Проектирование и расчет фундаментов одноэтажного промышленного здания

Titulny poyasnilovka novy.docx

Министерство образования и науки
молодежи и спорта Украины
Донбасская Национальная Академия Строительства и Архитектуры
Кафедра: «Механика грунтов. Основания и фундаменты»
По Основания и фундаменты
(Название дисциплины)
на тему: «Проектирование и расчет фундаментов одноэтажного
промышленного здания»
Студента__4_курса_64л_группы
направления подготовки_Строительство
(Фамилия и инициалы)
(Должность ученое звание ученая степень фамилия и инициалы)
(Подпись) (фамилия и инициалы)

Зміст.doc

Исходные данные для проектирования 2
1. Объемно-планировочные и конструктивные решения здания 2
2. Инженерно-геологические условия строительной площадки .3
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки .5
1. Производные физические характеристики грунтов основания 5
2. Анализ грунтовых условий строительной площадки 6
Определение нагрузок на раму здания 7
Определение глубины заложения фундаментов .7
Определение размеров фундамента в плане ..9
Определение средних осадок фундамента .13
Расчет рамы на упругом основании 17
Конструирование фундамента .23
1. Расчет фундамента на продавливание ..23
2. Расчет фундаментной плиты на изгиб ..26
3. Проверка на смятие бетона под колонной 29
4. Проверка фундаментной плиты на раскалывание .29
Конструирование свайных фундаментов 30
Расчет осадок свайных фундаментов .35
Список использованной литературы .41
Проектирование и расчет фундаментов одноэтажного промышленного здания

Табл 5.doc.docx

Фундамент по оси Т Таблица 5
Фундамент по оси Ч Таблица 6
Свайный фундамент по оси Т Таблица 15
Свайный фундамент по оси Ч Таблица 16

Записка.doc

1. Исходные данные для проектирования.
1. Объемно-планировочные и конструктивные решения здания.
Здание промышленное однопролетное одноэтажное с металлическим каркасом.
Размеры в плане 18х36 м. Высота здания 132 м. Кровля плоская. Полы
устраиваются по грунту. Толщина конструкции пола 300 мм. Конструктивная
схема рамно-связевая. Рамы из металлических конструкций с жесткими узлами
сопряжения ригелей с колоннами. В качестве ригеля выступает прямоугольная
ферма пролетом 18 м. Колонны имеют двутавровое сечение. Фундаменты
монолитные железобетонные отдельностоящие под колонны столбчатые с
подколонниками. Фундаментные балки под наружные стены шириной 250 мм и
За относительную отметку 000 м принята абсолютная отметка пола первого
этажа 20588 м. Планировочная отметка земной поверхности (отмостки)
составляет – 015 м. Относительная отметка обреза фундамента составляет –
Назначение здания – цех утилизации мусора. Здание отапливаемое. Район
строительства г. Харцызск.
Рис. 2 Поперечный разрез цеха.
2. Инженерно-геологические условия строительной площадки.
Вскрытые буровыми выработками грунты по литолого-генетическим признакам
разделены на слои – инженерно-геологические элементы:
ИГЭ 1 – чернозем с корнями растений мощность слоя 08 – 12 м;
ИГЭ 2 – суглинок желто-бурый мощность слоя 25 – 39 м;
ИГЭ 3 – суглинок коричневато-бурый с гнездами карбонатов гипсов
мощность слоя 45 – 58 м;
ИГЭ 4 – глина красно-бурая плотная вскрыта на глубине 58 – 70 м и
прослеживается на разведанную глубину до 150 м.
Характерный геологический разрез в поперечном направлении здания по его
центральной оси Представлен скважинами №1 и №3. Расстояние между скважинами
м. Расстояние от скважины №1 до крайней продольной оси здания 35 м.
Рис. 3 Геологический разрез.
Геологическое строение скважин представлено в таблице 1:
Геологическое строение скважин
№ слояМощность м Глу-би
Уровень грунтовых вод зафиксирован на отметках:
Скв. №1 – 20228 м (40 м от поверхности земли);
Скв. №2 – 20181 м (40 м от поверхности земли).
Расчетные характеристики грунтов приняты по данным испытаний в
лабораторных условиях и приведены в таблице 2:
Расчетные характеристики грунтов
R 38375400584174143424
R 4605 4807 5008952109
Определяем среднее давление под подошвой фундамента:
А – площадь подошвы фундамента
[pic] коэффициент учитывающий разницу удельных весов материалов
фундамента и грунта на уступах фундамента;
[pic]удельный материала фундамента.
В предварительных расчетах принимают [pic]= 20 кНм3
[pic]глубина заложения фундамента
Определяем максимальное давление под подошвой фундамента:
b – ширина подошвы фундамента;
Рис.5 График определения размеров подошвы фундамента.
Из приведенного графика следует:
- ширина подошвы фундамента из условия ограничения среднего давления
- ширина подошвы фундамента из условия ограничения максимального
давления составляет 154 м.
Принимаем размеры фундамента в плане [pic].
Для принятых размеров подошвы фундамента проверяем условия:
Определяем расчетное сопротивление грунта:
Определяем минимальное давление под подошвой фундамента:
Так как увеличивать ширину фундамента экономически не целесообразно то
по углам фундаментную плиту закрепляем анкерными сваями чтоб избежать
отрыва фундаментной плиты от основания.
Определение средних осадок фундамента.
Расчет ведем по II предельному состоянию (по деформациям) сравнением двух
характеристик: рабочей и предельной: S ≤ Su где
S – совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом;
Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения
Метод послойного суммирования предполагает что осадка находится от
вертикальных напряжений действующих по оси проходящей через центр тяжести
[pic] - вертикальное напряжение от веса фундамента в рассматриваемом i-
[pic] - модуль общей деформации этого же i-того слоя
Расчет осадки выполняем в табличном виде.
z – расстояние от уровня планировки до центра рассматриваемого і-го слоя
γ – удельный вес і-го слоя грунта;
где γk hk – соответственно удельный вес и толщина k – го элементарного
[pic]– бытовое давление на уровне подошвы фундамента.
α – коэффициент таблица Д1 норм [3];
[pic]– среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-том
элементарном слое грунта равное полусумме напряжений на верхней и нижней
[pic]– среднее значение от вертикального напряжения от собственного веса
грунта изъятого из котлована в i-том слое грунта на вертикали проходящей
через центр подошвы на глубине z от подошвы фундамента;
Ei – модуль деформации i-го слоя грунта по ветки вторичного загружения
S –осадка фундамента.
Рис. 7 Схема определения сжимаемой толщи грунта (ось Т).
Рис. 8 Схема определения сжимаемой толщи грунта (ось Ч).
Проверяем разность осадок и сравниваем их с нормативными таблица И1 норм
Условие проверки выполняется следовательно фундаменты подобранны
Подсчет средней осадки.
Условие проверки выполняются средние осадки не превышают допустимых.
Расчет рамы на упругом основании.
Вычисляем коэффициенты жесткости основания при равномерном сжатии по
где p0i – среднее давление под подошвой i-го фундамента при котором
вычислена осадка его основания Si с учетом взаимного влияния фундаментов.
Результаты вычислений приведены в таблице 7. При этом учтено что
коэффициент жесткости основания при неравномерном сжатии Cφ = 2Cz а
коэффициент жесткости основания при равномерном сдвиге Cx = 07Cz.
Значения коэффициентов жесткости основания фундаментов Таблица 7
Коэффициент жесткости Фундаменты по осям
Cz кНм3 34589 38912
Cφ кНм3 69178 77824
Cx кНм3 24212 27238
Длину стержня моделирующего работу основания принимаем равной 01 м.
Жесткости поперечного сечения стержня вычисляем по формулам:
где Af – площадь подошвы фундамента;
If – момент инерции площади подошвы фундамента относительно оси
перпендикулярной плоскости рамы;
l – длина стержня моделирующего основания принятая равной 01 м.
Значения жесткостных характеристик стержней моделирующих работу упругого
основания приведены в таблице 8.
Жесткостные характеристики моделирующих стержней Таблица 8
Жесткость Фундаменты по осям
С учетом полученных данных корректируем расчетную схему рамы по рис. 4
путем добавления ниже опорных сечений колонн стержней моделирующих работу
фундаментов и упругого основания. При этом опорные сечения стержней
моделирующих работу основания имеют жесткие закрепления. В расчетной схеме
собственный вес конструкций фундамента учитываем программно с удельным
весом 25 кНм3. Кроме этого на уровне подошвы фундамента прикладываем
сосредоточенные силы учитывающие вес конструкции пола и нагрузку на полы.
Дополнительные давления вычисляем по формуле:
Рис. 10. Расчетная схема рамы на упругом основании.
Результаты вычислений заносим в таблицу 9.
Усилия на уровне подошвы фундамента и их сочетание Таблица
Корректируем также нагрузку от собственного веса фундамента.
Рассчитываем раму на упругом основании.
Результаты расчета скорректированной рамы на упругом основании заносим в
относ.относ.относ.относ.
Подошва 15 000 15 000
Граница слоев 276 126 44 29
Уровень 334 184 372 222
Граница слоев 782 632 1011 861
Принимаем фундаменты из призматических забивных свай по серии 1.011.1-
расчет выполняем в соответствии с нормативным документом [4]. За
несущий слой принимаем слой ИГЭ 3 супеси пластичные. Из анализа таблицы
следует что конец сваи заглублен в несущий слой грунта не менее чем 05
м что соответствует требованиям нормативных документов. Учитывая что для
обеспечения жесткого сопряжения сваи с растверком необходимо заводить
конец сваи в растверк не менее чем на величину d принимаем сваю размером
х 20 см и длиной 6 м. Технологический элемент сваи – заостренный конец
имеет длину 025 м. Свая изготавливается из бетона класса по прочности В20
и армируется продольной арматурой 4Ф 14А-II. Поперечная арматура спиральная
из проволоки Ф4 Вр-I.
Определяем несущую способность одиночной сваи:
где γс = 10 коэффициент условий работы сваи в грунте;
γсR = 10 - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи
γсf = 10 - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности
А = 004 м2 - площадь опирания на грунт сваи принимаемая по площади ее
поперечного сечения;
u = 08 м - наружный периметр поперечного сечения сваи.
R =893 кПа - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (таб.
fi - расчетные сопротивления грунта на боковой поверхности расчетных
hi – толщина расчетного участка грунта.
Рис. 14 Схема определения расчетных участков грунта.
Расчет сопротивления грунта по боковой поверхности сваи по оси Ч
Сопротивление грунта под нижним концом сваи:
Вычисления связанные с определением
Определяем окончательную расчетную несущую способность сваи:
Допустимую расчетную нагрузку предавемую на сваю определяем по формуле:
где γk – коэффициент надежности равный 14 если несущая способность
сваи определена расчетом.
Расчет сопротивления грунта по боковой поверхности сваи по оси Т
Допустимую расчетную нагрузку передаваемую на сваю определяем по
Принимаем допустимую расчетную нагрузку на сваю С 6-20 [N] = 115384 кН.
Размещаем в плане симметрично относительно центральных осей 6 свай марки
С6-20. Расстояния между сваями принимаем 3d = 302 = 06 м. При этом
расстояния осей свай от центральных осей xi = 07 м. Расстояния от осей
свай до наружных контуров ростверка принимаем 15d = 1502 = 03 м. При
этом свесы ростверка за границами наружных граней свай составляют 02 м. С
учетом этого размеры ростверка в плане составляют 22х22 м а толщина 03
Определяем расчетные нагрузки на сваи:
Поскольку [N] = 115384 кН больше Nmax = 98624 кН несущей способности
свайных фундаментов достаточно.
Поскольку минимальное осевое усилие действующее на сваю не является
растягивающим проверку сваи на выдергивание не производим.
Расчет осадок свайных фундаментов.
Определяем глубину заложения условного фундамента:
где dрост. – глубина заложения подошвы ростверка от планировочной отметки
lзад. – длина заделки сваи в ростверке.
Усредняем угол внутреннего трения:
Высота части условного фундамента расположенного ниже ростверка равна:
Ширину свесов условного фундамента выходящих за наружные грани свай
определяем по рисунку п. 6.1 [4]:
Определяем размеры подошвы условного фундамента с учетом опалубочного
чертежа фундамента по рис. 15:
Среднее давление под подошвой условного фундамента:
где γa – осредненный удельный вес грунта и свай;
q =0 – нагрузка на полы.
[pic]коэффициент условий работы грунтов учитывающие особенности работы
разных типов грунтов в основании фундаментов определяется по [1] по
[pic]поскольку физико-механические характеристики грунтов определены
непосредственными лабораторными испытаниями;
[pic]коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения грунта (φ=237º)
залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента [1] табл.Е 8;
[pic]принимается равным 1 ширина подошвы фундамента (b) предполагается
[pic]- усредненное расчетное значение удельного веса грунта
расположенного ниже глубины подошвы фундамента - 76 м;
расположенного выше подошвы фундамента в пределах глубины 76 м;
cII = 195 кПа – усредненное значение удельного сцепления грунта.
Расчетное сопротивление грунта вычисленное на уровне подошвы условного
фундамента при указанных выше исходных данных составляет:
R = 1071598 кПа > p = 265991 кПа.
Таким образом установленные размеры подошвы условного фундамента
удовлетворяют требованиям норм по ограничению давлений на основание.
Список использованной литературы.
ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействияМинстрой Украины. – Киев. –
ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Прогибы и перемещения. – Минстрой Украины. – Киев.
ДБН В.2.1-10-2009. Основи та фундаменти будинків і споруд
Мінрегіонбуд України. – Київ. – 2009. – 104 с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты Госстрой СССР. – М.: Стройиздат
ДБН В.1.1-5-2000. Будинки і споруди на підроблюваних територіях і
просідаючих грунтах Частина I. Будинки і споруди на підроблюваних
територіях Держбуд України. – Київ. – 2000. – 64 с.
СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой
России. – Москва: ГУП ЦПП 2002. – 76 с.
Конспект лекций для дистанционного обучения по курсу "Основания и
фундаменты" ДонНАСА. – Макеевка. - 2009.- 350 с.
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу
Основания и фундаменты" ДонНАСА. – Макеевка. – 2004. - 40 с.
Справочник проектировщика «Основания фундаменты и подземные
сооружения» под ред. Е. А. Сорочана и канд. техн. наук Ю. Г.
Трофименкова М. : Стройиздат 1985 480 с.
Рис. 16 Схема определения сжимаемой толщи грунта.
Рис. 15 Чертеж размещения свай.
Рис.12. Схема приложения нагрузки на подошву фундамента.
Рис. 11 Опалубочный чертеж феундамента.
Рис. 9 Модель столбчатого фундамента на упругом основании.

ОиФ.dwg

Операції які підлягають контролю
Контроль якості виконання операцій
Машини устаткування інвентар інструменти та пристрої
Технічна характеристика
Гусеничний кран СКГ-401
Вантажопід'ємність 33 т довжина стріли 22 м
Напівпречеп ММЗ-584Б
Вантажопідйомність 7 т
Зварювальний трансформатор ТД-500
Автомобіль - самоскид ЗЛ-ММЗ-555
II нструменти та пристосування
Метр сталевий складний
Кондуктор плоскостний
конструкціяnРостовсь -
Строп чотирьохвітковий
Ящік для інструменту
Комплект електрозварювального інструменту
Донбасская национальная академия
строительства и архитектуры
Завод по переработке мусора
ФАСАД 1 - 6; РАЗРЕЗ А - Г; ПЛАН ТИПОВОГО ЭТАЖА; ФРАГМЕНТ ПЛАНА ПЕРВОГО ЭТАЖА; УЗЕЛ
ПЛАН НА ОТМ. 0000; ПЛАН НА ОТМ. 3300;СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ФУНДАМЕНТА; СЕЧЕНИЯ 3-3 4-4; УЗЛЫ
АКСОНОМЕТРИЧЕСКАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
Второстепенная балка
Арматурные изделия на плиту ПП
Спецификация арматурных изделий
Междуэтажное балочное перекрытие
Монолитная плита МП-1
Расстояние между скважинами м
Абс. отм. устья скважины м
Абс. отм. установ. УГВ
- почвенно-растительный слой
- суглинок полутвердый
- супесь пластическая
Ширина подошвы фундамента м
Схема здания план фун-
Рулонная гидроизоляция
Обмазка битумом за два раза
Бетонная подготовка 100
Фундаменты сборные железобетонные стаканного типа
несущим слоем является грунт-суглинок мягко-пластичный.
(121.8-абсолютныя).Для фундаментов мелкого заложения
абсолютной отметке 122.6. Отметка планировки -08
Относительная отметка 0000-пол 1-го этажа-соответствует
паровоздушный молот одиночного действия С-276
погружения свай-забивка. Оборудование для погружения свай-
Расчетная нагрузка сваи по грунту
марки С5-30. Несущая способность сваи
мелкий средней плотности и глина полутвердая.Сваи висячие
Несущим слоем для свайного фундамента является песок
-обмазка горячим битумом за 2 раза стены подвала.
подвала -бетонная подготовка. Вертикальная гидроизоляция
цементно-песчанный раствор (состав 1:2). Гидроизоляция пола
В уровне пола подвала - горизонтальная гидроизоляция
Подготовка под фундаменты -слой щебня толщиной 100мм
План фундаментов М1:200
Песок крупный плотный водонасыщенный.
Суглинок мягко-пластичный.
Электрический кран-балка грузоподъемностью 5 т
Защитное покрытиеn3 слоя сотовогоn поликарбонатаnалюминевый профильn прогон покрытияn
Проектирование и расчет фундаментов одноэтажного промышленного здания
ПЛАН РАЗМЕЩЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ; РАЗРЕЗЫ 1-12-2 3-3 4-4 А-А Б-Б В-В Г-Г
РАЗРЕЗ ЗДАНИЯ М1:200
Бетонные плиты на цементно-песчаном раствореnПригрузочный слой бетона nОклеечная гидроизоляция nПодстилающий слой бетона nУплотненный грунт
ПЛАН РАЗМЕЩЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ М1:200
Бетонные полы 200 мм
Трамбованный щебень 100 мм
Асфальтовая стяжка 20 мм
Бетонная подготовка 100 мм
Обмазка битумом в два слоя
Относительная отметка пола 0000 соответствуетабсолютной отметке 20588 м. nАбсолютная отметка планировки 20588 м. nДля фундаментов мелкого заложения несущим является грунт суглинок полутвердый. nФундаменты монолитные железобетонные отдельные марки Ф-1. nПодготовка под фундаменты - подбетонка толщиной 100 мм. Гидроизоляция фундаментов - обмазачная два слоя битума.nНесущим слоем для свайного фундамента является - суглинок полутвердый и супесь пластичная. nСваи висячие марки С6-20.nНесущая способность сваи - 115384 кН.nПогружение свай - забивка. nОборудование для погружения свай - дизельмолот одиночного действия.