Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Основания, фундаменты и мосты»


Курсовой проект

по дисциплине «Основания и фундаменты»

на тему:

Проектирование фундамента производственного здания


Выполнил:

студент Пушкин В.Н.

Руководитель: Сурсанов А.Н.

1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки


1.1 Литология площадки и основные характеристики физического состояния грунтов.


Таблица 1.1. Основные характеристики физического состояния грунтов, грансостав песчаного грунта.

№ Слоя Гранулометрический состав- содержание частиц грунта, % крупность, мм. Физико-механическая характеристика

2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-00,5 0,05-0,01 0,01-0,005 Менее 0,005 Ps г/см3 P г/см3 W,% WL, % Wp,%
Слой 2 - 12,0 18,2 45,3 18,0 6,0 0,5 - 2,66 1,70 12,0

Слой3 19,0 20,0 20,0 19,0 10,0 7,0 2,0 3,0 2,67 1,99 25,8

Слой 4 - - - - - - - - 2,67 1,97 26,0 27,9 18,5
Слой 5 62,0 20,0 12,0 3,0 2,0 1,0 - - 2,66 2,10 18,0


Пятиэтажное здание под химический корпус длиной 48 м, шириной 24м. Шаг колонн 6 м, высота до верха 23 м. Рассматриваемое сечение 1-1 Нормативная нагрузка NI = 721,6 кН, NII = 656 кН, М = 64,5 кНм. Стены панельные навесные.

Район строительства – г. Круглое. Нормативная глубина промерзания Суглинки и глины – 109см., Супеси и пески мелкие – 133см, Пески средние, крупные и гравелистые – 143см.

Отметки устья скважины:


Таблица 1.2. Отметки устья скважины.

Отметки устья скважин
Скважина 1 Скважина 2 Скважина 3
116,6 112,2 113,6

Таблица 1.3. Грунтовые условия строительных площадок

Номер скважины Слой 1 Слой 2 Слой 3 Слой 4 Слой 5 Вид грунта
№1 0,3 2,7 1,2 4,8 6,0
№2 0,3 3,3 1,2 4,8 5,4
№3 0,3 2,7 1,2 4,8 6,0

1.2.1 Общие требования

Для обоснования проектных решений по устройству фундаментов, необходимо, прежде всего, изучить инженерно-геологические условия площадки.

В курсовом проекте предусмотрено основание, состоящее из трех различных слоев грунта. Для каждого слоя необходимо:

- определить расчетные характеристики физического состояния грунтов;

- определить полное название грунта по СТБ 943-93;

- определить нормативные значения прочностных и деформационных свойств грунтов по соответствующим таблицам;

- определить расчетные значения физико-механических характеристик грунтов;

- построить инженерно-геологический разрез строительной площадки.


1.2.2 Определение нормативных значений характеристик физического состояния грунта и полного названия грунта.

Для оценки физического состояния и определения типа, вида и разновидности грунта вычисляются следующие характеристики грунта. Для всех слоев грунта определяют:

- плотность сухого грунта (скелета грунта) (rd):


Проектирование фундаментов производственного здания, (1.1)

где r - плотность грунта, Проектирование фундаментов производственного здания.

Проектирование фундаментов производственного здания- природная влажность грунта в долях единицы;

- коэффициент пористости грунта (e):


Проектирование фундаментов производственного здания, Проектирование фундаментов производственного здания. (1.2)

Проектирование фундаментов производственного здания, (1.3)


где rs - плотность твердых частиц грунта, Проектирование фундаментов производственного здания.


- степень влажности (коэффициент водонасыщенности) определяется по формуле:


Проектирование фундаментов производственного здания, (1.4)


Согласно определению,


Проектирование фундаментов производственного здания, или Проектирование фундаментов производственного здания, (1.5)


где Проектирование фундаментов производственного здания - плотность (объёмная масса) воды;

Проектирование фундаментов производственного здания - влажность соответствующая полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха), т.е. полная влагоёмкость.

Подставим (1.5) в (1.4) и получим:


Проектирование фундаментов производственного здания (1.6)

Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно определяется число пластичности и показатель текучести.

Число пластичности определяется по формуле:


Проектирование фундаментов производственного здания, (1.7)


где Проектирование фундаментов производственного здания- влажность, соответствующая границе текучести. (Влажность грунта, при которой стандартный конус погружается в образец на 10 мм.);

Проектирование фундаментов производственного здания - влажность, соответствующая границе раскатывания (пластичности). (Влажность грунта, при которой он теряет способность раскатываться в шнур Ш 2…3мм).

Показатель текучести определяется по формуле:


Проектирование фундаментов производственного здания.(1.8)


При выполнении курсового проекта классификация обломочных пылевато-глинистых грунтов производим по типу и разновидности, табл. 4.2 СТБ 943-93:

- тип грунта определяется по числу пластичности Проектирование фундаментов производственного здания;

- разновидность - по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по показателю текучести Проектирование фундаментов производственного здания.

Для песчаных грунтов проводим анализ гранулометрического состава и определяем вид песчаного грунта и разновидность:

- вид обломочно-песчаных грунтов определяется по гранулометрическому составу и по показателю максимальной неоднородности Проектирование фундаментов производственного здания, разд. 2 СТБ 943-93;

- разновидность - по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по степени влажности Проектирование фундаментов производственного здания, табл. 4.2 СТБ 943-93.

При проектировании оснований и фундаментов по двум группам предельных состояний в расчётах используются расчётные значения физико-механических характеристик грунтов:

- удельного веса Проектирование фундаментов производственного здания;

- угла внутреннего трения Проектирование фундаментов производственного здания;

- удельного сцепления Проектирование фундаментов производственного здания.

Расчётные значения характеристик грунтов для первой и второй группы предельных состояний определяем путём деления нормативных значений на коэффициент надёжности по грунту Проектирование фундаментов производственного здания.


2. Анализ грунтовых условий строительной площадки


Исходя из инженерно-геологических условий по заданию, можно сделать следующие выводы:

Для фундаментов мелкого заложения. В приделах глубины заложения лежит песок рыхлый, мелкий h=2,7 м. Этот грунт относится к слабым, и не может служить для сооружений надежным основанием вследствие большой деформируемости и возможного выдавливания его из-под фундамента.

Поэтому для фундамента мелкого сложения необходимо искусственно улучшить их свойство путем устройства грунтовой подушки из песка крупного, или средней крупности. Принимаем фундамент мелкого заложения на искусственном основании.

Для свайных фундаментов. Минимальная длинна сваи для фундаментов промышленных и гражданских зданий принимается 3 м. Длинна сваи назначается, таким образом, чтоб были прорезаны слабые слои грунта. Нижние концы свай следует заглублять малосжимаемые крупнообломочные, гравелистые, крупные, средней крупности песчаные грунты, а также глинистые грунты с показателем текучести JL≤0.1 не менее чем 0,05 м прочие виды нескальных грунтов на 1 метр. Так как окончательные размеры свай по сечению и длине назначают согласно ГОСТам, предварительно принимаем марку С10-30.


3. Проектирование фундаментов мелкого заложения


3.1 Назначение глубины заложения фундамента


3.1.1 Общие положения

Глубина заложения фундаментов (расстояние от уровня планировки до уровня подошвы фундамента) назначаем в зависимости:

1) Назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения и применяемых конструкций.

В случае применения железобетонных колонн верхний обрез фундамента проектируют на 150 мм ниже отметки уровня земли, чистого пола 1-го этажа или подвала, глубину заделки сборных колонн сплошного сечения Н3 принимают равной: Н3=(1ч1,5)h к=(1ч1,5)0,4=0,4ч0,6 м, где hk – больший размер колонны

Толщина дна стакана не менее 200мм. Примем;

ht=0.6+0.3=0.9

2) Инженерно-геологических условий площадки.

Рельеф спокойный - ограничений нет.

3) По глубине заложения фундаментов существующих сооружений – ограничений нет.

4) По нагрузках – на основания и фундаменты - ограничений нет.

5) По инженерно-геологическим и гидрологическим условиям площадки строительства.

Выбираем несущий слой, в котором расположена подошва фундамента. Согласно рисунку 1. первый слой - песок мелкий, маловлажный мощностью 2,7м. может служить основанием.

6) По глубине сезонного промерзания грунтов.

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта df у фундамента определяется по формуле:

Проектирование фундаментов производственного здания


-где Проектирование фундаментов производственного здания- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания - 0,5

где Проектирование фундаментов производственного здания - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундамента, принимается по таблице 1/2/.

Окончательная глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины сезонного промерзания назначается с учётом расположения грунтовых вод согласно п.п.2.29-2.30/2/.

Нормативная глубина заложения фундаментов в песках мелких для г. Круглое Проектирование фундаментов производственного зданиям.

Проектирование фундаментов производственного здания т.к. в курсовом проекте принимается, что здание проектируется с отапливаемым режимом работы, с расчётной температурой воздуха внутри помещений Проектирование фундаментов производственного здания.

Проектирование фундаментов производственного зданиям.


Проектирование фундаментов производственного здания


По конструктивным соображениям принимаем высоту фундамента 1,05 м. Следовательно, с учётом расстояния от уровня пола до обреза фундамента 30 см. окончательно принимаем глубину заложения Проектирование фундаментов производственного зданиям.


3.2 Определение размеров подошвы фундамента


3.2.1 Назначение предварительных размеров подошвы фундамента

Размер подошвы фундамента будем определять графическим методом.

В качестве искусственного основания под фундаменты, в связи со слабым верхнем слоем, принимаем песчаную подушку h=1.0м. При устройстве подушки, с целью замены слабого грунта в основании фундамента используем крупный песок со следующими характеристиками.

ps=2.66 т/м3, pds=1.66>1/6 т/м3, W=10%,


p=pds(1+0,01W)=1,66(1+0,01 10) =1,83 т/м3,


коэффициент пористости:


Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания


Несущим слоем для рассматриваемого фундамента является песок, крупный, плотный, маловлажный.

Определяем нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунта песчаной подушки по таблицам 4,9,11,5,10 (8),

R0=600 кПа, φ=390, Сn=0.5 кПа, Е0=35МПа

Расчетное сопротивление грунта основания R для зданий без подвала определяется по формуле:


Проектирование фундаментов производственного здания


По таблице 4/2/ находим: Проектирование фундаментов производственного зданияПроектирование фундаментов производственного зданияПроектирование фундаментов производственного здания

Коэффициенты условий работы Проектирование фундаментов производственного зданияи Проектирование фундаментов производственного здания принимаем по таблице 3/2/.

Коэффициент Проектирование фундаментов производственного здания /2/.

Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундаментов, будет:


Проектирование фундаментов производственного здания,


где Проектирование фундаментов производственного здания- расчётная толщина слоёв ниже и выше подошвы фундаментов соответственно.


Проектирование фундаментов производственного здания


Определим площадь подошвы фундамента в плане по формуле


Проектирование фундаментов производственного здания


Ширина квадратного фундамента равна


Проектирование фундаментов производственного здания


Строим график зависимости расчётного сопротивления грунта (R) от ширины подошвы фундамента (b). Так как эта зависимость линейная достаточно определить 2 точки:

При b = 0

Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания


При b1 = 2.0м тогда:


Проектирование фундаментов производственного здания


Для построения зависимости Проектирование фундаментов производственного здания подставим в формулу Проектирование фундаментов производственного здания несколько значений (b) и постоянное значение величины Проектирование фундаментов производственного здания, находим соответствующее значение Проектирование фундаментов производственного здания:


Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания


Точка пересечения двух графиков даёт приблизительную величину ширины фундамента.

Проектирование фундаментов производственного здания

Рисунок 2.1. Определение ширины подошвы фундамента графическим методом.


Принимаем конструктивно монолитный фундамент с шириной подошвы b = 1,4х1,4 м.


Проектирование фундаментов производственного здания


Расчётное сопротивление для принятой ширины подошвы фундамента составит:


Проектирование фундаментов производственного здания


Проверяем фактическое давление фундамента на основание.

Проектирование фундаментов производственного здания,


где Проектирование фундаментов производственного здания - нормативная нагрузка на фундамент (по заданию);


Проектирование фундаментов производственного здания


Определим вес фундамента:


Проектирование фундаментов производственного здания. 28кН


Вес грунта обратной засыпки:


Проектирование фундаментов производственного здания


Тогда

Проектирование фундаментов производственного здания

Фактическое давление фундамента на основание:


Проектирование фундаментов производственного здания


Условие Проектирование фундаментов производственного здания соблюдается.

Недонапряжение составляет:


Проектирование фундаментов производственного здания.


3.2.3 Конструирование грунтовой подушки

На поверхности земли Проектирование фундаментов производственного здания=0; 0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0.

На уровне подошвы фундамента (глубина 1,35) Проектирование фундаментов производственного здания=1,35*17,0=22,95 кПа;

0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0,2*22,95=4,59 кПа.

Проверяем прочность слабого подстилающего слоя грунта, расположенного на глубине Z=hs=1.0 м. ниже подошвы фундамента. Для определения Проектирование фундаментов производственного здания на глубине находим: Р0=Рср- Проектирование фундаментов производственного здания=391.6-22.95=368.65кПа.

По значениям


Проектирование фундаментов производственного здания Проектирование фундаментов производственного здания a=0.527,


тогда


Проектирование фундаментов производственного здания


Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого подстилающего слоя:


Проектирование фундаментов производственного здания


Расчетное сопротивление Rz на кровле слабого подстилающего слоя грунта с характеристиками Проектирование фундаментов производственного здания Проектирование фундаментов производственного здания Проектирование фундаментов производственного зданиякПа.


Проектирование фундаментов производственного здания


bz – ширина условного фундамента, м. Проектирование фундаментов производственного здания

где Проектирование фундаментов производственного здания

отсюда: Проектирование фундаментов производственного здания


Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания


При Проектирование фундаментов производственного здания Проектирование фундаментов производственного зданияПроектирование фундаментов производственного зданияПроектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания

Проектирование фундаментов производственного здания


Проектирование фундаментов производственного здания


3.2.4 Определение величины осадки основания

Вычисляем ординаты эпюр природного давления и вспомогательной эпюры Проектирование фундаментов производственного здания, необходимой для определения глубины расположения нижней границы сжимаемой толщи грунта:

Определим удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды gsb для песчаного грунта.

Для 3 слоя:

Проектирование фундаментов производственного здания кН/м3.


На поверхности земли Проектирование фундаментов производственного здания=0; 0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0.

На уровне подошвы фундамента (глубина 1,35)

Проектирование фундаментов производственного здания=1,35*17,0=22,95 кПа;

0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0,2*22,95=4,59 кПа.

На уровне подошвы грунтовой подушки (глубина 2,35м)

Проектирование фундаментов производственного здания=22,95+1,0*18,3=41,25 кПа;

0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0,2*41,25=8,25 кПа.

На уровне подземных вод, уровень границы 1 и 2 слоев (глубина 2,7м)

Проектирование фундаментов производственного здания=41,25+0,35*17,0=47,2 кПа;

0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0,2*47,2=9,44 кПа.

На уровне границы 2 и 3 слоёв (глубина 3,9м)

Проектирование фундаментов производственного здания=47,2+1,2*19,9=71,08 кПа; 0,2 Проектирование фундаментов производственного здания=0,2*69,78=14,21 кПа.

- на контакте 2 и 3 слоёв c учётом взвешивающего действия воды:


Проектирование фундаментов производственного здания;

Проектирование фундаментов производственного здания


На уровне границы 3 и 4 слоев:


Проектирование фундаментов производственного здания;


Проектирование фундаментов производственного здания

На уровне границы 4 и 5 слоёв:

Проектирование фундаментов производственного здания;


Проектирование фундаментов производственного здания

Разбиваем основание под подошвой фундамента на элементарные слои следующим образом:

- толщину элементарного слоя принимаем в пределах 0,4 b фундамента, но не более 0,5 м;

- физико-механические свойства грунта в пределах элементарного слоя не должны изменяться, т.е. границы элементарных слоёв должны совпадать с границами инженерно-геологических элементов и уровнем подземных вод.

Полученные значения ординат эпюры наносим на расчётную схему.

В точке пересечения эпюры дополнительных давлений со вспомогательной эпюрой находим нижнюю границу сжимаемой толщи: Проектирование фундаментов производственного зданиям.

Определяем осадку каждого слоя грунта основания по формуле 1 приложения 2 /2/, что удобнее делать для каждого ИГЭ в отдельности.


Проектирование фундаментов производственного здания,


где Проектирование фундаментов производственного здания - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

Проектирование фундаментов производственного здания - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: