Расчет основания и конструирование фундаментов зданий (сооружений)

15.doc

ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СВОЙСТВ ГРУНТА3
ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЗДАНИЯ И ХАРАКТЕРА НАГРУЗОК9
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ10
1 Выбор и обоснование глубины заложения10
1.1 Глубина заложения согласно инженерно-геологическим условиям10
1.2. Глубина заложения фундамента согласно природно-климатическим условиям10
1.3. Глубина заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания10
2 Определение размеров подошвы фундамента11
4 Расчет осадки фундамента14
РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА17
1 Определение размеров подошвы фундамента17
2 Проверка напряжений по подошве фундамента19
3 Расчет осадки фундамента20
РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА22
1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента22
2. Определение несущей способности сваи22
3 Конструирование ростверка24
4 Проверка свайного фундамента по I-му предельному состоянию24
(проверка усилий передаваемых на сваю)24
5 Проверка свайного фундамента по II-му предельному состоянию25
5.1 Определение размеров условного фундамента25
6 Определение осадки условного фундамента27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ29
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СВОЙСТВ ГРУНТА
Строительная площадка располагается в городе Белгород.
Площадка имеет небольшой уклон поверхности в одну сторону перепад высот до 15м..
Для исследования грунтов площадки пробурено 6 скважин глубиной –
-12 м из которых были взяты образцы.
Сводный геологический разрез при рассмотрении сверху вниз выглядит следующим образом:
Почвенно-растительный слой мощность слоя – 05 м.
Песок пылевато-глинистый мощность слоя – 24 м.
Песок пылевато-глинистый мощность слоя – 44 м
Песок пылевато-глинистый мощность слоя – 10 м
Грунтовые воды встречены повсеместно на глубине 35м.
Наиболее нагруженным является фундаменты № 1 расположенные вблизи скважин №2 и №5. Физико-механические свойства грунтов представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1- Физико-механические свойства грунтов ( скважины №2 и №5)
Почвенно-растительный слой
Песок пылевато- глинистый
По заданию наиболее загруженным является фундамент №1 который располагается близко к скважине №5. Вычисление дополнительных характеристик по заданным будем производить по данным скважины №5.
Удельный вес скелета грунта
Коэффициент пористости
(пески средней плотности)
(пески средней плотности)
В соответствии с ГОСТ 25.100 - 82 [4] песчаные грунты классифицируются на плотные средней плотности и рыхлые (табл.1.2)
Таблица 1.2 - Плотность сложения песков
Плотность сложения песков
Пески гравелистые крупные и средней крупности
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
где gw - удельный вес воды равный 001 МНм3
Крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности различаются на:
насыщенные водой08 Sr 10
Проверим принадлежность пылевато- глинистых грунтов к супесям. Должно выполняться требование
Пылевато- глинистые грунты не относятся к супесям.
Cледует определить условные расчетные сопротивления R0 (кПа) всех слоев геологического разреза (по таблицам 3 4 из[1] )
Послойная оценка грунтов:
-й слой(ИГЭ1) – почвено-растительный слой толщиной 05 м – как основание не пригоден.
-й слой (ИГЭ2) – Пески пылевато-глинистые. мощность 24 м. средней плотности влажные R=150кПа –хороший.
-й слой (ИГЭ3) - Пески пылевато-глинистые мощность 44 м. средней плотности
влажные R=150кПа- хороший
-й слой (ИГЭ4) – Пески пылевато-глинистые мощность до 10 м. плотные
Насыщенные водой R=150кПа- хороший.
Площадка в целом пригодна для возведения сооружения верхний слой (почва) – не может служить естественным основанием. В качестве естественного основания могут служить все слои основания.
Физико-механические характеристики грунтов для фундаментов на естественном основании представлены в таблице 1.3.
Схема расположения геологических скважин и геологический разрез представлены на рис. П1.1. и П1.2.
Таблица 1.3 - Физико-механические характеристики грунтов по данным скважин №2 и №5
Влажность на границе
Влажность на границе
Показатель текучести
Удельный вес грунта
Удельный вес сухого
Угол внутреннего трения
в естествен. состоянии
сопротивление R0 кПа
К использованию в качестве естественного основания не рекомендуется
Песок пылевато -глинистый
ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЗДАНИЯ И ХАРАКТЕРА НАГРУЗОК
Здание административно- бытового комбината имеет размеры в осях 45х27м. Здание административно- бытового комбината трехпролетное с неполным железобетонным каркасом и несущими наружными кирпичными стенами с подвальными помещениями на отм. -20м. Планировочная отм.-0.600м.
Таблица 2.1-Нагрузки на фундаменты
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
1 Выбор и обоснование глубины заложения
1.1 Глубина заложения согласно инженерно-геологическим условиям
Согласно инженерно-геологическим условиям и анализа характера напластования основанием для фундамента мелкого заложения является песок. Мощность слоя 24м глубина залегания 05м. Поскольку фундамент должен быть заложен в несущий слой не менее чем на 01м то минимальная глубина заложения фундамента составит:
1.2. Глубина заложения фундамента согласно природно-климатическим условиям
Различают нормативную dfn и расчетную df глубину промерзания грунтов.
Нормативная глубина промерзания dfn – это среднее ( за срок более 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке.
d0 – теплотехнический коэффициент зависящий от вида грунта (для песков крупных 030);
Mt – сумма отрицательных температур за зиму в районе строительства.( для г. Белгород-219);
Расчетная глубина промерзания:
kh =08– коэффициент влияния теплового режима здания.
1.3. Глубина заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания
Фундамент под среднюю колонну принимаем монолитный железобетонный столбчатый. В здании имеется подвал с отметкой пола -20м.. Толщина пола подвала -01м. От низа пола подвала до подошвы фундамента принимаем расстояние hs =05м. Следовательно подошва находится на отметке не менее
Принимаем планировочную отметку земли равную -0600м тогда глубина заложения фундамента по его конструктивным особенностям равна:
Расчетная схема заложения фундамента представлена на рис.П.1.3.
2 Определение размеров подошвы фундамента
После назначения глубины заложения фундамента в первом приближении определяется требуемая площадь его подошвы:
где N2 – нормативная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента кН или кНм (на один погонный метр стены);
R0 – условное расчетное сопротивление основания кПа;
γср – среднее значения удельного веса фундамента и грунта выше подошвы фундамента в пределах d принимается 20 кНм3 .
d – глубина заложения фундамента м.
Ширина подошвы фундамента прямоугольной формы будет равна:
где k = lb – коэффициент соотношения сторон подошвы фундамента обычно принимается равным отношению поперечных размеров сечения колонн
Примем размер подошвы фундамента 51х51м.
Вычисляем расчетное сопротивление грунта по формуле :
Где: g с1 и g с2 - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 5.4 [1] : : g с1 = 125; g с2 = 10; k - коэффициент принимаемый в зависимости от способа определения прочностных характеристик грунта: k = 11
Mq и Mc коэффициенты принимаемые по по таблице 5.5 [1] ; Mq =289;
Mc =548; kz = 1 т. к. b = 24 м 10 м;
gII - Осредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундаментов на расстоянии z=6b:
-расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
Где - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала;
- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента под полом подвала;
- толщина пола подвала;
-расчетный вес материала пола;
Осредненное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента:
Осредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундаментов на расстоянии z=6b:
=14м--глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала.
Расчетное сопротивление грунта по скважине №5
Расчетное сопротивление грунта по скважине №2
3 Проверка напряжений по подошве фундамента
Среднее давление по подошве фундамента:
N0II =2800кН - общая нормативная нагрузка
NфII – вес фундамента
где -объём ф-та а -удельный вес железобетона равный 25кНм3
NгрII - нормативная нагрузка грунта на уступах фундамента и вес бетонного пола Площадь уступов:
Среднее давление по подошве фундамента Рср определяется по формуле:
Рmax Рmin определяется по формуле:
Эксцентриситет приложения нагрузки
Принимаем подошву фундамента с размерами 51х51м.
Габаритные размеры фундамента см. рисунок П.1.4.
4 Расчет осадки фундамента
Осадка фундамента определяется методом послойного суммирования. Толщина элементарного слоя:
Дополнительное вертикальное давление на основание:
– природное давление от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.
Р0 = 1369– 3455=10235кПа;
Ординаты эпюры дополнительного давления:
где – P0 – дополнительное напряжение под подошвой фундамента a - коэффициент принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины равной: ; (3.18)
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя расположенного на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле:
Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод но выше водоупора должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды.
Осадка основания определяется по формуле:
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине где выполняется условие: .
Результаты расчета приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1-Осадки фундамента
Мощность сжимаемого слоя Нс=816 м т.к. на границе его выполняется условие
Предельная деформация основания S u = 8см S S u ;187см 10см
Графическое определение осадок фундамента представлена на рис. П.1.5.
РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА
1 Определение размеров подошвы фундамента
Фундамент под кирпичную наружную стену принимаем ленточный из фундаментных блоков.
Здание имеет подвал с отметкой пола -2.0м от отметки чистого пола первого этажа. Толщина пола подвала -01м. От низа пола подвала до подошвы фундамента принимаем расстояние hs =05м. Следовательно подошва находится на отметке не менее
Так как фундаменты под колонны имеют отметку низа подошвы -26м принимаем отметку заложения фундамента под наружную кирпичную стену то же на отметке -26м.
Т.к. колонна средняя и фундамент не пригружается грунтом принимаем :γср =0; d=0.
Стандартные плиты железобетонных ленточных фундаментов имеют длину 12м тогда требуемая ширина составит 254м.
Примем стандартную подушку фундамента шириной 28м.
Где: g с1 и g с2 - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 5.4 [1] : g с1 = 125; g с2 = 12; k - коэффициент принимаемый в зависимости от способа определения прочностных характеристик грунта: k = 11
Расчетное сопротивление грунта
2 Проверка напряжений по подошве фундамента
N0II =280кН - общая нормативная нагрузка
Нагрузка от веса пола
Принимаем подошву фундамента шириной 28м.
Габаритные размеры фундамента см. рисунок П.1.6.
3 Расчет осадки фундамента
Р0 = 1184– 3455=8385кПа;
Мощность сжимаемого слоя Нс=672 м т.к. на границе его выполняется условие
Предельная деформация основания S u = 8см S S u ;134см 10см
Графическое определение осадок фундамента представлена на рис. П.1.7.
РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
1. Выбор и обоснование глубины заложения фундамента
По инженерно-геологическим условиям строительной площадки слой грунта для опирания сваи-песок пылевато- глинистый свая работает как висячая.
Глубина заложения ростверка исходя из конструктивных решений составит d=20м от планировочной отметки земли.
Слой грунта выбранный для опирания сваи находится на глубине 47м от поверхности земли. Поскольку свая должна быть заглублена в несущий слой не менее чем на 1м а заделка сваи в ростверк-015м то минимальная длина сваи составит:
L=47-21+015+10=375м.
Сваи погружаются с помощью забивки дизель – молотом.
Так как пески несущего слоя пылевато- глинистые имеющие довольно низкие характеристи примем сваю длиной 12м.
По ГОСТ 19804-74 принимаем сваю С12-30. Длина сваи L=120м сечение-30х30 бетон В20. сечение продольной арматуры 4 12 А-III
2. Определение несущей способности сваи
По характеру работы свая относится к висячей так как опирается на сжимаемый грунт (модуль деформации несущего слоя грунта Е=36 МПа 50 МПа). Поэтому несущую способность сваи по грунту определяем по формуле:
Fd = gc (gcR R A + u gcf fi hi) (5.1)
где: gc - коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
gcR gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта. gcR = 1; gcf = 1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R =3678кПа;
Для песков плотного сложения расчетное сопротивления грунта под нижним концом сваи (R) повышается на 60%. Тогда R=58848кПа.
A - площадь опирания на грунт сваи А = 030 х030 = 009 м2
u - наружный периметр поперечного сечения сваи u = 030 х 4 = 12 м
Схема к определению несущей способности сваи представлена на рис.П.1.8.
hi - толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
Таблица 4.1-Определение несущей способности сваи
Расчетная нагрузка на сваю:
FRS = Fd gk = 5963314 = 42602кН (5.2)
gk - коэффициент надежности. Так как несущая способность сваи определена расчетом - gk = 14
Сила расчетного сопротивления по материалу висячей сваи определяется по формуле:
Где -коэффициент условий работы сваи в грунте;
-коэффициент продольного изгиба;
-коэффициент условий работы бетона для забивных свай;
- расчетное сопротивление бетона сжатию;
-площадь поперечного сечения сваи;
- расчетное сопротивление арматуры сжатию;
-площадь поперечного сечения арматуры;
В дальнейших расчетах используем меньшее значение силы расчетного сопротивления сваи
Определяем приближенный вес ростверка и число свай.
Среднее давление на основание под ростверком
Площадь подошвы ростверка:
Приближённый вес ростверка :
Число свай ns определяем по формуле:
3 Конструирование ростверка
Принимаем подколонник с размерами 12х12 высотой 075м. Подошва ростверка-27х27 общей высотой 075. Расстояние между сваями 900мм(3d). Конструкцию ростверка см. на рис. П1.9.
4 Проверка свайного фундамента по I-му предельному состоянию
(проверка усилий передаваемых на сваю)
- коэффициент надёжности по нагрузке;
- удельный вес железобетона;
Нагрузка от веса пола подвала
Определяем фактическую нагрузку на сваю.
Недогруз сваи составит:
5 Проверка свайного фундамента по II-му предельному состоянию
5.1 Определение размеров условного фундамента
Условный массив ограничивают контурами: сверху – поверхностью планировки; с боков – вертикальными плоскостями отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстояние но не больше 2d
Расчет фундамента из висячих свай производится как для условного фундамента.
Определение контура условного фундамента. Усредненный угол внутреннего трения:
Где - расчетные значения угла внутреннего трения для отдельных слоев грунта толщиной
Ширина подошвы условного фундамента:
Где - расстояние между наружными гранями сваи;
- длина сваи от подошвы ростверка;
Определение среднего давления по подошве условного фундамента.
N011=2800кН- нормативная нагрузка
- нагрузка от ростверка
- коэффициент надёжности по нагрузке
средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины заложения условного фундамента
Определение расчетного сопротивления грунта
Mq и Mc коэффициенты принимаемые по по таблице 5.5 [1] ; Mq =324;
Mc =584; kz = 1 т. к. b = 24 м 10 м;
gII - Осредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундаментов на расстоянии z=2b:
R;4343 кПа 6285 кПа - условие выполнено
Расчетную схему определения размеров условного фундамента см. рис. П 1.10.
6 Определение осадки условного фундамента
Расчет осадки свайного фундамента производится методом послойного суммирования аналогично расчету осадки фундамента на естественном основании. При этом верхняя граница сжимаемой толщи соответствует подошве условного массивного фундамента. Осадку грунтов основания расположенных ниже свай определяют от дополнительного давления кПа действующего по подошве условного фундамента.
Толщина элементарного слоя:
Дополнительные вертикальные напряжения:
Результаты расчетов приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2-Определение осадок свайного фундамента
Мощность сжимаемого слоя Нс=528м т.к. на границе его выполняется условие
Предельная деформация основания S u = 8см S S u ; 307см 10см
Графическое определение осадок свайного ростверка представлено на рис.П.1.11.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83 .
СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 .
СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов.
СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.
ГОСТ 25100-82 Грунты. Классификация
Справочник «Основания фундаменты и подземные сооружения». Е.А.Сарочана.
«Основания и фундаменты» М.В.Берлинов.
Справочник «Основания и фундаменты». Г.И.Швецов.
Пособие по проектированию зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01- -83).

График.dwg

Экспликация помещений
Ведомость рабочих чертежей комплекта AC
по взрыво-пожарной безопасности)
действующими нормами и правилами (в том числе
Настоящий проект разработан в соответствии с
г.Воркута.пл. Металлистов.
Реконструкция мебельного
Свая трубобетонная Т-1
A-III-12 L=650 4 шт.на сваю приварить к арматуре ростверка. Общий расход на все сваи - 80.81 кг
Блок фундаментных болтов БФ-1
плотности ГОСТ 25192-82
Бетон тяжёлый сpедней
Ростверк монолитный РМ-1
Размеp пpоёма в кладке
Каpкас плоский КР101
Каpкас плоский КР100
Наружная канализация
Электроосвещение и силовове электрооборудование
Внутренние водопрод и канализация
Внутренняя связь и сигнализация
Отопление и вентиляция
Архитектурно-строительные решения
Ведомость основных комплектов рабочих чертежей
главная балка цоколь-
второстепенная балка
чердачного перекрытия
Монтажная схема колонн
Монолитный жб ростверк
Подливка цем. песчаным раствором М100
Н60-782-0.8 ГОСТ 24045-94
С44-1000-0.8 ГОСТ 24045-94
Плиты пенополистирольные ПСБ-С 25
С18-1000-0.8 ГОСТ 24045-94
Монтажная схема фахверхов стены
Расход пиломатериалов по маркам м
Брус 100х100 L=14700
Доска 50х150 L=4000-1000
Доска 50х150 L=1400-400
Покрытие кровли из металлочерепицы.
Соединение деревянных элементов выполнять гвоздями 5х150
Биоогнезащитная обработка мёрзлой древесины не допускается.
направлении и один в продольном направлении на полную длину.
подкосы - не ниже 2-го
Трапы крышевые выполнить из доски толщиной 30 мм по
Деревянные конструкции перед началом производства
работ обработать биоогнезащитным препаратом ПББ ГОСТ
пентахлорфенолят натрия - 10-15
бура техническая ГОСТ 8429-77 - 25-45
борная кислота ГОСТ 18704-78 - 25-45
производится перед нанесением биоогнезащитного покрытия.
два на каждую сторону ската на полную длину в поперечном
Механическая обработка деревянных изделий должна
Древесина - лиственница
П е с о к п ы л е в а т ы й
Рис.3.3. Определение осадок фундаментов
Песок пылевато- глинистый
Песок средней крупности
Блоки ФБС Гост 13579-78*
Фартук из оцинко- ванной стали
Заполнить монтажной пеной
ПЛАН РАСПОЛОЖЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН
Рис.П.1.1. План расположения геологических скважин
Рис.П.1.2. Разрез 1-1
Рис.П.1.3. Расчетная схема глубины заложения фундамента №1
Рис.П.1.9. Определение габаритных размеров свайного фундамента №1
Рис.П.1.5. Определение осадок фундамента №1
Рис.П.1.6. Расчетная схема глубины заложения ленточного фундамента №7
Рис.П.1.4. Определение габаритных размеров фундамента №1
Рис.П.1.7. Определение осадок ленточного фундамента №7
Рис.П.1.8. Расчетная схема определения несущей способности сваи
Рис.П.1.10. Определение размеров условного фундамента
Рис.П.1.11. Определение осадок условного фундамента
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
Рис.П.1.12. Схема расположения фундаментов
РАЗВЕРТКА ФУНДАМЕНТОВ ПО ОСЯМ А-Г
Рис.П.1.13. Развертка фундаментов
РАЗВЕРТКА РОСТВЕРКОВ ПО ОСЯМ А-Г
Рис.П.1.14. Развертка ростверков
КП.653500-270102-53-08