Проектирование фундаментов для одноэтажного промздания

Фундаменты.dwg

на монолитную конструкцию
Спецификация материалов
За относительную отметку 0
0 условно принята отметка 1 этажа соответствующая отметке 220
Естественным основанием под монолитный ЖБ фундамент служит слой песка мелкого со следующими
Основанием для свайного фундамента служит глина.
Под монолитную ЖБ плиту отдельно стоящих фундаментов и свайные ростверки выполнить бетонную
подготовку толщиной 100 мм из бетона класса Б 3
План на відмітці 0.000 М1:400
Инженерно-геологический разрез

Фундаменты.doc

Министерство образования и науки Украины
Харьковский государственный технический университет
строительства и архитектуры
на тему: “Проектирование фундаментов для промышленного одноэтажного здания“
к.т.н. Храпатова И.В.
Анализ инженерно-геологических условий . ..4
Расчет фундамента стаканного типа: .. . . 7
1. Определение расчётного сопротивления грунта основания 7
2. Определение размеров подошвы фундамента 7
3. Определение просадки фундамента . .9
4. Конструирование железобетонного монолитного
5. Расчёт фундамента стаканного типа на продавливание 13
6. Подбор арматуры подошвы . . 14
7. Подбор арматуры стакана . . . 17
Свайный фундамент: . .18
1. Проектирование свайного ростверка .. . .. . 19
2. Расчет основания свайного фундамента по деформациям .22
3. Определение осадки свайного фундамента .. .24
Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента . ..26
Список литературы .27
Строительная площадка №2
Грунты строительной площадки (нормативные величины).
Геологическое строение и гидрологические условия.
Скважина и мощность слоя м
Характеристика свойств грунтов.
Условное обозначение
Влажность на границе текучести
Влажность на границе раскатывания
Угол внутреннего трения
Нагрузки на фундамент
Сечение колонн: aк х bк = 700 х 500мм
N=165 МН; М=057 МН×м
Анализ инженерно-геологических условий.
Определим показатель текучести:
Вывод: Имеем текучий суглинок. Данный слой не может быть использован в качестве естественного основания.
-ой слой: песок мелкий
Определим коэффициент пористости:
песок средней плотности;
Определим степень водонасыщения:
Вывод: Имеем насыщенный водой мелкий песок средней крупности. Данный слой может быть использован в качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании.
полутвёрдый суглинок.
Вывод: Имеем полутвёрдый суглинок. Данный слой может быть использован в качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании.
-ой слой: песок пылеватый
Вывод: Имеем насыщенный водой пылеватый песок средней крупности. Данный слой не может быть использован в качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании.
Вывод: Имеем глину полутвёрдую. Данный слой может быть использован в качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании.
По результатам исследования инженерно-геологических условий было выявлено что 1-ый слой (мощность слоя 20м) не может выступать в качестве естественного основания. В качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании выбираем 2-ой слой песок мелкий средней плотности насыщенный водой. Подошву фундамента заглубляем в этот слой на 300 мм.
Принимаем глубину заложения фундамента численно равной:
d=800+2000+300=3100мм=31м. – от уровня планировки
Расчет фундамента стаканного типа:
1. Определение расчётного сопротивления грунта основания
Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:
коэффициент условий работы соответственно основания и сооружения во взаимодействии с основанием;
коэффициент зависящий от способа определения расчетных характеристик грунта строительной площадки;
безразмерные коэффициенты которые зависят от угла внешнего трения ;
коэффициент который равен:
усреднённый расчётный удельный вес грунта залегающего ниже подошвы фундамента;
усреднённый расчётный удельный вес грунта залегающего выше уровня подошвы фундамента;
глубина устройства фундамента бесподвальных сооружений
=13; =11; =1; =1 d=31 =0 м
=098 =493 =740 c=1 кНм²
2. Определение размеров подошвы фундамента
Площадь подошвы фундамента определяется по формуле:
А – площадь подошвы фундамента м²;
F – нагрузка на фундамент кН;
– начальное расчётное сопротивление грунта основания;
– глубина заложения фундамента;
– коэффициент что учитывает меньшее значение удельного веса грунта что лежит на обрезах фундамента в сравнении с материалом фундамента;
Расчётное сопротивление грунта:
Принимаем ширину подошвы фундамента b=36м
Выполним проверку по 2ум сочетаниям нагрузок. Определим давление в грунте под подошвой фундамента:
) N=30 MH M=035 MH×м
) N=165 MH M=057 MH×м
Условия выполняются размеры подошвы фундамента рассчитаны верно.
3. Определение просадки фундамента
Осадки фундамента определяются по формуле:
- безразмерный коэффициент равный 08;
- среднее значение дополнительного вертикального напряжения в і-м слое грунта равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали проходящей через центр подошвы фундамента;
и - соответственно толщина и модуль деформации
п - число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
Определим вертикальные напряжения от собственного веса грунта на подошвах слоёв:
На уровне подошвы фундамента:
Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента:
Толщина элементарного слоя:
Определяем дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента по вертикали которые проходят через центр подошвы фундамента
Глубина сжимаемой зоны H=4.84м
Результаты вычислений внесены в таблицу:
Таблица определения осадок
Вывод: Общая просадка всех слоев грунта лежащих ниже подошвы фундамента составляет 2.5см что лежит в рамках допустимой просадки.
4. Конструирование железобетонного монолитного фундамента
Материалы для монолитного железобетонного фундамента:
арматура класса А400С А240С – для хомутов
5. Расчёт фундамента стаканного типа на продавливание
Расчёт на продавливание производится из условия чтобы действующие усилия были восприняты бетонным сечением фундамента без установки поперечной арматуры.
Расчёт на продавливание плитной части выполняется из условия:
F – расчётная продавливающая сила;
- расчётное сопротивление бетона на осевое растяжение; для В15 =075МПа.
- среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения
- рабочая высота сечения плитной части.
- площадь продавливания плитной части;
- максимальное краевое давление на грунт от расчётной нагрузки на уровне верхнего обреза фундамента
Рассчитываем верхнюю ступень:
Средний периметр пирамиды продавливания заменяем средним размером проверяемой грани :
Условие выполняется.
Рассчитываем нижнюю ступень:
Условие выполняется фундамент рассчитан верно.
6. Подбор арматуры подошвы
Подбор продольной арматуры фундамента :
Находим значение давления в сечении I-I:
Значение давления в сечении II-II:
Находим изгибающие моменты которые возникают в сечениях:
Находим необходимую площадь арматуры:
Принимаем шаг арматуры 200мм тогда количество стержней:
Площадь сечения одного стержня
В сечении I-I принимаем армирование 19 16 А400С
В сечении II-II принимаем армирование 1920 А400С
Подбор поперечной арматуры фундамента :
Принимаем шаг арматуры 150мм тогда количество стержней:
Принимаем армирование 35 12 А400С
7. Подбор арматуры стакана.
Железобетонный подколонник армируем сварными плоскими сетками объединенными в пространственный каркас
Исходя из условия мы видим что нормальная сила действует в пределах ядра сечения подколонника.
В таком случае поперечное армирование назначается конструктивно с шагом 150мм диаметр стержней 12мм.
В качестве опорного слоя под нижним концом сваи принимаем 5-й слой – глина полутвёрдая
Подошву сваи заглубляем в опорный слой на 1м.
Принимаем квадратное сечение сваи 350×350 мм бетон класса В15 длина сваи 132м.
1. Проектирование свайного ростверка
Найдем несущую способность забивной одиночной сваи.
- - коэффициент работы сваи в грунте ;
- R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (табл.1 СНиП 2.02.03-85);
- А – площадь опоры сваи на грунт;
- U – наружный периметр поперечного сечения сваи;
- – расчетное сопротивление
- и – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта.
Расчетное сопротивление грунта R=74880 кПа.
Найдем периметр U=4x0.35=14 м площадь сечения А=035х035=01225 м2.
Проектирование куста свай:
Находим требуемое количество свай по продольной силе:
где расчетная вертикальная нагрузка;
расчетный коэффициент
Принимаем типовой свайный куст из 4 свай.
объемный вес железобетона;
максимальное расстояние от оси ростверка до дальней оси сваи;
расстояние от оси ростверка до каждой оси сваи.
Запроектируем свайный ростверк.
Свая имеет квадратное сечение 350х350мм длина 132м.
Размеры ростверка обусловлены стандартами и имеют необходимую мощность защитного слоя.4.2. Расчет основания свайного фундамента по деформациям
Осредненное значение угла внутреннего трения грунтов прорезываемых сваей:
толщина i-го слоя соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
Средний угол внутреннего трения грунтов:
Расстояния от вертикальных плоскостей А-В и Б-Г до оси крайних свай:
Ширина условного фундамента:
Длина условного фундамента:
Нормативный вес свай:
Нормативный вес грунта в объеме АБВГ:
Среднее давление под подошвой условного фундамента:
Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:
Основное условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется :
3. Определение осадки свайного фундамента
Вывод: Общая просадка всех слоев грунта лежащих ниже подошвы условного фундамента составляет 08см что лежит в рамках допустимой просадки.
Сравнение вариантов фундаментов по стоимости
-й вариант фундаментов (на естественном основании)
Разработка грунтов глубиной до 3м
Доработка грунта вручную
Обратная засыпка с послойным уплотнением
Б. Устройство фундаментов
Устройство подготовки под фундаменты
Устройство монолитных железобетонных фундаментов
-й вариант фундаментов (свайные)
Погружение железобетонных свай
Устройство подготовки под ростверки
Вывод: Исходя из стоимости одного фундамента окончательно проектируем свайные фундаменты.
Основания фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. – под общ. ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. – М.: Стройиздат1985. – 480с..
СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты.
СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции.
ДСТУ 3760-2005. Прокат арматурный для железобетонных конструкций.
Пособие к СНиП 2.03.01-84 СНиП 2.02.01-83. Фундаменты под колонны.