Фундаментов химического корпуса

мой поясняк общ1.doc

Расчётные сечения и действующие в них нагрузки принимаем по заданию №1:
Результаты определения физических характеристик Таблица 1.
Глубина отбора образца от поверхности м
Гранулометрический состав
Плотность частицгсм3 rs
Плотность груниа гсм3 rd
Расчетные сечения. Таблица 2.
II. Оценка инженерно-геологических условий
площадки строительства.
II.I. Определение физико-механических характеристик грунтов.
Скважина № 1 1-ый слой:
По числу пластичности грунт- суглинок т.к. 7 17
Плотность грунта в сухом состоянии:
где - плотность грунта в естественном состоянии (принимаем по т.1.1)
- влажность грунта в естественном состоянии.
Коэффициент пористости грунта:
где - плотность частиц грунта (принимаем по т. 1.1)
где - плотность воды (принимаем =1)
Показатель текучести:
где влажность грунта в естественном состоянии (принимаем по т.1.1)
суглинок текучепластичный по т.7 [3];
Поскольку данный слой состоит из суглинка текучепластичного следовательно он не пригоден для использования его в качестве основания.
Скважина №1 2-ой слой:
По числу пластичности грунт- глина т.к. 17
глина полутвердая по т.7 [3];
Удельное сцепление: по т. 11 [3]
Угол внутреннего трения: по т. 11 [3]
Модуль деформации: по т. 9 [3]
Расчётное сопротивление: по т. 12 [3]
Скважина №2 3-ий слой:
По числу пластичности грунт- супесь т.к. 1 7
супесь пластичная по т.7 [3];
Скважина №2 4-ый слой:
Т.к. не задан то грунт является песчаным.
По гран составу песок мелкий;
песок средней плотности;
грунт насыщен водой;
Скважина №3 5-ий слой:
Для удобства результаты расчёта сведём в таблицу 1.
III. Вариантное проектирование.
III.I. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании.
III.I.I. Определение глубины заложения фундаментов.
Глубина заложения фундамента устанавливается с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства необходимости исключения возможности промерзания пучинистого грунта под подошвой фундаментов и конструктивных особенностей возводимого здания.
По инженерно-геологическим условиям первый слой (текучепластичный суглинок) не может служить основанием фундаментов. В качестве основания фундаментов можно использовать второй слой (глина полутвердая).
Определяем нормативную глубину сезонного промерзания:
где сумма среднемесячных отрицательных температур за зимний период.
Однако можно определить и по климатической карте. Для города Пенза
Определяем расчетную глубину сезонного промерзания:
где принимаем по т.5.3. [4].
Т.к. первый слой не является несущим то фундамент заглубляется в несущий слой как минимум на 10см при этом глубина заложения равна 4.1м от планировочной отметки что больше глубины сезонного промерзания грунтов.
Окончательно принимаем глубину заложения фундаментов
III.I.II. Определение размеров фундамента.
Глубина заложения расчетная нагрузка на отметке -0.15м показана на рис. 3.1. схема фундамента и ориентировочный разрез показаны на рис. 3.2 в стакан фундамента устанавливается колонна сечением 40х40см нагрузки действующие на фундамент равны .
Рис. 3.1. Схема нагрузок. Рис. 3.2. Схема фундамента.
Определяем площадь подошвы фундамента в плане:
где принимаем 20 кНм3
сжимающее усилие по II категории предельных состояний (по заданию) -глубина заложения фундамента
расчётное сопротивление слоя находящегося под подошвой фундамента (по таблице 1.1)
Примем соотношение сторон фундамента =12.
Ширина прямоугольного фундамента: .
Длина прямоугольного фундамента:
Определяем расчётное сопротивление грунта основания:
где - коэффициенты условий работы принимаем по табл. В1[4] (для глинистых грунтов при ).
по [4] т.к. прочностные характеристики приняты на основе статических данных;
Осреднённое значение удельного веса грунта залегающего ниже подошвы фундамента на;
Осреднённое значение удельного веса грунта залегающего выше подошвы фундамента;
т.к. здание без подвала
При расчёте внецентренно нагруженных фундаментов должны выполняться следующие условия:
Принимаем размеры фундаментов b x l = 144 x 173 м.
III.I.III. Определение осадок фундаментов.
Рассчитывать осадку основания фундамента под колонну будем методом послойного суммирования.
Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта :
где удельный вес грунта го слоя;
Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод но выше водоупора должен определяться с учётом взвешивающего действия воды:
где коэффициент пористости го слоя грунта для которого определяется ;
удельный вес частиц го слоя грунта;
Определяем вертикальное напряжение от собственного веса грунта в характерных плоскостях:
На подошве 1-го слоя (суглинок текучепластичный):
На подошве фундамента:
На подошве 2-го слоя (глина полутвердая):
На отметке уровня грунтовых вод:
На подошве 3-го слоя (супесь пластичная):
На кровле 4-го слоя (песок средней плотности):
Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру ;
где среднее давление на уровне подошвы фундамента.
Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои не более :
Значения рассчитываются по формуле:
где коэффициент принимаемый по СНиП 2.02.01-83 в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:
где безразмерный коэффициент для всех видов грунтов
среднее дополнительное вертикальное напряжение в том слое грунта.
Вычисления сводим в таблицу:
Таблица по расчету осадок
Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.). Она находится на горизонтальной плоскости где соблюдается условие:
Это условие соблюдается на глубине от подошвы фундамента.
Осадка основания для промзданий.
III.I.IV.Проектирование и расчет фундамента по прочности.
Расчёт фундаментов по прочности производится на расчётные усилия взятые с осреднённым коэффициентом надёжности .
Определяем реактивное давление грунта по подошве фундамента от расчётных нагрузок:
Реактивные минимальное и максимальное давления грунта на подошве фундамента:
где: - эксцентриситет силы
Учитывая глубинное заложение фундамента принимаем его конструкцию с подколонником стаканного типа и плитой. Толщину стенок стакана поверху назначаем 225 мм >150 мм (для фундаментов с армированной стаканной частью). Зазор между колонной и стаканом 75 мм. Т.к. размеры колонны
Размеры подколонника в плане:
Принимаем олну ступень:
Высота подколонника:
Глубину стакана назначаем из условий надёжной анкеровки колонны и её рабочей арматуры в стакане.
Определяем глубину стакана:
Размеры дна стакана в плане:
Принимаем защитный слой бетона для арматуры подошвы 35 мм.
Примем бетон класса В15 ()
При расчёте тела фундамента по несущей способности вводится коэффициент условий работы
III.I.V.Расчёт фундамента на продавливание
Расчет на продавливание производится из условия чтобы действующие усилия были восприняты бетоном фундамента без установки поперечой арматуры.
Расчет на продавливания не выполняем так как ступень фундамента попадает в пирамиду продавливания.
III.I.VI. Расчёт рабочей арматуры плитной части фундамента
Принимаем с шагом 200 мм ()
Принимаем поперечную арматуру с шагом 200 мм ()
III.I.VII.Расчёт армирования подколонника и его стаканной части
Продольную арматуру подколонника назначают в соответствии с конструктивными требованиями в количестве не менее 005% от площади поперечного сечения подколонника:
Принимаем с каждой стороны подколонника
У длинных сторон подколонника продольное армирование .
Т.к. стенка стакана по верху меньше глубины стакана то требуется армирование стакана:
Необходимая площадь рабочего мтержня:
Принимаем с шагом 200мм начиная на расстоянии 50мм от низа стакана и вверх.
Рис. 3.5 Армирование стаканной части фундамента
III.II. Расчет проектирование фундаментов на искусственном заложении.
III.II.I. Определение глубины заложения фундаментов.
Глубину заложения фундаментов назначаем из условия промерзания грунтов.
где сумма отрицательных среднемесячных температур за зимний период.
С другой стороны рассматривая минимальные размеры столбчатого фундамента . Т.к. окончательно принимаем
III.II.II. Расчет песчаной подушки.
В качестве искусственного основания под фундаменты в связи со слабым верхним слоем принимаем песчаную подушку. В качестве материала принимаем песок крупный со следующими характеристиками:. .
Коэффициент пористости :
Полученным значениям соответствует песок крупный плотный маловлажный.
Определяем по СНиП нормативные значения прочности и деформативных характеристик грунта.
III.II.III. Определение размеров фундамента в плане.
Определяем предварительную площадь подошвы фундамента в плане:
Увеличиваем фундамент в плане до значения A=2.2.
Ширина прямоугольного фундамента:
Длина прямоугольного фундамента:
где: для крупных влажных песков .
недонапряжение 3.4 5% что допустимо.
Все условия соблюдаются значит размеры фундамента подобраны правильно:
III.II.IV. Расчёт высоты песчаной подушки
Толщина грунтовой подушки для замены слабого непросадочного грунта назначается в зависимости от мощности слоя этого грунта и его несущей способности.
Назначаем высоту подушки
Ширина и длина подушки назначается в соответствие размерам фундамента:
Проверим прочность подстилающего грунта:
вертикальное напряжение в грунте соответственно от нагрузки на фундаменты и от собственного веса грунта.
расчётное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине для условного фундамента шириной .
Выполним проверку по подстилающему слою расположенному на глубине ниже подошвы фундамента.
Для условного фундамента подстилающего слоя с характеристиками грунта определяем расчётное сопротивление:
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине определим из выражения:
Проверим выполнение условия:
Условие выполняется прочность подстилающего слоя обеспечена.
III.II.V. Расчёт осадок фундаментов.
Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта .
Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта в характерных плоскостях:
На подошве 3-го слоя:
На подошве 4-го слоя:
На подошве 5-го слоя:
Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои
Определяем осадку каждого слоя основания и вычисления сводим в
Таблица к определению осадок
III.II.VI. Проектирование и расчет прочности фундамента.
Принимаем одну ступень:
III.II.VII.Расчёт фундамента на продавливание
III.II.VIII. Расчёт рабочей арматуры плитной части фундамента
Продольная и поперечная арматура стакана расчитывалась в пункте III.I.VII. и останется такой же.
III.III. Проектирование свайных фундаментов.
III.III.I. Определение глубины заложения ростверка.
Глубину заложения ростверка назначаем из условия промерзания грунтов.
где принимаем по т.5.3. [4].
Конструктивная глубина заложения ростверка определяется:
Окончательно принимаем глубину заложения подошвы ростверка: d=0.95м.
III.III.II. Определение несущей способности свай по грунту.
Определяем длину сваи:
глубина заделки сваи в ростверк.
расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя грунта.
заглубление в несущий слой.
По [4] табл. 22 принимаем сваю С403-1 сечением и длиной .
Определяем несущую способность сваи.
коэффициент условий работы сваи в грунте.
расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
площадь опирания сваи на грунт;
наружный периметр поперечного сечения сваи;
коэффициенты работы грунта соответственно по боковой поверхности и под нижним концом сваи;
мощность слоя грунта;
Расчёт сводим в таблицу.
К определению несущей способности сваи
Рис. 3.6. К определению несущей способности сваи.
По [4] табл. 17 принимаем при
принята по площади поперечного сечения сваи.
Расчётная допустимая нагрузка на сваю: где
коэффициент надёжности для промышленных зданий.
Определяем расчётное усилие на сваю по материалу:
коэффициент продольного изгиба. .
призменная прочность бетона сваи на сжатие. Для В15
площадь поперечного сечения сваи.
расчётное сопротивление арматуры на сжатие Для
площадь поперечного сечения сжатой арматуры.
III.III.III. Определение свай в кусте.
Количество свай в кусте: где
коэффициент учитывающий влияние момента.
III.III.IV. Конструирование ростверка.
Из условия унификации размеры ростверка в плане принимаем кратно .
Расстояние между сваями . Расстояние от края ростверка до геометрической оси сваи принимаем
Рис. 3.7. К определению фактической нагрузки
Определим максимальную и минимальную нагрузки на голову сваи при действии сжимающей силы и момента:
расстояние от оси ростверка до оси более нагруженных свай.
расстояние от оси ростверка до оси каждого ряда свай.
Расположение свай в ростверке.
>224.8кН. Перенапряжение 6%
Окончательно принимаем 5 свай.
Проверяем размеры ростверка.
- сумма реакций всех свай находящихся за пределами наклонного сечения;
-расчетное сопротивление бетона растяжению для жб конструкций для бетона
Определяем значение так как С0.075 по табл. 5.1.
III.III.V. Расчёт ростверка на изгиб
Принимаем рабочую арматуру с шагом 200мм ().
Расчёт на местное сжатие:
площадь сечения колонны.
Условие выполняется.
Расчёт стаканной части ростверка не выполняем.
III.III.VI. Расчет ростверка на продавливание колонной.
III.III.VII. Расчет ростверка на продавливание угловой сваей.
Так как угловая свая заходит в плане за обе грани подколонника то расчет на продавливание угловой сваей не производим.
III.III.VIII. Проверка условного фундамента по деформациям.
Расчёт осадок свайного выполним методом эквивалентного слоя.
Определяем ширину условного фундамента:
Определяем вес условного фундамента:
Среднее давление по подошве условного фундамента:
Вычислим расчётное сопротивление для условного фундамента:
Максимальная осадка фундамента определяется по формуле:
Коэффициент Пуассона (для супеси)
Отношение сторон условного фундамента: По таблице
напряжение от собственного веса грунта на подошве условного фундамента.
коэффициент относительной сжимаемости.
III.III.VIII. Выбор сваебойного оборудования.
Исходя из проектной нагрузки допускаемой на сваю определяем минимальную энергию удара по формуле:
По таблице 26 [1] подбираем молот.
Принимаем дизель-молот трубчатый:
Масса ударной части –
Высота подскока ударной части (наибольшая) –
Энергия удара – 19 кДж;
Число ударов в минуту – 44 удара в минуту
Масса молота с кошкой – 2600 кг
Проверка пригодности принятого молота:
расчетная энергия удара Дж;
полный вес молота Н;
вес сваи наголовника и подбабка Н;
Для трубчатых дизель-молотов расчетная энергия удара определяется:
вес ударной части молота кН;
фактическая высота падения ударной части молота м;
Определяем отказ сваи:
остаточный отказ равный значению нагружения сваи от одного удара молота а при применении вибронагружателей – от их работы в течении 1 мин. м;
коэффициент принимаемый по табл. 10 СНиП в зависимости от материала сваи;
- площадь сечения сваи;
расчетная энергия удара молота кДж;
несущая способность сваи кН;
молот ударного действия;
вес сваи и наголовника кН;
коэффициент восстановления удара.
IV. Определение объемов работ и технико-экономическое сравнение
Фундаменты на естественном основании:
Крепление стенок котлована досками:
Устройство жб фундаментов:
Устройство ростверка:
Фундаменты на искусственном основании:
Устройство песчаной подушки:
Устройство жб фундаментов:
Технико-экономическое сравнение:
Вариант 1. Фундамент на естественном основании.
Расценка на ед. изм.
Разработка грунта под фундаменты
Крепление стенок котлована досками
Устройство жб фундаментов для промышленных зданий
Вариант 2. Свайный фундамент.
Устройство жб ростверков
Вариант 3. Фундамент на искуственном основании.
Устройство песчаной подушки
По результатам расчета определили что самым экономичным является второй вариант – свайный фундамент.
V. Расчет свайных фундаментов для сечения 4-4.
V.I. Определение глубины заложения ростверка.
Окончательно принимаем глубину заложения подошвы ростверка: d=2.5м.
V.II. Определение несущей способности свай по грунту.
Определяем длину сваи: (3.19)
По [4] табл. 22 принимаем сваю С453-4 сечением и длиной .
V.III. Определение колисества свай.
V.IV. Конструирование ростверка.
Для ленточных фундаментов находим:
Принимаем значение a кратное 5 см равное
При принимаем шахматное расположение свай в ростверке:
Рис. 3.8. К определению фактической нагрузки
Окончательно принимаем двухстороннее расположение свай с шагом 06м.
V.V. Проверка условного фундамента по деформациям.
V.VI. Расчёт ростверков свайных фундаментов.
Ленточные ростверки под кирпичные и крупноблочные стены рассчитывают аналогично рандбалкам где вместо опор используют сваи. Расчёт ростверков ведётся на изгиб поперечную перерезывающую силу на смятие кладки стены над сваей и на нагрузки возникающие в период строительства и эксплуатации.
Изгибающие моменты в ростверке и поперечную силу на грани сваи возникающие в период строительства определяются по формулам:
где: - соответственно опорный и пролётный моменты кН*м и поперечная сила кН;
- вес свежеуложенной кладки высотой 05
l – расстояние между сваями в осях м.
Расчёт на нагрузки строительного периода. Интенсивность нагрузки.
Расчёт на эксплуатационные нагрузки производится в зависимости от местных условий по различным расчётным схемам. Для всех схем нагрузок величина а (длина полу основания эпюры нагрузки) м определяется по формуле:
где: Ep – модуль упругости бетона ростверка кПа;
Ip – момент инерции сечения ростверка;
Ek – модуль упругости кладки стены над ростверком кПа;
Bk - ширина панели крупнопанельной стены или цоколя;
314 – коэффициент имеющий мсм;
Максимальную ординату эпюры нагрузки над гранью сваи P0 кНм для схемы 4 определяем по формуле:
где: q0 – расчётная равномерно распределённая нагрузка от здания на уровне ростверка ( вес стен перекрытий ростверка полезная нагрузка) кНм.
Значение опорного и пролётного изгибающих моментов для всех схем загружения определяют по формулам табл. 6.1. а поперечная перерезывающая сила в ростверке на грани сваи по формуле:
Определение опорного и пролётного моментов а также поперечной силы от нагрузок возникающих в период строительства производится по следующим формулам:
По полученным значениям M и Q проверяем принятое сечение ростверка подбирают продольную и поперечную арматуру.
Моменты в неразрезном свайном ростверке от кирпичных и других видов каменных стен.
Рис. 3.10 К расчету ростверков
По Q выполняем расчет растверка по наклонным сечениям:
- условие выполняется.
Производим расчёт армирования ленточного ростверка.
Верхнюю арматуру рассчитываем по опорному моменту:
Принимаем 26 класса A-III As.оп=057 см2.
Нижнюю арматуру рассчитываем по пролётному моменту:
V.VII. Выбор сваебойного оборудования.
VI. Расчет свайных фундаментов для сечения 5-5
VI.I. Определение глубины заложения ростверка.
VI.III. Определение свай в кусте.
VI.IV. Конструирование ростверка.
Недонапряжение 2.8% 10%.
Окончательно принимаем 3 сваи.
Определяем значение так как С 0.3×0.25=0.075 по табл. 5.1.
VI.V. Расчёт ростверка на изгиб
VI.VI. Расчет ростверка на продавливание колонной.
VI.VII. Расчет ростверка на продавливание угловой сваей.
Так как угловая свая заходит в плане за обе грани подколонник то расчет на продавливание угловой сваей не производи
VI.VIII. Проверка условного фундамента по деформациям.
для песчаного грунта;
Коэффициент Пуассона (для глины)
VI.VIII. Выбор сваебойного оборудования.

Drawing11.dwg

(Verwendungsbereich)
(Modell- oder Gesenk-Nr)
Фундамент на естественном основании
Фундамент на искусственном
Линия движения сваебойной установки с дизель-молотом С955
Инженерно - геологический разрез
Условные обозначения
Спецификация ЖБ элементов
ростверк монолитн.1300x1180
ростверк монолитн.1100x1000
Инженерно-геолог. разрез
спецификация жб элементов.
Сваи забиваются в грунт дизель-молотом С995.
Привязка свай и ростверков к геометрической
характеристики не нормируются
Для первого слоя грунта физико-механические
оси Д аналогична привязкам на всех остальных осях
по оси Д расположены сваи С45
Г расположены сваи С60
Перед устройством ростверка выполняют выравни-
вание голов свай (срубают бетон
Для изготовления свай и ростверка использовать
бетон класса В20 и арматуру класса А-III.
Планировочная отметка DL=-0.450соответствует
отметке 114.7 в обсолютных высотах.