛ 10. 8 по которым уложены фундаментные блоки ФСБ 24.4.6 т ФСБ 12.4.6 т ФСБ 9.4.6ФСБ 6.4.6 т и небольшие монолитные участки из бетона класса В 7.5
4 Проектирование в стадии незавершенного строительства
Если засыпка пазух между стенками котлована и стеной подвала осуществляется до устройства над подвального перекрытия производятся проверки фундамента на устойчивость положения конструкции на сдвиг и опрокидывание. Эти проверки относятся к расчетам по первой группе предельных состояний и нагрузки используются с коэффициентом надежности по нагрузке большими единицами стремящихся сдвинуть (опрокинуть) фундамент и меньшими стремящимися удержать фундамент.
Фундамент рассматривается как подпорная стенка на которую действуют расчетные нагрузки: вертикальные –вес стены подвала фундаментной плиты грунта и временной нагрузки над левой частью фундамента; горизонтальные- боковое давление от грунта обратной засыпки и временной нагрузки.
Вертикальная нагрузка действующая в подошве:
Равнодействующая активного бокового давления на стену подвала:
Удерживающая сила без учета пассивного давления грунта:
Сумма удерживающих моментов:
4.2 Проверка устойчивости фундамента на сдвиг
Сдвиг фундамента и стены подвала по подошве не произойдет если выполняется условие
Как видно условие не выполнено.
4.3 Проверка устойчивости на опрокидывание
Проверка на опрокидывание выполняется если выполняется следующее условие:
Условие не выполнено
Выполняем засыпку грунта:
a1=576; a2=76; =30 G*tgφ+=904
Проверка устойчивости фундамента на сдвиг:
761*1110612 Условие не выполняется.
Проверка устойчивости фундаментов на опрокидывание:
ΣMsr=408; ΣMsu=10848
Условие е выполняется.
Выполняем устройство перекрытия:
Удерживающая сила от перекрытия толщиной 020м из бетона класса В15:
761*243412 Условие выполняется.
Проверка устойчивости фундамента на опрокидывание:
ΣMsr=139; ΣMsu=10848
Условие выполняется.
4.4 Мероприятия по обеспечению устойчивости на сдвиг и опрокидывание
Засыпку пазух котлована следует предусматривать до устройства перекрытия над подвалом.
Существует необходимость в использовании монолитного железобетона класса В 7.5 В20 а так же необходимо выполнять расшивку швов.
Пректирование свайных фундаментов
Сбор нагрузок повторяется из проектирования фундамента мелкого заложения
На фундамент передается нагрузка и от кирпичной стены толщиной bo=038 м и высотой Н1=125 м. Значение нагрузки от веса стены:
GI = H1*b0*l*γf*kП*γn *γ =125*038*6*11*085*095*18 = 5655 кН
γ n = 095 – коэффициент надежности по назначению
2 Выбор вида свай и определение её размеров
В качестве исходных данных для проектирования свайных фундаментов примем исходные данные использованные для расчета фундамента стаканного типа на естественном основании.
В рассматриваемых местных условиях для проектируемого здания можно использовать практически все виды свай. В качестве варианта запроектируем фундаменты из забивных железобетонных цельных свай квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. Размеры поперечного сечения сваи принимаем 30 x 30 см.
Высоту ростверка назначаем 15 м. Тогда при отметке планировки -0150 отметка подошвы будет -1650 а толщина дна стакана 05м что больше минимальной равной 025 м. Так как на ростверк действуют горизонтальные силы и моменты предусматриваем жесткое сопряжение ростверка со сваями путем их заделки в ростверк на 500 мм. Из них 400 мм составляет заделка выпусков арматуры а 100 мм – заделка бетона. Тогда условная отметка головы сваи будет -1150. В качестве несущего выбираем слой 1 (т.к хорошие инженерно-геологические условия позволяют не погружаться в слой 2).
Отметка нижнего конца сваи будет -5650.
Длину сваи определяем как разность между отметками головы и нижнего конца:
Так как свая опирается на сжимаемые грунты то она относится к висячим.
Марку сваи назначаем: С 4-30.
рис.9 схема к определению размеров сваи
Класс бетона В15 масса сваи- 093т. расход арматуры 185 кг. стоимость- 750рубпог.метр
3 Определение несущей способности сваи
Несущей способностью сваи Fd называется расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи. Это максимальное усилие которое может воспринять свая без разрушения грунта контактирующего с ее поверхностью.
В расчетном методе несущая способность висячей сваи является суммой сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности:
- коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый ;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R = 2100кПа;
А - площадь опирания сваи на грунт 03
U- наружный периметр поперечного сечения ствола сваи U= 4
и - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта.
Для определения fi грунт на боковой поверхности сваи разделяем на однородные слои толщиной не более 2м. Находим среднюю глубину расположения слоя грунта (расстояние от середины слоя до уровня природного рельефа zi). В зависимости от показателя текучести суглинка () определяем значения расчетных сопротивлений грунта на боковой поверхности:
4 Размещение сваи под ростверком и проверка нагрузок
Определяем нагрузку допускаемую на сваю:
- коэффициент надежности учитывающий точность метода определения несущей способности одиночной сваи. При определении Fd расчетом принимается равным 14.
Количество свай вычисляем по формуле:
- максимальная для всех сочетаний сумма расчетных вертикальных нагрузок в обрезе фундамента кН;
- расчетный вес ростверка. На начальном этапе проектирования может быть приближенно принят .
Принимаем 4 сваи и располагаем их в 2 ряда. Расстояние между сваями назначаем максимальное равным 6bр=6*03=18м – по стороне b.
Рис10 Схема расположения свай.
Определим нагрузку в подошве ростверка в обоих сочетаниях для расчета по первой группе предельных состояний. Вертикальная нагрузка NdI складывается из веса стены ростверка и вертикальной силы от колонны а момент МYI – из момента от веса стены момента от колонны и момента от горизонтальной силы QI приложенной в обрезе ростверка.
Уточненный вес ростверка:
- коэффициент надежности по нагрузке равный 11;
- коэффициент надежности по назначению 095 для зданий II класса ответственности.
- соответственно длина ширина подошвы и высота ростверка м.
- среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кНм3.
Нагрузка в подошве ростверка:
– соответственно расчетная сжимающая сила кН и расчетный изгибающий момент по абсолютному значению кН относительно оси ОY плана свай в плоскости подошвы ростверка.
Нагрузки для третьего сочетания:
Нагрузки для четвёртого сочетания:
=NfImax-PNfImax*100%
Недогруз составляет 48% что удовлетворяет условию: .
В обоих сочетаниях минимальные фактические нагрузки на сваю больше нуля. Следовательно выдергивающие нагрузки отсутствуют.
Таким образом выбранное количество свай удовлетворяет расчетам по несущей способности грунта основания.
5 Расчет осадки основания свайного фундамента
Строим условный фундамент:
Осредненное значение угла внутреннего трения:
- расчетное значение угла внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной
H – глубина погружения свай в грунт.
Размеры подошвы условного фундамента складываются из расстояния между осями крайних свай стороны сечения сваи и 2 где - расстояние от внешней грани сваи до границы условного фундамента м
Ширина подошвы условного фундамента: м;
Длина подошвы условного фундамента: м;
Глубина заложения условного фундамента: d = 5 м.
Вес условного фундамента: кН;
Суммарная вертикальная нагрузка в подошве условного фундамента:
Среднее давление в подошве фундамента:
Расчетное сопротивление грунта в подошве условного фундамента определяем по формуле:
Условие выполняется ().
Подобранные ранее размеры подошвы фундамента должны быть достаточными чтобы удовлетворялось условие расчета основания по деформациям
S - совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом;
Su - предельное значение совместной деформации основания и сооружения которое принимается согласно СНиП 2.02.01-83*.
Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементарные слои м
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (z = 0) определяют по формуле:
γII- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента кНм;
d - глубина заложения фундамента от уровня планировки при срезке грунта м.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта zg на границе слоев расположенных на глубине z от подошвы фундамента находят по следующей формуле:
hi - толщина i-го слоя грунта м.
Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:
α - коэффициент принимаемый по СНиП 2.02.01-83* в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон м и относительной глубины расположения слоя ;
Р - среднее давление под подошвой фундамента кПа.
Промежуточные вычисления произведены в табличной форме (табл.5.).
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (z = 0) определяют по формуле:
Аналогично на разных глубинах (результаты приведены в табл.4).
Граница сжимаемой толщи находится на глубине Н=42м
n- число слоев на которое разбито основание в пределах сжимаемой толщи.
Расчетное значение осадки основания свайного фундамента меньше предельного:
Условие расчета основания по деформациям выполняется.
6 Конструирование ростверка
Высоту ростверка назначаем 15 м с размерами в плане: 24х18 м. Высота ступени ростверка 06 м с отметкой -0750 вылет ступени c1=03 м с1’=03 м подколонник принят с размерами в плане как и для отдельно стоящего фундамента.
Сравнение вариантов фундаментов.
Фундамент мелкого заложения стаканного типа:
Удельная несущая способность фундамента мелкого заложения стаканного типа больше чем свайного. Оптимальным является фундамент мелкого заложения.