Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа

Курсовая работа

"Промышленное здание в городке Соликамск"


Начальные данные

Требуется высчитать и запроектировать основания и фундаменты 1-этажного бипролетного промышленного строения. Габаритные характеристики и черта критерий строительства строения приведены в таблице:

L1 ,

м

L2 ,

м

H1 ,

м

H2 ,

м

Hпр ,

м

Q1 ,

т

Q2 ,

т

tвн ,

о С

Район

строительства

Мt

Sо ,

кПа

Wо ,

кПа

24 24 14,4 18,0 -4,8 5 16 5 Соликамск 59,6 2,0 0,30

Железобетонные колонны основного каркаса имеют шарнирное сопряжение со железными Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа фермами, шаг колонн каркаса 12 м. Шаг железных стоек фахверка 6 м.

Инженерно-геологические условия площадки

№ слоя Тип грунта Обозн Толщина слоя, м.

скв. 1

85,4

скв. 2

86,9

скв. 3

84,8

скв. 4

85,0

1

Почвенно-растительный

слой

h0 0,3 0,3 0,3 0,3
2 Суглинок h1 5,10 5,35 5,40 5,50
3 Суглинок h2 1,70 1,45 1,50 1,35
4 Пески h3 Толщина слоя до глубины 20 м не установлена

Начальные характеристики физико-механических параметров грунтов

№ слоя Тип грунта

ρп ,

т/м3

W,

%

ρs ,

т/м3

,

т/м3

Wр ,

%

WL ,

%

kf Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа,

см/с

Е,

МПа

,

кПа

,

град

1 Суглинок 1,94 27,8 2,71 22,9 33,9 12,0
2 Суглинок 1,87 28,7 2,73 22,7 27,7 10,0
3 Пески 1,97 21,9 2,67 - - 30,0

Хим анализ воды

Показатель злости Значение показателя
Бикарбонатная щелочность ионов HCO3 , мг экв/л -
Водородный показатель pH, мг экв/л 3,3
Содержание, мг/л
брутальной углекислоты СО2 25
аммонийных солей, ионов NH4 + 24
магнезиальных солей, ионов Mg2+ 1100
едких щелочей, ионов Na+ и K+ -
сульфатов, ионов SO4 2- 290
хлоридов, ионов Cl- 3000

Определение нагрузок, действующих на фундаменты

Более Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа нагруженными являются фундаменты по оси М.

Нормативные значения усилий на уровне обреза фундаментов по оси М

Усилие Нагрузки
Неизменная Снеговая Ветровая Крановая
Nn , кН 1087,7 288 0 263,1
Мn , кН м -177,8 -99,8 ±324,9 ±27,9
Qn , кН -10,6 -1,9 ±50,4 ±0,7

Для расчетов по деформациям:

Ncol II =Nn *γf =(1087,7+0,9*(288+263,1))*1=1583,7*1=1583,7 кН,

Mcol II =Mn *γf =(177,8+0,9*(99,8+324,9+27,9))*1=585,1*1=585,1 кНм,

Qcol II =Qn *γf =(10,6+0,9*(1,9+50,4+0,7))*1=58,3*1=58,3 кН.

Для расчетов по несущей возможности:

Ncol I =Nn *γf =1583,7 *1,2=1900,4 кН Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа,

Mcol I =Mn *γf =585,1 *1,2=702,1 кНм,

Qcol I =Qn *γf =58,3 *1,2=70,0 кН.

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических критерий площадки строительства


Схема планово-высотной привязки строения

Инженерно-геологический разрез I-I с посадкой строения и фундаментов на естественном основании

Характеристики параметров и состояния грунта

слоя

ρd ,

т/м3

n,

%

e Sr

Ip ,

%

IL

,

кН/м3

γs Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа ,

кН/м3

γsb ,

кН/м3

Rусл ,

кПа

2 1,52 44 0,786 0.74 11 0,45 26,6 9,3 220,72
3 1,45 47 0,89 0.97 5 1,2 26,8 8,89 315,56
4 1,62 39 0,64 0.83 - - 26,2 9,88 726,8

Слой 2 – Суглинок

Число пластичности: IP = WL – WP = 33,9–22,9 = 11%.

Плотность сухого грунта: ρd = = = 1,52 т/м3 .

Пористость и коэффициент пористости:

n = (1 – ρd / ρs )*100 = (1–1.52/2,71)*100 = 44%,

e = n/(100-n) = 44/(100–44) = 0.786.

Показатель текучести: IL = = = 0,45

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

γI = ρI *g = 1.89*9.81 = 18,5 кН/м3 ,

γII = ρII *g = 1.91*9.81 = 18,7 кН/м3 ,

γS = ρS Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа *g = 2.71*9.81 = 26.6 кН/м3 .

Удельный вес суглинка, размещенного ниже УПВ:

γsb = = = 9.3 кН/м3 ,

Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле СНиП 2.02.01–83* принимаем условные размеры фундамента d1 = =dусл =2 м. и bусл =1 м. Установим зависимо от данных геологических критерий и конструктивных особенностей строения коэффициенты. По таблице 3 СНиП 2.02.01–83* принимаем: gc1 = 1,1 для суглинков (0,25

Коэффициент k=1 принимаем по указаниям п.2.41 СНиП 2.02.01–83*.

При jII = 20° по табл. 4 СНиП 2.02.01–83* имеем Mg = 0,51; Mq = 3,06; Mc = 5,66.

Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw =0,7 м. принимаем без учета взвешивающего деяния воды gII =18,70 кН./м3 ., а ниже УПВ Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа, т.е. в границах глубины d = dусл – dw =2–0,7=1,3 м. и ниже подошвы фундамента, принимаем gsb = 9.30 кН./м3 .; удельное сцепление cII = 21 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

=

=(1,1*1/1)*(0,51*1*1*9,3+3,06*(0,7*18,70+(2–0,7)*9,3)+5,66*21)=220,72 кПа.

Полное наименование грунта №2 – это суглинок мягкопластичный

(Rусл = 220,72 кПа., Ncol II max = 1583,7 кН., Е=12,0 МПа.>10 МПа.)

Слой 3 – Суглинок

Число пластичности: IP = WL – WP = 27,7–22,7 = 5%.

Плотность сухого грунта Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа: ρd = = = 1,45 т/м3 .

Пористость и коэффициент пористости:

n = (1 – ρd / ρs )*100 = (1–1.45/2,73)*100 = 47%,

e = n/(100-n) = 47/(100–47) = 0,89.

Показатель текучести: IL = = = 1,2

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

γI = ρI *g = 1.82*9.81 = 17.8 кН/м3 ,

γII = ρII *g = 1.84*9.81 = 18,0 кН/м3 ,

γS = ρS *g = 2,73*9.81 = 26.8 кН/м3 .

Удельный вес суглинка, размещенного ниже УПВ:

γsb = = = 8,89 кН/м3 ,

По таблице 3 СНиП Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа 2.02.01–83* принимаем: gc1 = 1,1 для суглинка (JL > 0,5), gc 2 =1.

При jII = 19° по табл. 4 СНиП 2.02.01–83* имеем: Mg =0,47; Mq =2,89; Mc =5,48.

Удельный вес грунта gsb = 8,89 кН./м3 .; удельное сцепление cII = 17 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

=

=(1,1*1/1)*(0,47*1*1*8,89+2,89*(0,7*18,7+(5,6–0,7)*9,3)+5,48*17)=315,56 кПа.

Полное наименование грунта №3 – суглинок

(Rусл = 315,56 кПа., Ncol II max = 1583,7 кН., Е=10,0 МПа.>5 МПа.)

Слой 4 – Пески

Число пластичности: IP = WL Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа – WP = –

Плотность сухого грунта: ρd = = = 1,62 т/м3 .

Пористость и коэффициент пористости:

n = (1 – ρd / ρs )*100 = (1–1.62/2,67)*100 = 39%,

e = n/(100-n) = 39/(100–39) = 0,64.

Показатель текучести: IL = –

Расчетные значения удельного веса и удельного веса частиц:

γI = ρI *g = 1.92*9.81 = 18,84 кН/м3 ,

γII = ρII *g = 1.94*9.81 = 19,03 кН/м3 ,

γS = ρS *g = 2.67*9.81 = 26.2 кН/м3 .

Удельный вес суглинка, размещенного ниже УПВ:

γsb Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа = = = 9,88 кН/м3 ,

По таблице 3 СНиП 2.02.01–83* принимаем: gc1 = 1,25 для песков маленьких,

gc 2 =1,0.

При jII = 35° по табл. 4 СНиП 2.02.01–83* имеем: Mg =1,68; Mq =7,71; Mc =9,58.

Удельный вес грунта gsb = 9,88 кН./м3 .; удельное сцепление cII = 1,0.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

=

=(1,25*1/1)*(1,68*1*1*9,88+7,71*(0,7*18,7+(5,6−0,7)*9,3+1,5*8,89)+

+9,58*1)=726,8 кПа.

Полное наименование грунта №4 – пески

(Rусл = 726,8 кПа., Ncol II max = 1583,7 кН., Е=30 МПа.>10 МПа.)

Заключение

В Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа целом площадка применима для возведения строения. Рельеф площадки размеренный с маленьким уклоном в сторону скважины 3. Грунты имеют слоистое наслоение, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превосходит 2%). Все грунты имеют достаточную крепкость, невысокую сжимаемость и могут быть применены в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды размещены на маленький глубине Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа, что существенно усугубляет условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,70 м. нужно водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обусловлена проверкой стойкости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя суглинок); суглинок, залегающий в зоне вымерзания является пучинистым грунтом, потому глубина заложения фундаментов внешних колонн строения Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа должна быть принята более расчетной глубины вымерзания суглинка. При производстве работ в зимнее время нужно предохранение основания от вымерзания.

Целенаправлено разглядеть последующие вероятные варианты фундаментов и оснований:

1) фундамент маленького заложения на естественном основании – суглинке;

2) фундамент на распределительной песочной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа основания);

3) свайный фундамент из забивных висящих свай; несущим слоем может служить слой №4, пески.

Следует предугадать срезку и внедрение почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п. 1.5 СНиП 2.02.01–83*).

Расчет и проектирование варианта фундамента на естественном основании

Проектируется цельный фундамент маленького заложения на естественном основании по серии Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа 1.412–2/77 под колонну, расположенную по осям Л-5, для начальных данных, приведенных выше.

Определение глубины заложения фундамента

1-ый фактор – учет глубины сезонного вымерзания грунта. Грунты основания пучинистые, потому глубина заложения фундамента d от отметки планировки DL должна быть более расчетной глубины вымерзания. Для tвн = 10° и грунта основания, представленного суглинком, по СНиП 2.02.01–83*:

d ³df Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа = Kh ×dfn = Kh ×d0 = 0,8×0,23× = 1,45 м.

Коэффициент Kh = 0,8 принят как уточненный при следующем расчете в согласовании с указаниями, примечания к табл. 1 СНиП 2.02.01–83* (расстояние от наружной грани стенки до края фундамента af = 1,1 м > 0,5 м).

2-ой фактор – учет конструктивных особенностей строения. Для данных размеров сечения двухветвевой колонны 1400х600 мм. и нужной Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа глубины ее заделки в стакан (1200 мм.) по серии 1.412–2/77 требуется подколонник типа Д площадью сечения 2100х1200 мм. Малый типоразмер высоты фундамента для обозначенного типа подколонника Hф = 1,8 м. Таким макаром, по второму фактору требуется d = Hф + 0,15 = 1,8 + 0,15=1,95 м.

3-ий фактор – инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности на огромную глубину залегает Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа слой 2, представленный довольно крепким малосжимаемым суглинком (Rусл = 220,72 кПа). Подстилающие слои 3 и 4 по сжимаемости и прочности не ужаснее среднего слоя. В этих критериях, беря во внимание высочайший УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целенаправлено принять наименьшую, но достаточную из критерий вымерзания и конструктивных требований.

С учетом всех 3-х причин Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа, принимаем глубину заложения от поверхности планировки (DL) с отметкой d =1,95 м., Нф = 1,8 м. Абсолютная отметка подошвы фундамента (FL) составляет – 83,45 м., что обеспечивает выполнение требования о наименьшем заглублении в несущий слой. В самой низкой точке рельефа заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа (NL) равной 84,80 м. составляет: 84,80 – 83,45 = 1,35 м.

Определение Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа площади подошвы фундамента

Площадь Атр подошвы фундамента определяем по формуле:

Атр = Ncol II / (Rусл – gmt ×d) = 1583,7 / (220,72 – 20×1,80) = 8,58 м2 .,

где gmt = 20 кН. / м3 . – (без учета подвала) средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

Принимаем фундамент ФД 13–2 с размерами подошвы l = 4,2 м., b Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа = 3,6 м., тогда А = l × b = 15,12 м2 ., Нф = 1,8 м., объём бетона Vfun = 10,9 м3 .

Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:

Gfun II = Vfun ×gb ×gf = 10,9 × 25×1 = 275,5 кН.;

Vg = l×b×d– Vfun = 15,12× 1,80 – 10,9 = 16,32 м3 .;

Gg II = (l×b×d– Vfun ) ×gII ×gf =16,32*0,95*18,7*1= 305,11 кН.

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа масс подошвы:

Ntot II = 1583,7 + 275,5+ 305,11 = 2164,3 кН.;

Mtot II = 585,1 + 58,3 × 1,8 = 690,00 кН×м.;

Qtot II = Qcol II = 58,3 кН.

Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R для принятых размеров фундамента (b = 3,6 м., l = 4,2 м., d = 1,8 м.):

R=(1,1*1/1)*(0,51*3,6*1*9,3+3,06*(0,7*18,70+(1,8−0,7)*9,3)+5,66*21)=

=228 кПа.

Давление на грунт под подошвой фундамента

Определяем среднее PII mt , наибольшее PII max и малое Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа PII min давления на грунт под подошвой фундамента:

= Ntot II /А ± Mtot II /W = 2164,3 /15,12 ± 690 ×6/3,6×4,22 =

=(143,2 ± 65,2) кПа.

PII max = 208,4 кПа. < 1,2×R = 1,2 ×228 = 273,6 кПа.;

PII min = 78,00 кПа. > 0.

Т.к. грузоподъемность мостового крана Q = 16 т. < 75 т., то отношение инспектировать не требуется.

PII mt = 2164,3 /15,12 =143,2 кПа. < R = 228 кПа.

Все условия ограничения давлений выполнены.

Чертеж фундамента Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа и эпюра контактных давлений по его подошве

Расчет осадки способом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента способом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента Л-5.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в согласовании с п.1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*:

szg ,0 = [gII Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа ×dw + gsb II ×(d– dw )] = [18,7×0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7)] = 23,32 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от наружной нагрузки на уровне подошвы фундамента:

szp 0 = P0 = PII mt – szg,0 = 143,2 – 23,32 = 119,88 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента: η=l/b=4,2/3,6=1,17.

Значения коэффициента a устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*.

Для удобства использования обозначенной таблицей из условия: принимаем толщину элемента Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 3,6 = 0,72 м.

Последующие вычисления сводим в таблицу.

Определение осадки

zi , м. zi + d, м. a

szp = a×P0 ,

кПа.

szg = szg,0 +

+ gsb,i × zi т ,

кПа.

0,2×szg ,

кПа.

Е,

кПа.

0 0 1,80 1,000 119,88 23,32 4,66 12000
0,72 0,4 2,52 0,966 115,80 30,02 6,00 12000
1,44 0,8 3,24 0,824 98,78 36,71 7,34 12000
2,16 1,2 3,96 0,644 77,20 43,41 8,68 12000
2,88 1,6 4,68 0,490 58,74 50,10 10,02 12000
3,60 2,0 5,40 0,375 44,96 56,80 11,36 12000
4,32 2,4 6,12 0,291 34,89 63,50 12,70 10000
5,04 2,8 6,84 0,230 27,57 70,19 14,04 10000
5,76 3,2 7,56 0,185 22,18 76,89 15,38 30000
6,48 3,6 8,28 0,152 18,22 83,58 16,72 30000
7,20 4,0 9,00 0,126 15,10 90,28 18,06 30000
7,92 4,4 9,72 0,107 12,83 96,98 19,40 30000
8,64 4,8 10,44 0,091 10,91 103,67 20,73 30000

Граница верхнего и среднего слоя условно смещена до глубины zi = 3,6 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа слоя №3 и слоя №4 смещена до глубины zi = 5,04 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3 м.). На глубине Hc = 7,20 м. от подошвы фундамента производится условие СНиП 2.02.01–83 (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

szp = 15,10 кПа. » 0,2×szg = 18,06 кПа.,

потому послойное суммирование деформаций основания производим в границах Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:


S=β×h×∑σzp,i /Ei =0,8×0,6×[1/12000×(119,88×0,5+115,8+98,78+77,20+

+58,74+44,96×0,5)++1/10000×(44,96×0,5+34,89+27,57×0,5)+ +1/30000×(27,57×0,5+22,18+18,22+15,10×0,5)] =0,022 м. = 2,2 см.

Условие S = 2,2 см. < Su = 8,0 см. производится (значение Su = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).

Схема рассредотачивания напряжений в основании фундамента по оси Л-5


Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном основании, в виде песочной распределительной Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа подушки

Глубина заложения фундамента

Аналогично фундаменту на естественном основании назначаем глубину заложения фундамента d = 1,80 м. Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные свойства:

E = 45 МПа.; е= 0,50; g II = 20,2 кН. / м3 .; gn,sb = 10,7 кН./м3 .

Определение требуемой площади подошвы фундамента

Для определения площади Атр подошвы фундамента Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа принимаем расчетное сопротивление R0 = 500 кПа, материала песочной подушки, среднезернистого песка.

Тогда Атр = 1583,7/(500–20,0×1,8) = 3,41 м2 .

Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт

В согласовании с требуемой величиной площади подошвы Атр = 3,41м2 . и высотой фундамента Нф = 1,8 м., подбираем типовой фундамент серии 1.412–2/77.

Принимаем фундамент ФД 8–2, размеры которого l = 2,7 м., b = 2,4 м., А = 6,48м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа2 ., Нф = 1,8 м.; объем бетона Vfun = 5,7 м3 .

Вычисляем расчетное значение веса фундамента и грунта на его уступах:

Gfun = Vfun ×gb ×gf = 5,7×25×1 = 142,5 кН.;

Vg = l×b×d – Vfun = 2,7×2,4×1,80 – 5,7 = 5,96 м3 .;

Gg II = Vg ×Kрз × gII ×gf = 5,96×0,95×18,7×1 = 105,88 кН.

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру масс подошвы:

Ntot II = 1583,7+142,5+105,88 = 1832,08 кН.;

Mtot II = 585,1 + 58,3 × 1,8 = 690,0 кН Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа×м.;

Qtot II = Qcol II = 58,3кН.

Расчетное сопротивление грунта

Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки для принятых размеров фундамента (b = 2,4 м.; l = 2,7 м.; d = 1,80 м.):

R = 500×(1 + 0,125 × (2,4 – 1)/1)×(1,8 + 2)/(2×2) = 558,13 кПа.

Давление на подушку под подошвой фундамента.

Определяем среднее PII mt , наибольшее PII max и малое PII min давления на распределительную песчаную подушку фундамента Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа:

PII max =Ntot II /(l×b)+Mtot II /(l2 ×b)= 1832,08 /(2,7×2,4)+ 690 ×6/(2,72 ×2,4)=

=519,4 кПа.,

PII min =Ntot II /(l×b) – Mtot II /(l2 ×b)= 1832,08 /(2,7×2,4) – 690 ×6/(2,72 ×2,4)=

=46,1 кПа.,

PII max = 519,4 кПа. < 1,2×R = 1,2×558,13 = 669,76 кПа.,

PII min = 46,1 кПа. > 0,

PII mt = 1832,08 /(2,7×2,4) = 282,73 кПа. < R = 558,13 кПа.

Все требования по ограничению давлений выполнены.

Определение толщины распределительной подушки

Назначаем в Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа первом приближении толщину песочной подушки hп = 0,9 м. Проверяем выполнение условия szp + szg £ Rz , для этого определяем при z = hп = 0,9 м.:

а) szg = gII ×dw + gsb II ×(d – dw ) + gsb н × z = 18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) +

+ 10,7 × 0,9 = 32,95 кПа.;

б) szp = a×(PII mt – szg, 0 ) = 0,836 ×(282,73 – 23,32) = 216,87 кПа.,

где szg, 0 = gII × dw + gsb II × (d – dw )=18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) = 23,32 кПа Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.;

a = 0,836 для и .

Коэффициент a определен интерполяцией из табл. 1 прил. 2 к СНиП 2.02.0–83*.

в) Az = Ntot II /szp = 1832,08 /216,87 = 8,45 м2 .;

м.; bz = (8,45+0,152 )0,5 – 0,15=2,73 м.

Rz =(1,1×1/1)×(0,51×1×2,73×9,3+3,06 (0,7×18,7+1,1×9,3+0,9×10,7)+

+5,66×21)=255,83 кПа.

szg + szp = 32,95 + 216,87 = 249,82 кПа. < Rz = 255,83 кПа.

Условие проверки производится.

Расчет осадки способом послойного суммирования

Для расчета осадки фундамента способом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа колонкой по оси фундамента М-5.

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в согласовании с п.1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*:

szg , 0 = gII ×dw + gsb II × (d– dw )=18,7 × 0,7 + 9,3 × (1,8 – 0,7) = 23,32 кПа.

Дополнительное вертикальное давление на основание от наружной нагрузки на уровне подошвы фундамента:

szp 0 = P0 = PII mt – szg,0 = 282,73 – 23,32 = 259,41 кПа Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.

Соотношение сторон подошвы фундамента: .

Значения коэффициента a устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*.

Для удобства использования обозначенной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 2,4 = 0,48 м.

Последующие вычисления сводим в таблицу.


zi , м. zi + d, м. a

szp = a×P0 ,

кПа.

szg = szg,0 +

+ gsb,i × zi т ,

кПа.

0,2×szg ,

кПа.

Е Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа,

КПа.

0,00 0 1,80 1 259,41 23,32 4,66 45000
0,48 0,4 2,28 0,965 250,33 27,78 5,56 45000
0,96 0,8 2,76 0,815 211,42 32,25 6,45 45000
1,44 1,2 3,24 0,629 163,17 36,71 7,34 12000
1,92 1,6 3,72 0,475 123,22 41,18 8,24 12000
2,40 2,0 4,20 0,360 93,39 45,64 9,13 12000
2,88 2,4 4,68 0,278 72,12 50,10 10,02 12000
3,36 2,8 5,16 0,219 56,81 54,57 10,91 12000
3,84 3,2 5,64 0,176 45,66 59,03 11,81 12000
4,32 3,6 6,12 0,144 37,36 63,50 12,70 10000
4,80 4,0 6,60 0,120 31,13 67,96 13,60 10000
5,28 4,4 7,08 0,101 26,20 72,42 14,49 10000
5,76 4,8 7,56 0,085 22,05 76,89 15,38 30000
6,24 5,2 8,04 0,075 19,46 81,35 16,27 30000
6,72 5,6 8,52 0,065 16,86 85,82 17,16 30000
7,20 6,0 9,00 0,057 14,79 90,28 18,06 30000
7,68 6,4 9,48 0,050 12,97 94,74 18,95 30000

Граница распределительной подушки и верхнего слоя суглинка условна смещена до глубины zi = 0,96 м. от подошвы фундамента (фактическое положение на глубине z = 0,90 м.), граница верхнего и среднего слоев – до глубины zi = 3,84 м. (фактическое положение на глубине z = 3,8 м.), а граница суглинка и глины смещена до глубины zi Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа = 5,23 м. от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,3). На глубине Hc = 6,72 м. от подошвы фундамента производится условие СНиП 2.02.01–83* (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

szp = 16,86 кПа. » 0,2×szg = 17,16 кПа.,

потому послойное суммирование деформаций основания производим в границах от подошвы фундамента до ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=β×h Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа×∑σzp,i /Ei =0,8×0,48×[1/45000×(259,41×0,5+250,33+211,42×0,5)+

+1/12000××(211,42×0,5+163,17+123,22+93,39+72,12+56,81+45,66×0,5)+

+1/10000×(45,66×0,5+37,36+31,13+26,20×0,5)+

+1/30000×(26,20×0,5+22,05+19,46+16,86×0,5)]=0,028м.=2,8см.

Условие S =2,8 см. < Su = 8,0 см. производится (значение Su = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).

Расчет и проектирование свайного фундамента

Разглядим вариант свайного фундамента из забивных свай сечением 300x300 мм., погружаемых дизельным молотом.

Глубина заложения подошвы ростверка

Назначаем глубину заложения подошвы ростверка:

Расчетная глубина вымерзания грунта от Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа поверхности планировки DL равна df = 1,45 м.

По конструктивным требованиям, также как и для фундамента на естественном основании верх ростверка должен быть на отметке – 0,150, размеры подколонника (стакана) в плане lcf x bcf = 2100 x 1200 мм., глубина стакана dp = 1250 мм. Если принять в первом приближении толщину дна стакана (в следующем она Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа должна быть уточнена проверкой на продавливание колонной) равной hp =500 мм., то малая высота ростверка должна быть:

hr ³ dp + hp = 1750 мм. = 1,75 м.

Для последующих расчетов принимаем большее из 2-ух значений (1,58 м. и 1,75 м.), т.е. hr = 1,8 м. (кратно 150 мм.), что соответствует глубине заложения – 1,95 м. (abs. отм. +83,45).

Нужная длина Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа свай

В качестве несущего слоя висящей сваи принимаем песок маленький (слой №4), тогда нужная длина сваи должна быть более:

lсв =h1 +h2 +h3 =0,05+5,15+1 = 6,20 м.

Принимаем типовую железобетонную сваю С-7–30 (ГОСТ 19804.1–79*) квадратного сечения 300 х 300 мм., длиной L = 7 м. Класс бетона сваи В20. Арматура из стали класса 4 Æ10АIII, объем бетона 0,64 м3 ., масса сваи 1,60 т Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа., толщина слоя защиты ав = 20 мм.

Несущая способность одиночной сваи

Определяем несущую способность одиночной сваи из условия сопротивления грунта основания по формуле (8) СНиП 2.02.03–85*:

Fd = gC × (gCR × R × A + uågcf × fi × hi ).

В согласовании с расчетной схемой сваи устанавливаем из табл. 1 СНиП 2.02.03–85* для песков при z = 10,15 м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа. расчетное сопротивление R=4075 кПа. Для определения fi расчленяем каждый однородный пласт грунта (инженерно-геологический элемент) на слои Li £ 2 м. и устанавливаем среднюю глубину расположения zi каждого слоя, считая от уровня природного рельефа (отн. отм. +1,250). Потом по табл. 2 СНиП 2.02.03. – 85*, используя в нужных случаях интерполяцию, устанавливаем:

для суглинка при JL = 0,45 и z1 = 4,20 м. Þ f Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа1 = 23,5 кПа.;

для суглинка при JL = 0,45 и z2 = 6,025 м. Þ f2 = 26,50 кПа.;

для суглинка при JL = 1,2 и z3 = 7,60 м. Þ f3 = 6,00 кПа.;

для песков и z4 = 9,25 м. Þ f4 = 62,75 кПа.

Площадь опирания сваи на грунт А=0,3х0,3=0,09м2 ., периметр U=0,3×4=1,2 м. Для сваи сплошного сечения, погружаемой забивкой дизельным молотом, по табл Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа. 3 СНиП 2.02.03–85* gCR = gCf =1, gС = 1.

Тогда:

Fd =1×[1×4075×0,09 + 1,2×1×(23,5×2,0 + 26,50×1,65 + 6,000×1,50 +62,75×1,80)]= =609,50 кН.


Требуемое число свай

Определяем требуемое число свай в фундаменте в первом приближении при Ncol I = 1900,4 кН.:

n=1900,4 ×1,4×1,3×0,95/[609,50 – 20×1,8×(3×0,3)2 ×1,4]=5,79.

Принимаем n = 6.

Размещение свай в кустике

Размещаем сваи в кустике по типовой схеме. Совсем размеры подошвы ростверка назначаем, придерживаясь унифицированных размеров в плане, кратных 0,3 м., и по Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа высоте, кратных 0,15 м.

Вес ростверка и грунта на его уступах

Определим вес ростверка и грунта на его уступах.

Объем ростверка: Vr = 3×1,8×0,9 + 2,1×1,2 × 0,9 = 7,13 м3 .;

Объем грунта: Vgr = 3×2,1×1,8 – Vr = 4,21 м3 .

Вес ростверка и грунта:

Gr+Ggr=(Vr×gb + Vgr×Kрз×gII)×gf =(7,13×25 + 4,21×0,95×18,7)× 1,2 = 303,65 кН.

Определение окончательных нагрузок

Все действующие нагрузки приводим к центру Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа масс подошвы ростверка:

Ntot I = Ncol I + Gr I + Ggr I = 1900,4 + 303,65 = 2204,1 кН.;

Qtot I = Qcol I = 70,0 кН.;

Mtot I = Mcol I + Qtot I×Hr = 702,1 + 70 × 1,8 = 828,1 кН.×м.

Проверка нагрузок на последние сваи

Определяем расчетные нагрузки, передаваемые на последние сваи в плоскости подошвы ростверка по формуле (3) СНиП 2.02.03–85*:

NI max = 2204,1 /6+828,1 ×1,25/4×1,252 = 532,97 кН.;

NI Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа min = 2204,1 /6–828,1 ×1,25/4×1,252 =201,73 кН.

Проверяем выполнение критерий:

NI max = 532,974 кН.<1,2× Fd /gk ×gn = 1,2×609,50 /1,4×0,95=549,9 кН.;

NI mt = 367,35 кН.< Fd /gk ×gn = 609,50 /1,4×0,95 = 458,27 кН.;

NI min = 201,73 кН. > 0

Коэффициент надежности по предназначению строения gn = 0,95 принят в согласовании со СНиП 2.01.07–85* «Нагрузки и воздейсвия».

Подготовительная проверка все сваи по прочности материала

Выполним подготовительную проверку сваи Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа по прочности материала по графикам и указаниям учебного пособия.

Определяем коэффициент деформации ae :

.

Исходный модуль упругости бетона класса В20, подвергнутого термический обработке при атмосферном давлении, по табл. 18 СНиП 2.03.01–84*, Еb =24×103 МПа. Момент инерции поперечного сечения сваи:

.

Условная ширина сечения сваи bp = 1,5×dсв + 0,5 = 1,5×0,3 + 0,5 = 0,95м. Коэффициент пропорциональности k по табл. 1 прил. 1 к СНиП Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа 2.02.03–85* для песков (е = 0,65), принимаем k = 17МН./м4 . Коэффициент критерий работы gс = 1.

αε = (17×0,95/1×24×103 ×0,675×10-3)0,2 = 0,999 м-1 .;

Глубина расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка:

l1 = 2/αε = 2/0,999 = 2,00 м.

В заделке действуют усилия: продольная сила NI max = 532,97 кН.; изгибающий момент МI = Qtot I ×l1 /n = 70 ×2,00/6 = 23,33 кН.×м.

Точка, соответственная значениям обозначенных усилий, лежит на графике ниже кривой Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа для принятой сваи (сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование 4Æ10АIII), как следует, подготовительная проверка указывает, что крепкость сваи по материалу обеспечена.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Класс бетона ростверка принимаем В20, тогда Rbt = 0,90 МПа. (табл. 13 СНиП 2.03.01–84*). Рабочую высоту сечения принимаем h0 = 50 см.

Расчетное условие имеет последующий Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа вид:

;

Размеры bcol = 600 мм., hcol = 1400 мм., c1 = 400 мм. и c2 = 200 мм. показаны на рис., коэффициент надежности по предназначению gn = 0,95.


Определяем коэффициент a, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стены стакана, зачем за ранее определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны Аf (по Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа внешнему обводу обоих веток).

Af = 2 × (bcol + hcol ) × hg = 2 ×(0,6 + 1,4)×1,25 = 5,00 м2 .;

α=1–0,4×Rbt ×Аf /Ncol I =1–0,4×0,9×103 ×5,00 /2649,6 =0,32<0,85.

Принимаем a = 0,85.

Значения реакций по верхней горизонтальной грани:

а) в первом ряду от края ростверка со стороны более нагруженной его части:

F1 =NcolI /n+McolI ×y1 /Σyi 2 =1900,4 /6+702,1 ×1,25/4×1,252 =457,15 кН.

Величина продавливающей силы определяется по формуле:

Fper =2×ΣFi =2×(F1 +2×F2 )=2×(457,15 +2×0)=914,3 кН Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.

Предельная величина продавливающей силы, которую может воспринять ростверк с принятой шириной дна стакана:

F= (2×h0 ×Rbt /α)×[h0 ×(bcol + c2) /c1 +h0 ×(hcol + c1) /c2 ] =

=(2×0,5×0,9×103 /0,85)×[0,5×(0,6+0,2)/0,4+0,5×(1,4+0,4)/0,2]=

=5823,4 кН.> gn × Fper = 0,95× 914,3 =868,59 кН.,

т.е. крепкость ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Выполним расчет свайного фундамента по Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента по формуле 14 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*:

проверяем выполнение условия:

Горизонтальная нагрузка на голову сваи равна:

H1 =QtotI ×gn /n =70/6=11,67 кН.

Коэффициент деформации αε = 0,999 м-1 . Условная ширина сечения сваи bp = 0,95 м. Прочностной коэффициент пропорциональности, для суглинка мягкопластичного (JL = 0,45), по табл. 1 прил. 1 СНиП 2.02.03–85* равен Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа: a = 64,4 кН./м3 .

Приведенное значение продольной силы для приведенной глубины погружения сваи в грунт = l × αε = 6,95×0,999 = 6,95 > 4 определяем по табл. 2 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* (шарнирное сопряжение сваи с ростверком) при l = 4 и zi = 0. Получаем = 0,409, тогда:

Hel =0,409×64,4×0,95/0,9992 =25,07 кН.

Потому что сила Hel = 25,07 кН. > gn ×HI = 11,67 кН., то расчет ведем по первой (упругой) стадии Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа работы системы свая-грунт.

При шарнирном опирании низкого ростверка на сваи М0 =0 и =0, как следует, формулы (30) и (31) по п.12 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* воспримут вид:


Определяем перемещение в уровне подошвы ростверка от единичной горизонтальной силы НII =1:

εнн = А0 /αε 3 ×Еb ×I= 2,441/0,9993 ×24×106 ×0,675×10-3 =0,000151 м./кН.,

εмн = В0 /αε 3 ×Еb ×I= 1,621/0,9993 ×24×106 ×0,675×10-3 =0,000100 м./кН.,

где безразмерные коэффициенты А Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа0 и В0 приняты по табл. 5 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* для приведенной глубины погружения сваи = 4 м.

U0 =Up =QtotII ×εнн /n =70 ×0,000151/6=0,0018 м.,

Ψ0 =Ψp =QtotII ×εмн /n =70×0,000100/6=0,0012 рад.

Потому что Up = 0,18 см. < Uu = 1см., условие ограничения горизонтального перемещения головы сваи выполнено.

Расчет стойкости основания

Выполним расчет стойкости основания, окружающего сваю Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа по условию (25) прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*, ограничивающему расчетное давление σz , передаваемое на грунт боковыми поверхностями сваи:

Тут расчетный удельный вес грунта с учетом взвешивания в воде (для слоя 2)gI = gsb = 9,3 кН./м3 .; φI = 180 ; cI = 14 кПа.; коэффициент x = 0,6 (для забивных свай); коэффициент η1 = 0,7. При установлении значения коэффициента η2 по формуле (26) прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*, используем Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа данные табл. 5, из которой следует, что момент от наружных неизменных нагрузок в сечении на уровне нижних концов свай составит для оси Л:

Мс = 117,8 + 10,6 × 8,75= 210,55 кН.×м.

Момент от временных нагрузок в том же сечении составит:

Мt = 99,8 + 324,9 + 27,9 + (1,9 + 50,4 + 0,7) × 8,75 = 916,35 кН.×м.;

η2 = (Мс +Мt )/(ñ×Мс +Мt )= (210,55 +916,35)/(2,5×210,55 +916,35)=0,80

Расчетное давление на грунт σz Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа , кПа., определяем по формуле (36) и указаниям п.13 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*:

,

для глубины , потому что > 2,5;

откуда Z=0,85/0,999=0,85, а = 0,85.

Для этой приведенной глубины по табл. 4 прил. 1 СНиП 2.02.03–85* имеем:

А1 = 0,996; В1 = 0,849; С1 = 0,363; D1 = 0,103.

σz = (17000/0,999)×0,85×(1,8×10-3 ×0,996–1,2×10-3 ×0,849/0,999+

+0+11,92×0,103/0,9993 ×24×106 ×0,675×10-3 ) = 12,28 кПа.

Как видно, gn ×σz =0,95×12,28=11,67 кПа.<(σz )u =

=(0,7×0,80×4/cos180 )×(9,3×0,85×tg180 +0,6×14)=

=25,98 кПа.,

т. е. устойчивость грунта, окружающего сваю, обеспечена.

Несущая способность сваи Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа по прочности материала

Определим несущую способность сваи по прочности материала. Свойства сваи: Rb =11,5 МПа.; Rsc = Rs = 365 МПа.; b=dсв =30 см.; а=а’=3 см.; h0 = dсв – а’ = 30 – 3 = 27 см.; Аs = Аs’ = 4,52/2 = 2,26 см2 .

Из формулы (37) прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* для обозначенных черт сваи получаем последующее выражение для определения моментов Мz в Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа сечениях сваи на различных глубинах z от подошвы ростверка:


Mz =34,92×A3 -23,30×B3 +14,32×D3 .

Результаты последующих вычислений, имеющих целью определение Мz max, сводим в табл., при этом при предназначении Z используем соотношение = Z ×ae , в каком значения Z принимаем по табл. 4. прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*.

Результаты вычислений изгибающих моментов

Zi, м. A Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа3 B3 D3 Mz, кН.м.
0,48 0,48 -0,021 -0,005 0,999 11,48
0,96 0,96 -0,167 -0,083 0,975 13,70
1,43 1,43 -0,455 -0,319 0,866 10,08
1,91 1,91 -1,118 -1,074 0,385 5,37
2,39 2,39 -2,141 -2,663 -0,949 1,94

Как видно из таблицы, МzmaxI=13,7 кН.×м. действует на глубине z =0,96 м.

Эксцентриситеты продольной силы для более и менее нагруженных свай составляют соответственно:

е01 = Мz max I / N max I = 13,7/532,97 = 2,5 см.,

е02 = Мz max I / N min I = 13,7/201,73= 6,8 см.

Определим значения случайных эксцентриситетов Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа по п.1.21.СНиП 2.03–01–84* для расчетной длины l1 = 2/αε = 2/0,999 = 2м. и поперечного размера сваи dсв = 30 см.:

еa1 = l1 /600=200/600= 0,33 см.,


Потому что приобретенные значения эксцентриситетов е01 и е02 больше еai , оставляем эти значения для предстоящего расчета свай по п.3.20 СНиП 2.03.01–84*.

Находим расстояния от точек приложения продольных сил NmaxI и NminI до равнодействующей усилий в арматуре Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа S:

е1 = е01 +(h0 -а’)/2 = 2,5+(27–3)/2 = 14,5 см.,

е2 = е02 +(h0 -а’)/2 = 6,8+(27–3)/2 = 18,8 см.

Определим высоту сжатой зоны бетона по формуле (37) СНиП 2.03.01–84*:

X1 =N max I/Rb×dсв=532,97 /11,5×103 ×0,3=0,1645 м.=16,45 см.,

X2 =N min I/Rb×dсв=201,73 /11,5×103 ×0,3=0,058 м.=5,8 см.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны по табл. 2.2 п.2.3.12 учебного пособия, составляет для стали Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа А-III и бетона В20 xR =0,591.

При x1 =X1 /h0 =16,45/27=0,609 см.> xR = 0,591, уточняем значение X1 :

ñ=N max I/Rb×dсв×h0 =532,97 /11,5×103 ×0,3×0,27=0,572,

α=Rs×Аs/Rb×dсв×h0 =365×103 ×2,26×10-4 /11,5×103 ×0,3×0,27=0,088,

ξ'1 =(ñ×(1-xR )+2×α×xR )/(1-xR +2×α)=

=(0,572×(1–0,591)+2×0,088×0,591)/(1–0,591+2×0,088)=0,578,

откуда X1 =ξ'1 ×h0 = 0,578×27=15,6 см.

Проверяем крепкость сечения сваи по формуле (36) СНиП 2.03.01–84*:

gn ×N max I=0,95×532,97 =506,32 кН.<

=[11,5×103 ×0,3×0,156×(0,27–0,5×0,156)+365×103 ×2,26×10-4 ×(0,27–0,03)]/0,145 = 849,16 кН.

gn Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа ×N min I=0,95×201,73 =191,64 кН.<[11,5×103 ×0,3×0,058× (0,2–0,5×0,058)+

+3,65×103 ×2,26×10-4 ×(0,27–0,03)]/0,188=194,72 кН.

Несущая способность свай по прочности материала в более нагруженных сечениях обеспечена.

Расчет осадки основания свайного фундамента

Определяем размеры и вес условного фундамента (по указаниям п. 7.1. СНиП 2.02.03–85*).

=(20×3,25+19×1,20+35×1,40)/(3,25+1,20+1,40)=230 .

Размеры свайного поля по внешнему обводу:

l=2×1,25+0,3=2,8 м.,

b=2×0,625+0,3=1,6 м.

Размеры площади подошвы условного массива Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа:

lусл =l+2×lсв ×tg(φIImt /4)=2,8+2×6,95×tg(23/4)=4,20 м.,

bусл =b+2×lсв ×tg(φIImt /4)=1,6+2×6,95×tg(23/4)=3,00 м.

Площадь подошвы условного массива Аусл = 12,60 м2 .

Объём условного массива Vусл = Aусл × hусл – Vr = 12,6×8,75–7,13 = 103,12 м3 .

Вычислим средневзвешенное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента:

γIImt =ΣγIIi ×hi /Σhi =

=(18,7×0,7+9,3×4,75+8,89×1,50+9,88×1,80)/(0,7+4,75+1,50+1,80)=10,20 кН./м3 .

Вес грунта в объёме условного Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа фундамента: Ggr = Vусл ×gII mt = 1052,1 кН.

Вес ростверка GrII = Vr ×gb ×gf = 7,13 × 24×1 = 171,1 кН.

Вес свай Gсв II = 1,60 × 9,81×8×1 = 125,57 кН.

Расчетная нагрузка по подошве условного фундамента от веса грунта, ростверка и свай:

GII = 1052,1 + 171,1 + 125,57 = 1348,8 кН.

Проверяем напряжения в плоскости подошвы условного фундамента.

Ntot II = Ncol II + GII = 1583,7 + 1348,8 = 2932,5 кН.

Mtot II = Mcol II + Qcol II Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа × Hr = 585,1 + 58,3 ×1,8 = 690,0 кН.×м.

Расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента в уровне его подошвы определим по формуле (7) СНиП 2.02.01–83*:

Принимаем: gc 1 = 1,4 для песков, gc 2 = 1,2; k = 1; jII 4 = 35°; cII 4 =1,0 кПа., Mg = 1,68, Mq =7,71, Mc = 9,58, gII mt = 10,20 кН./м3.

R=(1,4*1,2/1)*(1,68*1*3*9,88+7,71*8,75*10,20+9,58*1)=1255,8 кПа.

Среднее давление PII mt по подошве условного фундамента:

PIImt = Ntot II /Aусл = 2932,5 / 12,60 = 232,73 кПа.< R=1255,8 кПа Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.

Наибольшее краевое давление P II max :

PII max = Ntot II /Aусл + Mtot II /Wусл ≤R,

Wусл = l2 усл ×bусл /6= 4,22 ×3,0/6=8,82 м3 .

PII max =232,73 +690 /8,82=310,96 кПа.< R=1255,8 кПа

Для расчета осадки способом послойного суммирования вычислим напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента:

szg,0 =18,7×0,7+9,3×4,75+8,89×1,50+9,88×1,80=78,05 кПа.

Дополнительное вертикальное давление Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа на основание от наружной нагрузки на уровне подошвы условного фундамента:

szp 0 = P0 = PII mt – szg,0 = 232,73 – 78,05 = 154,68 кПа.

Соотношение сторон подошвы фундамента:

η=2,8/1,6=1,75

Значения коэффициента a устанавливаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01–83*.

Для удобства использования обозначенной таблицей из условия: принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 1,6 = 0,32 м.

Определение осадки

zi , м. zi + d, м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа. a

szp = a×P0 ,

кПа.

szg = szg,0 +

+ gsb,i × zi ,

кПа.

0,2×szg ,

кПа.

Е,

КПа.

0 0 8,75 1 154,68 78,05 15,61 30000
0,32 0,4 9,07 0,975 150,81 81,21 16,24 30000
0,64 0,8 9,39 0,864 133,64 84,37 16,87 30000
0,96 1,2 9,71 0,713 110,29 87,53 17,51 30000
1,28 1,6 10,03 0,572 88,48 90,70 18,14 30000
1,60 2,0 10,35 0,457 70,69 93,86 18,77 30000
1,92 2,4 10,67 0,368 56,92 97,02 19,40 30000
2,24 2,8 10,99 0,299 46,25 100,18 20,04 30000
2,56 3,2 11,31 0,246 38,05 103,34 20,67 30000
2,88 3,6 11,63 0,205 31,71 106,50 21,30 30000
3,20 4,0 11,95 0,172 26,60 109,67 21,93 30000
3,52 4,4 12,27 0,147 22,74 112,83 22,57 30000
3,84 4,8 12,59 0,127 19,64 115,99 23,20 30000
4,16 5,2 12,91 0,110 17,01 119,15 23,83 30000

На глубине Hc = 3,84 м. от подошвы условного фундамента производится условие СНиП 2.02.01–83* (прил. 2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

szp = 19,64 кПа. » 0,2×szg = 23,20 кПа.,

потому послойное суммирование деформаций основания производим в границах от подошвы фундамента до Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа ГСТ.

Осадку основания определяем по формуле:

S=β×h×∑σzp,i /Ei =0,8×0,32×[1/30000×(154,68×0,5+150,81+133,64+110,29+

+88,48+70,69+56,92+46,25+38,05+31,71+26,6+22,74+19,64×0,5)]=

=0,0074 м. = 0,74 см.

Условие S = 0,74 см. < Su = 8,0 см. производится (значение Su = 8,0 см. принято по таблице прил. 4 СНиП 2.02.01–83*).


Определение технико-экономических характеристик, сопоставление и выбор основного варианта системы: «основание – фундамент»

Подсчет объемов работ

1) Объем грунта, разрабатываемого под фундамент на естественном основании.

Размеры фундамента Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа ФД13–2: l = 4,2 м.; b = 3,6 м.

Размеры котлована внизу: l = 4,2 + 0,6 = 4,8 м.; b = 3,6 + 0,6 = 4,2 м.

Грунт – суглинок, предельная крутизна откосов котлована 1:0,5.

Размеры котлована поверху: lv = 4,8 + 0,9 = 5,7 м.; bv = 4,2 + 0,9 = 5,1 м.

Глубина котлована h = 1,8 м.

Формула для определения объёмов грунта: , где

S = 20,16 м2 . – площадь котлована внизу;

Sv 29,07 м2 . – площадь котлована поверху.

Объём грунта Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа, разрабатываемого экскаватором: 44,06 м3 .

Объем работ по водоотливу: 13,22 м3 .

2) Объем грунта, разрабатываемого под фундамент на искусственном основании, в виде песочной распределительной подушки.

Фундамент ФД 8–2, размеры которого l = 2,7 м., b = 2,4 м.

Размеры котлована внизу: l = 5,1 м.; b = 4,8 м.

Размеры котлована поверху: lv = 14,25 м.; bv = 13,11 м.

Глубина котлована h = 2,7 м.

S = 22,48 м2 . – площадь котлована внизу Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа; Sv = 186,82 м2 . – площадь котлована поверху.

Объём грунта, разрабатываемого экскаватором: 246,69 м3 .

Объем песочной подушки: 32,75 м3 .

Объем работ по водоотливу: 127,20 м3 .

3) Объем грунта, разрабатываемого под фундамент на сваях.

Размеры фундамента: 3,0 х 1,8 м.

Размеры котлована внизу: l = 3,0 + 0,6 = 3,6 м.; b = 1,8 + 0,6 = 2,4 м.

Грунт – суглинок, предельная крутизна откосов котлована 1:0, 5.

Размеры котлована поверху: lv =4,5 м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.; bv = 3,3 м.

Глубина котлована h = 1,8м.

S = 8,64 м2 . – площадь котлована внизу; Sv = 14,85 м2 . – площадь котлована поверху.

Объём грунта, разрабатываемого экскаватором: 20,89 м3 .

Объем работ по водоотливу: 10,45 м3 .

Объемы работ

п./п.

Наименование работ. Единица измерения.

Объем

работ.

Кол-во.
I. Фундамент на естественном основании
по расчету принят фундамент ФД13–2.
1 Разработка грунта экскаватором – оборотная с Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа ковшом вместимостью 0,5 м3 . в отвал. 1000 м3 . 44,06 0,044
2 Водопонижение при помощи иглофильтров (приблизительно). 100 м3 . 13,22 0,132
3 Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 10 м. бульдозером. 1000 м3 . 26,02 0,026
4 Бетонная подготовка шириной 100 мм. из бетона В3,5 под цельным фундаментом. м3 . 2,27 2,27
5 Установка фундамента с подколонником. м3 . 10,9 10,9
II. Фундамент на искусственном основании
по расчету принят фундамент ФД Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа8–2.
1 Разработка грунта экскаватором – оборотная с ковшом вместимостью 0,5 м3 . в отвал. 1000 м3 . 246,69 0,246
2 Водопонижение при помощи иглофильтров (приблизительно). 100 м3 . 127,20 1,272
3 Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 10 м. бульдозером. 1000 м3 . 208,24 0,208
4 Установка подушки под фундамент. м3 . 32,75 32,75
5 Бетонная подготовка шириной 100 мм. из бетона В 3,5 под цельным фундаментом. м3 . 0,60 0,60
6 Установка фундамента с подколонником. м3 . 5,5 5,5
III Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа. Свайный фундамент
по расчету принят ростверк 3,0 x 1,8 м.; свая С-7–30.
1 Разработка грунта экскаватором – оборотная с ковшом вместимостью 0,5 м3 .в отвал. 1000 м3 . 20,89 0,021
2 Водопонижение при помощи иглофильтров (приблизительно). 100 м3 . 10,45 0,105
3 Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 10 м. бульдозером. 1000 м3 . 13,76 0,014
4 Бетонная подготовка шириной 100 мм. из бетона В 3,5 под цельным фундаментом. м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа3 . 0,75 0,75
5 Установка ростверка. м3 . 7,13 7,13
6 Погружение дизель – молотом на тракторе железобетонных свай длиной 7 м. в грунт. м3 . 4,95 4,95

Сметная себестоимость, трудовые затраты и серьезные вложения сравниваемых вариантов фундаментов.

I. Фундамент на естественном основании

№ пт

ЕниР.

Наим.

работ.

Единицы

измер.

Кол-во. Цена, руб. Издержки, чел.-ч. Кап. вложения, руб.
Един. Общая. На един. Всего. Уд Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа. дин. Всего.
1 1–57 1I 1000м3 0,044 202,686 8,92 126,280 5,56 218,350 9,61
2 синтез 2I 100м3 0,132 84,000 11,09 8,000 1,06 9,000 1,19
3 1–261 3I 1000м3 0,026 22,350 0,58 10,660 0,28 25,000 0,65
4 6–1 4I м3 2,27 23,400 53,12 3,310 7,51 14,850 33,71
5 6–10 5I м3 10,9 42,360 461,72 7,780 84,80 28,810 314,03
Всего: 535,43 99,21 359,19

Затратные расходы (15%) равны: 80,31 руб.

Сметная цена Сс=615,74 руб.

II. Фундамент на искусственном основании

№ пт

ЕНиР.

Наим.

работ.

Единицы

измер.

Кол-во. Цена, руб. Издержки, чел. – ч. Кап. вложения, руб.
Един. Общая. На един. Всего. Уд. един. Всего.
1 1–57 1II 1000м3 0,246 202,686 49,86 126,280 31,06 218,350 53,71
2 синтез 2II 100м3 1,272 84,000 106,85 8,000 10,18 9,000 11,45
3 1–261 3II 1000м3 0,208 22,350 4,65 10,660 2,22 25,000 5,20
4 30–2 4II м3 32,75 10,550 345,51 2,150 70,41 10,460 342,57
5 6–7 5II м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа3 0,60 23,400 14,04 3,310 1,99 14,850 8,91
6 6–1 6II м3 5,5 43,320 238,26 6,070 33,39 33,000 181,50
Всего: 759,17 149,25 603,34

Затратные расходы (15%) равны: 113,88 руб.

Сметная цена Сс = 873,05 руб.

III. Свайный фундамент

№ пт

ЕНиР.

Наим.

работ.

Единицы

измер.

Кол-во. Цена, руб. Издержки, чел. – ч. Кап. вложения, руб.
Един. Общая. На един. Всего. Уд. един. Всего.
1 1–57 1III 1000м3 0,021 202,686 4,26 126,280 2,65 218,350 4,59
2 синтез 2III 100м3 0,105 84,000 8,82 8,000 0,84 9,000 0,95
3 1–261 3III 1000м3 0,014 22,350 0,31 10,660 0,15 25,000 0,35
4 6–1 4III м3 0,75 23,400 17,55 3,310 2,48 14,850 11,14
5 6–7 5III м3 7,13 43,320 308,87 6,070 43,28 33,000 235,29
6 5–3 6III м3 4,95 101,640 503,12 22,640 112,07 100,120 495,60
Всего: 842,93 161,47 747,92

Затратные расходы (15%) равны: 126,44 руб.

Сметная цена Сс = 969,37 руб Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.

Технико-экономические характеристики сравниваемых вариантов фундаментов (на один фундамент)

Вариант

системы.

Себестоимость Привед. издержки Издержки труда.
руб. %. руб. % Чел. – ч. %.
I 615,74 100 658,84 100 99,21 100
II 873,05 142 945,45 144 149,25 150
III 969,37 158 1059,12 161 161,47 163

ВЫВОД: по технико-экономическим показателям более прибыльным является фундамент на естественном основании (Вариант I).

Учет воздействия примыкающих и заглубленных подземных конструкций

При наличии поблизости фундамента приямка следует устроить подбетонку с тем, чтоб Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа производилось условие: Δh ≤ a ×tgψ

tgψ = tgφI + = tg18 + = 0,39

PI = 1,2 ×PIImt = 1,2 ×143,2 = 171,84 кПа

a = 1,15м

a ×tgψ = 1,15 × 0,39 = 0,47 м

Принимаем Δh = 0,47 м

Толщину подбетонки принимаем 3,28 м.

Расчет приямка

Определение активного бокового давления в границах глубины Нпр

Hпр = 4,8 м; l n = 24 м; bn = 4 м

Черта грунта нарушенной структуры:

γ`I = 0,95 ×γI = 0,95 × 18,5 = 17,67 кН/м3

φ`I = 0,9 × φI = 0,9 × 18 = 14,4

γ`sb = γsb = 9,3 кН/м Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа3

Горизонтальные составляющие активного давления

От веса грунта:

Eah = 1×γfa × = = 106,75 кН

= = 10,86

γfa = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для бокового давления грунта

От полезной нагрузки:

Eqh = 1×γtg ×qn ×Hпр × = = 89,35 кН

γfg = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке от qn

qn = 20 кПа – нужная нагрузка

От давления воды:

Ew = 1×γfw × = = 90,2 кН

γfw = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для давления воды

Изгибающий момент и поперечная сила Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа всех горизонтальных сил относительно оси, проходящей через центр масс сечния 1–1

M1-1 = Eah × + Eqh × + Ew × = = 507 кН×м

Q1-1 = Eah + Eqh + Ew = 106,75 + 89,35 + 90,2 = 286,3 кН

dn = Hпр + 0,4 = 4,8 + 0,8 = 5,6 м

0,8 – толщина днища приямка

E`ah = 1×γfa × = = 146,30 кН

E`qh = 1×γtg × qn × dn × = = 104,25 кН

E`w = 1×γfw × = = 129,37 кН

N2-2 = E`ah + E`qh + E`w = 146,30 + 104,25 + 129,37 = 379,92 кН

М = = 742,19 кН×м

M2-2 = M + = 742,19 + = 762,45 кН×м

GI = ((l Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа n + 2×bст )×(bn + 2×bc т )×(dn + 0,5) – l n × bn × Hпр ) × 2,5 × 9,81 ×γfb = ((24+ 2×0,8)×(4+ 2×0,8)×(5,6+ 0,5) – 24 × 4 × 4,8) × 2,5 × 9,81 × 0,9 = 9131,4 кН – собственныйвесприямка

bc т = 0,4 м – толщина стенок приямка

l n = 24 м – длинна приямка

γfb = 0,9 – коэффициент надежности по нагрузке

Fw = Aw ×γw × (dn – dw ) ×γfw = 143,36 × 10 × (5,6 – 0,70) × 1,1 = 7608,2 кН – сила всплытия

Aw = (bn + 2 ×bст ) (l ст + 2 ×bст ) = (4 + 2 × 0,8) (24 + 2 × 0,8) = 143,36 м2 – площадь основания приямка

Потому что вес приямка GI больше силы всплытия Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа Fw , то умеренно распределенная нагрузка q считается по формуле:

q = = = 15,2 кН/м2

pw = γw ×(dn – dw ) = 10 × (5,6 – 0,70) = 49,0 кН/м2 – гидростатическое давление подземных вод

Расчет приямка на всплытие

– условие невсплытия

γem = 1,2 – коэффициент надежности от всплытия

GI = 9131,4 кН

Fw =7608,2 кН

Условие производится, приямок не выплывет

Определение степени брутального воздействия подземных вод и разработка советов по противокоррозионной Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа защите подземных конструкций

Для железобетонных фундаментов на естественном основании серии 1.412–2/77, принятых на базе технико-экономического сопоставления вариантов, и технологического приямка установим наличие и степень брутального воздействия подземных вод по данным хим анализа, для соответствующих грунтовых критерий.

Для фундаментов и приямка предусматриваем бетон с маркой по водопроницаемости W4 на Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа портландцементе по ГОСТ 10178–76*, арматуру класса А-II и А-III. Фундаменты каркаса и приямок размещены ниже УПВ только отчасти, но за счет вероятных конфигураций УПВ и капиллярного подъема до 1,2 м. над УПВ все поверхности фундамента и технологического приямка могут эксплуатироваться под водой, или в зоне повторяющегося смачивания. Степень брутального воздействия воды Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа на подземные конструкции оцениваем в согласовании с табл. 5, 6, 7 СНиП 2.03.11–85*.

Коэффициент фильтрации суглинка, в какой размещены подземные конструкции, равен:

Kf =4,3×10-7 см./с.×86,4×103 с./сут.=3,71 ×10-2 см./сут.=3,71×10–4 м./сут.<0,1м./сут.,

потому к показателям злости, приведенным в табл. 5, 6, 7 СНиП 2.02.11–85*, нужно вводить поправки в согласовании с примечаниями к обозначенным таблицам Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа.

Определяем суммарное содержание хлоридов в пересчете на ионы Cl– , мг./л., в согласовании с прим. 2 к табл. 7 СНиП 2.03.11–85*:

3000+290×0,25=3072,5 мг./л.

Анализ злости воды для бетона на портландцементе

Показатель злости. Номер таблицы СНиП 2.03.11–85*. Степень злости среды по отношению к бетону марки W4.
Бикарбонатная щелочность 5 Не агрессивна, потому что kf < 01 м/сут
Водородный показатель 5 3,3 <4 × 1,3 – среднеагрессивная
Содержание Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа агр-ой углекислоты 5 10×1,3<25<40×1,3 – слабоагрессивная
Содержание аммонийных солей 5 24 < 100×1,3 – неагрессивная.
Содержание магнезиальных солей 5 1100<1000×1,3 неагрессивная.
Содержание едких щелочей 5 0<50000 × 1,3 – неагрессивная.
Содержание сульфатов 6 290<250×1,3 – неагрессивная.
Содержание хлоридов 7 500×1,3<3000<5000×1,3 – среднеагрессивная (в зоне капиллярного подсоса и переменного УПВ).

Заключение. При бетоне обычной (Н) проницаемости (марка по водонепроницаемости W4 по табл. 1 СНиП 2.03.11–85*). В конструкциях фундаментов и приямка вода среднеагрессивна по водородному показателю и содержанию хлоридов, слабоагрессивна по Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа брутальной углекислоты, неагрессивна по бикарбонатной щелочности, аммонойных и магнезиальных солей, едких щелочей, содержанию сульфидов.

Разглядим возможность обеспечения стойкости конструкций фундаментов и приямка в брутальной среде за счет предназначения проектных требований к материалам (первичная защита). Как надо из табл. 11 СНиП 2.03.11–85*, при среднеагрессивной среде и примененной арматуре классов А-II и А Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа-III (группа 1 по табл. 9 СНиП 2.03.11–85*) требуется применение бетона пониженной проницаемости (марки W 6) или покрытой цинком арматуры (см. п.2.21 СНиП 2.03.11–85*). Но покрытыя цинком арматура дорога и дефицитна, а получение бетона пониженной проницаемости в критериях строительной площадки затруднено, потому нужно выполнить специальную защиту фундаментов и приямка.

Для защиты подошвы фундамента и дна Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа приямка при среднеагрессивной среде предусматриваем в согласовании с п.2.33 СНиП 2.03.11–85* устройство битумобетонной подготовки шириной более 100 мм из втрамбованного в грунт щебня с поливкой битумом до полного насыщения.

Для защиты днища (по бетонной подготовке) и боковых поверхностей и гидроизоляции приямка в целом (в согласовании с указаниями п.2.34 и табл. 13, также Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа советами прил. 5 к СНиП 2.03.11–85*) нужно выполнить покрытие III группы – оклеечную гидроизоляцию из 3 слоев гидроизола на жаркой битумной мастике с следующим устройством защитной стены в 1/4 кирпича, пропитанного битумом.

Для защиты боковых поверхностей фундаментов выполнить полимерное покрытие на базе лака ХII-734 (хлорсульфированный целофан).

Фундаменты и приямок выполнить из Промышленное здание в городе Соликамск - курсовая работа бетона обычной (Н) проницаемости (марка по водонепроницаемости W4; водопоглощение менее 5,7% по массе; водоцементное отношение В/Ц менее 0,6).


Перечень литературы

1.Аверьянова Л.Н. Методические указания по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты».

2.СНиП 2.02.01–83* . Основания построек и сооружений.

3.СНиП 2.02.03–85* . Свайные фундаменты.

4.СНиП 2.03.01–84* . Бетонные и железобетонные конструкции.

5.СНиП 2.03.11. – 85. Защита строй конструкций от коррозии.



proksimalnie-izvitie-kanalci.html
prokurator-ponyal-chto-rimskaya-pehota-uzhe-vihodit-soglasno-ego-prikazu.html
prokuratura-goroda-moskvi.html