Проектирование здания детского сада на 320 мест

Утеплитель «Пеноплекс» – 50 мм          =0.0325        =0,065 т/м3

Dd = 5971, Zht =214

Roreq = 0.00035*5971+1.4 = 3,48985 oC/Вт – Нормируемое значение сопротивления теплопередаче

0.115+0.0263+0,373+Х/0,033+0,043 = 0,5573+Х/0,033

3,48985= 0,5573+Х/0,033; 2,93255 х 0,033 = 0,09677415

Принимаем толщину утеплителя – 50 мм

Конструкция стены цоколя:

Цементно-песчанный раствор толщ. 20 мм – =0,76, =1,8 т/м3

Железобетон –300 мм – =1,92, =2,5 т/м3

Утеплитель экструдированный полистирол – =0.035, =0,038 т/м3

Кирпич –120 мм – =0,41…0,51, =1,65 т/м3

Цементно-песчаный раствор толщ. 20 мм – =0,76, =1,8 т/м3

Dd = 5971, Zht =214

Roreq = 0.0003*5971+1.2 = 2,9913 oC/Вт – Нормируемое значение сопротивления теплопередаче

2,9913= 0,6019+Х/0,035; 2,3894 х 0,035 = 0,0836

Принимаем толщину утеплителя – 90 мм

3) Теплотехнический расчет кровли:

ж/б плита толщ. 220 мм – =1,92, =2,5 т/м3

Утеплитель – «Paros» -180 кг/м3, =0,037, =0,130т/м3

Цементно-песчаная стяжка толщ. 40 мм –                     =0,76, =1,8 т/м3

Roreq = 0.00045*5971+1.9 = 4,58695 oC/Вт – Нормируемое значение сопротивления теплопередаче

Принимаем толщину утеплителя 180 мм

2. Основания и фундаменты

2.1 Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Оценить инженерно-геологические условия строительной площадки, данные о грунтах которой приведены в таблице 2.

Рисунок 2 – Геологический разрез по данным визуальных определений

Таблица 2 – Данные лабораторного исследования грунтов

Определяем вид грунтов, оцениваем состояние и свойства отдельных слоев, затем общую оценку грунтовых условий площадки № Ι.

1) Первый слой грунта (образец № Ι.) СКВ. № Ι. Глубина отбора образца 1,5 м. поскольку по данным лабораторных исследований Wp =0; Wт =0, то грунт песчаный.

Вид песчаного грунта устанавливаем по гранулометрическому составу; масса частиц крупнее 0,1 мм менее 75%, что по ГОСТ 25100–95. «Грунты. Классификация» соответствует почвенно-песчанному.

Плотность сухого грунта:

=                               (3)

Коэффициент пористости:

е =  = =0,66,                             (4)

что соответствует песчаному грунту средней плотности.

Степень влажности:

Sr = ,                               (5)

что соответствует влажному песку.

Окончательно устанавливаем: почвенно-песчанный слой, средней плотности, влажный и может служить естественным основанием.

2) Второй слой грунта (образец №2), скв. №1, глубина отбора образца 4 м. Определяем число пластичности

Jp = WL – Wp = 0,18 – 0,13=0,05;                   (6)

По ГОСТ 25100–95 классифицируем грунт как суглинок.

Коэффициент пористости:

е =                        (7)

Показатель консистенции

JL =                               (8)

Следовательно, грунт находится в мягкопластичном состоянии.

Окончательно устанавливаем: грунт – суглинок. Этот слой грунта является недоуплотненным (е = 0,97), поэтому не может служить естественным основанием.

3) Третий слой грунта (образец №3) скв. №1, глубина отбора образца 6,0 м. Поскольку число пластичности Jp = 0, то грунт сыпучий.

По гранулометрическому составу определяем, что грунт – песок мелкий, так как частиц > 0,1 мм содержится более 75%.

Коэффициент пористости

е =

Что соответствует плотному песку.

Степень влажности:

Sr =

Что соответствует насыщенному водой состоянию.

Окончательно устанавливаем: грунт – песок мелкий, плотный, водонасыщенный и может служить естественным основанием.

4) Четвертый слой грунта (образец №4) скв. №4, глубина отбора образца №10,0 м. число пластичности Jp =0,36 – 0,22=0,14; по ГОСТ 25100–95 грунт классифицируется как суглинок, так же здесь находится уровень грунтовых вод.

Коэффициент пористости:

е =

Показатель текучести (консистенции):

JL =

Что соответствует суглинку тугопластичному.

Окончательно устанавливаем: грунт-суглинок тугопластичный и может служить естественным основанием.

Общая оценка строительной площадки №1: согласно геологическому разрезу, площадка (рис. 1.1) характеризуется спокойным рельефом с абсолютными отметками 130,5 – 130,8.

Грунт имеет слоистое напластование с выдержанным залеганием слоев. 1, 3 и 4 слои могут служить естественным основанием, 2-ой после уплотнения.

2.2 Выбор глубины заложения фундамента

Определить глубину заложения подошвы фундаментов наружных стен здания детского сада на 320 мест в Темиртау с полами на грунте для следующих условий: несущий слой основания – пылеватый песок, грунтовые воды в период промерзания на глубине dw =2,5 м от поверхности планировки, вынос фундамента от наружной плоскости стены 1 м, температура воздуха в помещении примыкающей к наружным фундаментам 15 С.

По карте нормативных глубин промерзания /1,4/ для города Темиртау с коэффициентом 1,9:

dfn = 1,9*185 = 421,8 см = 4,22 м.                             (9)

Тогда расчетная глубина промерзания будет равна

df =Kh * d f n =0,6*4,22 = 2,53 м,                              (10)

где Кh =0,6; коэффициент, учитывающий тепловой режим здания, принимаемый по таблице 1 /8/.

Для случая когда dw < (df + 2), то есть 2,5 м (1,3+2)=3,3 м при залегании в основании пылеватый песок по таблице 2/8/, глубина заложения фундамента должна быть «не менее df».

Таким образом, при близком расположении УПВ к фронту промерзания пылеватый песок может испытывать морозное пучение.

Поэтому глубина заложения фундамента d должна быть не менее расчетной глубины промерзания грунта.

Окончательно назначаем d = 3,250 м.

2.3 Определение размеров подошвы фундамента одновременно с расчетным сопротивлением грунта основания

Определить ширину подошвы монолитного ленточного фундамента под стену и расчетное сопротивление грунта основания R, если дано: d =3,25 м, dв = 2,32 м, здание с жесткой конструктивной схемой, а отношение его длины к высоте L/H = 1,8, Nо ΙΙ = 400 кН/м, в основании грунт, обладающий характеристиками: φΙΙ = 300, СΙΙ = 4 кПа, γΙΙ = γ = 18,5 кН/м3, γm = 20 кН/м3 (среднее значение удельного веса материала фундамента с грунтом на его обрезах).

Примем первое приближение R ≈ R0, по таблице 1 приложения 3 /8/ R0 = 150 кПа. Тогда ширина подошвы ленточного фундамента:

в = в1 = NоΙΙ / (R –γm * d) = 400 / (150 – 20 * 3,25) = 4 м.          (11)

При в = в1 = 4 м; dв = 2,32 по формуле (7) /5/ найдем расчетное сопротивление грунта основания

R==

=кПа;        (12)

где  – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 /8/;

К – коэффициент, принимаемый равным: К=1, так как прочностные характеристики грунта (φ и С) определены опытным путем;

, и - коэффициент, принимаемый по табл. 4 /6/ в зависимости от φΙΙ = 300;

Кz – коэффициент, принимаемый равным: Кz = 1 при в < 10 м;

в-ширина подошвы фундамента, м;

 – удельный вес грунта основания, кН/м3;

 – удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м3;

d1= 3,25, м.

Определим среднее давление по подошве фундамента

РΙΙ = NoΙΙ / [(в. l) + γср ΙΙ.d] = 400 / (3,2.1,0 + 20.1,3) = 151 кПа.

Так как РΙΙ = 151 кПа << R = 292,9 кПа, то основание недогружено. Примем в = в2 =1,8 м. Тогда

R = (1,15.1.1,8.18,5 + 5,59.1,3.18,5 +1,95.4) =225,7кПа;

РΙΙ = 400/1,8.10+20.1,3 = 246,2 кПа

Условие РΙΙ ≈ R выполняется, расхождение менее 5%. Окончательное ширину подошвы ленточного фундамента принимаем: в =2 м.

2.4 Расчет свайного фундамента

Расчет производим под несущую наружную стену жилого здания. Планировочная отметка – 0,6 м. Отметка пола подвала – 2,30 м. NoΙΙ = 354 кН. Отношение длины здания L = 56 м к его высоте Н=20 м составляет L/H=1,4. Проектируем свайный фундамент с железобетонными забивными сваями. Инженерно-геологические условия показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 – Инженерно-геологические условия площадки и план расположения свай

Для определения глубины заложения ростверка конструктивно назначаем его толщиной 60 см, а т. к. здание имеет подвал, глубину заложения ростверка свайного фундамента принимаем 2,32 м.

Принимаем железобетонную сваю; длину сваи устанавливаем по грунтовым условиям 6 м, длина острия 0,25 м.                                                           

Определяем несущую способность сваи Fd:

Fd = γc (γcr RA+u∑ γcf fi hi); (13)

где R – расчетное сопротивление грунта, под нижним концом сваи;

A – площадь поперечного сечения сваи;

u – наружный периметр сваи;

fi – сопротивление i-гo слоя;

f1 = 6 кПа;

f2 = 29 кПа;

f3 = 31 кПа.

γc, γcr и γcf – коэффициенты условий работы грунта;

γc = γcr = γcf = 1;

hi – толщина i-го слоя;

Fd = 1 [1.2300.0.0,9+1.2.1 (6.1.8+29.2.5+31.2,32) = 382 кН

Расчетная нагрузка составляет 382/1,4 = 273 кН

Определим количество свай на 1 м фундамента

n=424/273–7,5.0,9.2,32.25=1,74 св/м

где Nоi=1,2Nоii =1,2.354=424kH

Определим расстояние между сваями dP=l/l, 74=0,57 м,

т. к. n<2 и l, 5d <0.57 <3d, принимаем двухрядное шахматное расположение свай, расстояние между рядами равно:

сР = √ (3d)2 – (dp)2= √(3.0,3)2-0,57 = 0,7 м                           (14)

Ширина ростверка принимается по формуле

b = d+(m-l) cP +2 = 0.3+2.0.1+0.7 = 1,2 м.                            (15)

Принимаем ширину ростверка равным 1,2 м.

Определим нагрузку, приходящуюся на 1 сваю.

Ncb= 424+15,84/1,74 = 252,7кН

Нагрузку сравним с её расчетной допускаемой величиной:

Ncb=252,7<273 кН – условие выполняется.

Проверяем давление на грунт под подошвой условного фундамента.

Для определения размера условного фундамента вычислим

αm=1/4 (j111 + j212 + j313 / ∑1i)=

=l/4 (15. 1,8+32. 2,5+12. 1,7/1,8+2,5+1,7)= 5,38

Определим условную ширину фундамента.

Тогда площадь подошвы условного фундамента равна:

Аусл = 1.Вусл = 2,3 м2                                           (16)

Объём условного фундамента равен:

Vусл = Аусл Lусл=2,3.6,4 = 14,7м3                                     (17)

Объём ростверка и подземной части стены:

VP = 1,2.1.0,5+0,3.1.0,4 = 0,72м3;                                (18)

Объём сваи на 1 м условного фундамента равен:

Vcb = 1,74.0,09м2.5,9 = 0,92м3;                                  (19)

Объём грунта на 1 м условного фундамента равен:

Vгр = 14,7–0,72–0,92 =13м3;                                               (20)

Вес условного фундамента:

Gгp = 13.18кН/м3 = 286,2кН.                                               (21)

Вес сваи на 1 м стены:

Gcb = 0,92.25 = 23кН.                                                 (22)

Вес ростверка равен:

Gp = 0.72.24 =17.3кН.                                                (23)

Тогда давление по подошве условного фундамента равно:

р =354+286+23+17,3/2,3 = 295,6кН/м2.                              (24)

Вычислим R для тугопластичной глины, расположенной под подошвой условного фундамента:

γс1 = 1,2 – коэффициент условия работы;

γс2 = 1 – коэффициент условия работы здания;

к = 1 – коэффициент надежности.

Прочностные характеристики глины СII = 13 кПа; jII = 12°.

Удельный вес глины определяется по формуле:

γ = 27–10/1+1 = 8,5 кН/м3.                                (25)

Находим усредненное значение удельного веса грунта для объёма условного фундамента

γср=19,5 *1,8+19,4. 2,5+18,2*17/1,8+2,5+1,7= 19,1кН/м3,

dв=6,4+0,2.22/19, l=6,6 м                                 (26)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9