Проектирование фундаментов сборочного цеха

Проектирование фундаментов сборочного цеха

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему:

«Проектирование фундаментов сборочного цеха»

Брест - 2008

Введение

Основания и фундаменты зданий и сооружений служат для восприятия нагрузок от строительных конструкций, технологического оборудования и нагрузок на полы.

Проектирование оснований и фундаментов выполняется в соответствии с СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений”. При проектировании оснований и фундаментов необходимо учитывать следующие положения:

- обеспечение прочности и эксплуатационных требований зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации сооружения не должны превышать допустимые);

- максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов;

- максимальное использование прочности материала фундаментов;

- достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости.

Выбор типа оснований или конструктивных решений фундаментов выполняется на основании технико-экономических показателей, получаемых с помощью вариантного проектирования.

Выбор основания производится в зависимости от инженерно-геологических условий площадки строительства, конструктивных особенностей проектируемого здания и сооружения, возможностей местных строительных организаций. Грунты основания должны обеспечивать надежную работу конструкций зданий и сооружений при минимальных объёмах строительных работ по устройству фундаментов и сроках их выполнения. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузки, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения. В свою очередь, основные размеры, конструкция фундамента и конструктивная схема сооружения назначаются в зависимости от геологического строения строительной площадки, сжимаемости слагающих её грунтов, а также от давлений, которые грунты могут воспринять.

В качестве основания не рекомендуется использовать илы, торф, рыхлый песчаный и текучепластичный глинистый грунт.

При свайных фундаментах грунты основания должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при минимальном их сечении, длине и заглублении подошвы ростверка.

При выборе основания зданий и сооружений необходимо учитывать специальные работы: планировочные работы, водопонижение и т.д. Выполнение этих работ требует дополнительного времени и затрат и может влиять на выбор конструкций.

Принятые конструкции фундаментов должны быть технологичны в строительном производстве

В строительном деле решения механики грунтов используются для проектирования сооружений в промышленном и гражданском строительстве, гидротехническом, железнодорожном и автодорожном строительстве и т.д.

1. Исходные данные

Таблица 1а. Физические характеристики грунтов

Таблица 1б. Данные о мощности геологических слоев

Сборочный цех

Здание каркасного типа. Основной несущей конструкцией здания является однопролетная рама с шарнирно закрепленным ригелем, пролетом 24 м. Железобетонные стойки каркаса размером 60*40 см в нижней части защемлены в фундаменте. К основному зданию примыкает вспомогательный корпус, выполненный по конструктивной схеме с неполным каркасом. Несущие наружные стены выполнены из красного кирпича толщиной 51 см. Удельный вес кладки 18 кН/м3. Продольный каркас выполнен из ригелей размером 30*30 см.

2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Скважина №1 (абсолютная отметка устья скважины – 136.5 м, глубина отбора образца 1,3 м).

Показатель пластичности

фундамент показатель геологический площадка

Jр=wL-wp

Jр=46-28=18%

По табл.4 [2] при Jр=18%>17% грунт - глина.

Показатель текучести

JL= (W -WP) / (WL –WP),

JL= (45.0-28.0) / (46.0-28.0) =0.94

По табл. 7[2] при 0.75<JL=0.94≤1.0 глина текучепластичная.

Плотность грунта в сухом состоянии

rd=r/(1+0.01W),

rd=1.82 / (1+0.01*45.0) = 1.26 г/см3

Коэффициент пористости е =rs/rd-1,

е =2.71 /1.26– 1 = 1.15

Степень влажности

S r=0.01*W*rs/е*rw,

S r=0.01 * 45.0* 2.71 / 1.15*1.0 = 1.06

По табл.9 [2] нормативное значение модуля деформации при е=1.15 для глины текучепластичной (JL=0.94) Е=не определены; по табл. 11 [2] нормативные значения удельного сцепления и угла внутреннего трения при е=1.15 для глины текучепластичной (JL=0.94) с, j не определены; по табл. 12 [2] расчётное сопротивление при е=1.15 для глины текучепластичной (JL=0.94) не нормируется.

Скважина №2 (абсолютная отметка устья скважины – 136.7 м, глубина отбора образца 4.0 м).

Т.к. показатель раскатывания и показатель текучести не определены, следовательно, грунт песчаный. Исходя из гранулометрического состава (содержание частиц >2 мм – 4%, >0,5 мм – 16%, >0.25 мм – 34%, >0.1 мм – 60%, <0.1 мм – 100.0%) частиц с размером >0.1 мм содержится 60%, что меньше 75%, т.е. по таблице 3[2] данный грунт – песок пылеватый.

Плотность грунта в сухом состоянии, rd=1.94/(1+0.01*23.0)=1.58 г/см3

Коэффициент пористости грунта, е =2,66/1,58-1=0.68 по табл. 5 [2] при 0.6≤е=0.68≤0.8 песок средней плотности.

Степень влажности S r=0.01*23,0*2.66/0.68*1.00=0,9

По табл. 6 [2] при 0,8<S r=0.9≤1.0 песок насыщенный водой.

По табл. 8 [2] нормативное значение модуля деформации при е=0.68 для песка пылеватого Е=15.9 МПа; по табл. 10 [2] нормативные значения удельного сцепления и угла внутреннего трения при е=0.68 для песка пылеватого с=3.4 кПа, j=28.8°; по табл. 12 [2] расчётное сопротивление для песка пылеватого средней плотности насыщенного водой R=100 кПа.

Скважина №3 (абсолютная отметка устья скважины – 136.5 м, глубина отбора образца 7.0 м).

Т.к. показатель раскатывания и показатель текучести не определены, следовательно, грунт песчаный. Исходя из гранулометрического состава (содержание частиц >2 мм – 0.5%, >0,5 мм – 20%, >0.25 мм – 47%, >0.1 мм –65%, <0.1 мм – 100.0%) частиц с размером >0.1 мм содержится 65%, что меньше 75%, т.е. по таблице 3[2] данный грунт – песок пылеватый.

Плотность грунта в сухом состоянии,

rd=1.96/(1+0.01*24.5)=1.57 г/см3

Коэффициент пористости грунта, е =2,65/1,57-1=0.69 по табл. 5 [2] при 0.6≤е=0.68≤0.8 песок средней плотности.

Степень влажности S r=0.01*24.5*2.65/0.69*1.00=0,94

По табл. 6 [2] при 0,8<S r=0.94≤1.0 песок насыщенный водой.

По табл. 8 [2] нормативное значение модуля деформации при е=0.69 для песка пылеватого Е=15.2 МПа; по табл. 10 [2] нормативные значения удельного сцепления и угла внутреннего трения при е=0.69 для песка пылеватого с=3.2 кПа, j=28.4°; по табл. 12 [2] расчётное сопротивление для песка пылеватого средней плотности насыщенного водой R=100 кПа.

Таблица 2 Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

Согласно инженерно-геологического разреза строительная площадка имеет абсолютные отметки 136,5-136.7 м. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием грунтов. Первый слой – глина текучепластичная с отсутствием физико-механических свойств - не может служить в качестве основания фундаментов. Второй слой – песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой – может служить в качестве основания фундаментов мелкого заложения. Третий слой – песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой – может служить в качестве оснований свайных фундаментов.

Скважины расположены друг от друга на расстоянии 30 м и 41,7 м.

Принимаем планировочную отметку земли исходя из равенства объемов выемки и насыпки 136.6 м.

3. Вариантное проектирование

Согласно задания по курсовому проектированию рассматриваем два варианта фундаментов:

-фундаменты на естественном основании;

-фундаменты свайные.

В качестве расчётного принимаем сечение 7-7 с максимальной нагрузкой:

Nn=1115 кН; Mn=64 кНм, Qn=23 кН

Расчет по скважине №3.

3.1 Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании

Основания рассчитывают по двум группам предельным состояний:

1) по несущей способности;

2) по деформациям.

Расчёт по первому предельному производится для обеспечения несущей способности и ограничения развития чрезмерных пластических деформаций грунта основания с учётом возможных неблагоприятных воздействий и условий их работы в период строительства и эксплуатации сооружений; по второму предельному состоянию – для ограничения абсолютных или относительных перемещений конструкций и оснований такими пределами, при которых обеспечивается нормальная эксплуатация сооружения.

3.1.1 Определение глубины заложения

Определяем расчётную глубину промерзания

df1=df*kh,

где df – нормативная глубина промерзания (по рис.III.1 [1]для г. Воронеж df=1,3*0. 23/0.23=1.1 м), где отношение 0.23/0.23 принято для глины; kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (по табл. 5.3[8] при t=10°С в здании без подвала с полами по грунту коэффициент kh=0.7).

df1=1.1*0.7=0.77 м

Инженерно-геологические условия определяют слой грунта, на который можно опереть фундамент.

d3=hненес.+0.2 =1.9+0.2=2,1 м,

где hненес. – мощность ненесущего слоя грунта, м

Принимаем верхний обрез фундамента на отметке -0.500 м, учитывая высоту фундаментной балки 0,45 м, устанавливаемой на подколонник (см. рис. 3.2.1). Минимальная высота фундамента: с учётом глубины заделки колонны сечением 0.4х0.6 м в стакан (0.6 м), возможности рихтовки (0.05 м) её, минимальной высоты ступени 0.3 м. Н=0.6+0.05+0.3=0.95 м

Принимаем расчётную глубину заложения фундамента 1,85 м, что больше 0.77 м. Нф=1.5 м.

3.1.2 Определение размеров подошвы фундамента

Страницы: 1, 2, 3