Проектирование фундаментов для бункерного корпуса в трёх вариантах

Проектирование фундаментов для бункерного корпуса в трёх вариантах

Содержание:

1. Исходные данные на проектирование

. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки

. Сбор нагрузок

. Выбор вариантов фундамента

.1 Расчёт отдельного фундамента

.2 Расчёт ленточного фундамента под колонну

.3 Расчёт свайного фундамента под колонну

. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

.1 Отдельно стоящий фундамент

.2 Ленточный фундамент под колонну

.3 Свайный фундамент под колонну

Список используемой литературы

1. Исходные данные на проектирование

В соответствие с заданием в курсовом проекте необходимо запроектировать фундаменты для бункерного корпуса в трёх вариантах:

) Отдельный фундамент

) Ленточный фундамент

) Свайный фундамент

Схема здания представлена на рисунке 1.1. и 1.2., а так же нормативные нагрузки в таблице 1.1.

Рис.1.1. План здания

Нормативные нагрузки

Таблица 1.1.

Рис.1.2. Разрез здания

Нормативные характеристики грунтов

Таблица 1.2.

Фундаменты проектируются в г. Новосибирске. Геологический разрез строительной площадки представлен на рисунке 1.3.

Нормативная глубина промерзания составляет 2,2 м.

Уровень подземных вод - 3,5 м.

Рисунок 1.3. Геологический разрез

2. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки

На основе исходных данных о грунтах определяются недостающие (вычисляемые) характеристики грунтов каждого слоя основания и результаты вычисления записываются в таблицу 2.1, где даны все необходимые для расчета формулы.

Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

Таблица 2.1.

Первый слой (третий слой) (песок крупный)

плотность сухого грунта

пористость грунта

коэффициент пористости

 (по[1] таб. б18 песок крупный средней плотности)

коэффициент водонасыщения

 (насыщенный водой)

где =1г/см3 - плотность воды (по [1] таб. б17 - насыщенные водой).

Таким образом песок крупный средней плотности, по [2], прил.3 таб.2 R0=500кПа

Второй слой (суглинок)

плотность сухого грунта

пористость грунта

коэффициент пористости

 - (ГОСТ таб.11 разновидность глинистого грунта - суглинок)

показатель текучести

(по[1] ГОСТ 25100-95 таб.б14 суглинок текучепластичный)

Таким образом суглинок текучепластичный с коэффициентом пор=1 и условным расчётным сопротивлением R0=100кПа (по [1] прил.3 таб.3)

Природное заложение грунтов.

Рисунок 2.1. - Геологическая колонка

Таким образом, оценку несущей способности грунтов можно производить по условиям сопротивлению грунтов «R0» как для фундамента шириной «b=1м» и глубиной заложения «˅2,00» и оценив несущую способность слоёв решают вопрос несущего слоя грунта.

3. Сбор нагрузок

Определить нагрузки при расчёте по деформации на фундамент 7-ми этажного бункерного корпуса.

Постоянные нагрузки:=3кН/м2 (покрытия)=2,5кН/м2 (перекрытие)=2,5кН/м2 (перекрытие)=2,5кН/м2 (перекрытие)=11кН/м2 (перекрытие)

.2. Временные нагрузки:=0,85кН/м2 (снег)=4кН/м2=4кН/м2=5кН/м2=150кН/м2

Стены выполнены из сендвичпанелей δ=200мм, γпон=1,2кН/м3, колонны сечением 1х1,1м, γж.б.=25кН/м3, К=70% или =0,7

Сечение 1 - 1

Определяем площадь сечения 1 - 1

Определяем нагрузку до обреза фундамента.

Нагрузка на фундамент колонны:

временные:

от временно снеговой:

от временного веса на перекрытия:

итого временные нагрузки:

=2965,5кН/м2

постоянные:

от веса колонны:

от веса покрытия:

от веса перекрытия:

от веса стены:

итого постоянные нагрузки:

=1771,5 кН/м2

ИТОГО ВСЕГО:

=4737 кН/м2

4. Выбор вариантов фундамента

Здание промышленное, колонна ж/б сечением 1х1,1м, район строительства г.Новосибирск dфн=2,2м.II=4737 кН/м2N0I=4737·1,2=5684,4 кН/м2=0,1м+0,3м+0,5м=0,9мII=0,9·35=31,5 кН·мM0I=31,5·1,2=37,8 кН·м

.1 Расчёт отдельного фундамента

глубина заложения фундамента.= dфн=2,2м

предварительные размеры фундамента

п.2 42 [2]

где γmt=20кН/м - осреднённое значение удельного веса грунта и фундамента на его участок.=1,1

расчётное сопротивление грунта при bпред=3,1м

γС1=1,4;

γС2=1;

К=1 - коэффициент надёжности, если прочностные характеристики определяются непосредственно испытаниями.; MC; Mq; - коэффициенты принимаемые по таб.4 [2] при угле φ=39°=2,28=11,25=10,11=1 (коэффициент) при b=3,1м<10м

 - осредненное значение грунта ниже подошвы фундамента

 - осредненное значение грунта выше подошвы фундамента

размеры подошвы фундамента при R7=1120,833кПа

Конструирование фундамента

Объём фундамента.

вес фундамента:

вес грунта:

где:

Среднее давление по подошве фундамента.

Краевые напряжения.

где:

>0,25 => отрыва подошвы фундамента не будет.

.2 Расчёт ленточного фундамента под колонну

глубина заложения фундамента.= dфн=2,2м

предварительные размеры фундамента

где: γmt=20кН/м - осреднённое значение удельного веса грунта и фундамента на его участок.

l=6 - шаг колон

Расчётное сопротивление грунта при bпред=1,8м

размеры подошвы фундамента при R7=700,35кПа

Конструирование фундамента.

Объём фундамента.

вес фундамента:

вес грунта:

где:

Среднее давление по подошве фундамента.

Краевые напряжения.

где:

>0,25 => отрыва подошвы фундамента не будет.

.3 Расчёт свайного фундамента под колонну

Наиболее не выгодная комбинация нагрузок на обрез фундамента в сечении 1-1.

колонны 1,1х1;

промышленное здание;

N0I=4737·1,2=5684,4 кН/м2I=31,5·1,2=37,8 кН·м

Расчётная схема к определению несущей конструкции сваи.

Учитывая состав грунта и уровень грунтовых вод, время строительство - зимний период, глубина заложения ростверков принимаем ниже глубины промерзания

Глубина промерзания грунта df=2,2м (по [3] п.7.11.)

Принимаем сваю

С10-35 - L=10м, сечение 0,35х0,35 по ГОСТ19804-74

Класс бетона В20

Арматура 4 ᴓ 2АII; AS=6,46см2

Глубина заложения фундамента фн=2,2м+(10м-0,3м)=11,9м

Определение несущей способности сваи.

где:γС=1 - коэффициент условия работ сваи=7700кПа - расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи. (по [3] таб.1)

А=0,35·0,35=0,1225м2 - площадь операния сваи на грунт =0,35+0,35+0,35+0,35=1,4м - наружный периметр поперечного сечения сваи- расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи- высота i-го слоя грунта

При определении fi разбиваем на слои не более 2 м, через zi определяют fi (по [3] таб.2)=2,5f1=45 кПа=3,1f2=48,5 кПа=5,1f3=56,2 кПа=7,1f4=60,2 кПа=9,1f5=63,65 кПа=11,1f6=66,54 кПа=11,6f6=67,24 кПа

Несущая способность сваи по материалу.

Расчётная нагрузка, передаваемая на сваю, должна быть

где:  (по грунту)

 (по материалу)

по грунту

по материалу

К расчёту принимается наименьшее значение.

среднее фиктивное значение давления под ростверком.

кПа

м2

Вес ростверка и грунта γф=1,1

количество свай с учётом момента.

 (принимаем 6 свай и конструируем ростверк)

Конструируем ростверк

Расчётная нагрузка на сваю.

совместно с весом свай

5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

.1 Отдельно стоящий фундамент

Объём отдельно стоящего фундамента

Объём грунта (при устройстве траншей под отдельно стоящий фундамент)

Откос принять в соответствии , отступ от начала фундамента до начала откоса =1м, из-за условия монтажа.

Таблица 5.1

.2 Ленточный фундамент под колонну

Объём грунта (при устройстве траншей под ленточный фундамент)

Таблица 5.2.

.3 Свайный фундамент под колонну

Объём ростверка и свай

грунт деформация фундамент свая

Объём грунта (при устройстве свайного фундамента)

Таблица 5.3.

И так на основании технико-экономического анализа, принимаем вариант фундамента №1, так как он наименьшей стоимостью и считается более эффективным.

Список используемой литературы:

ГОСТ 25100-95. «Грунты и их классификация»

СНиП 2.02.01-83. «Основания зданий и сооружений»

СНиП 2.02.03-85. «Свайные фундаменты»

СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия»

М.Ф. Арефьев «Механика грунтов, основание и фундаменты»

З.М. Квасова «Основания и фундаменты в условиях реконструкции» (сбор нагрузок)

В.А. Веселов «Проектирование основания и фундаментов» (сбор нагрузок)

Г.И. Швецов «Справочник основание и фундаменты»