Проектирование фундаментов для бункерного корпуса в трёх вариантах

1. Исходные данные на проектирование

2. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки

3. Сбор нагрузок

4. Выбор вариантов фундамента

4.1 Расчёт отдельного фундамента

4.2 Расчёт ленточного фундамента под колонну

4.3 Расчёт свайного фундамента под колонну

5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

5.1 Отдельно стоящий фундамент

5.2 Ленточный фундамент под колонну

5.3 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:

1) Отдельный фундамент

2) Ленточный фундамент

3) 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 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 число пластичности

— (ГОСТ таб.11 разновидность глинистого грунта — суглинок) показатель текучести

(по[1] ГОСТ 25 100–95 таб. б14 суглинок текучепластичный) Таким образом суглинок текучепластичный с коэффициентом пор=1 и условным расчётным сопротивлением R0=100кПа (по 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:

g1=3кН/м2 (покрытия)

g2=2,5кН/м2 (перекрытие)

g3=2,5кН/м2 (перекрытие)

g4=2,5кН/м2 (перекрытие)

g5=11кН/м2 (перекрытие)

3.2. Временные нагрузки:

g1=0,85кН/м2 (снег)

g2=4кН/м2

g3=4кН/м2

g4=5кН/м2

g5=150кН/м2

Стены выполнены из сендвичпанелей д=200мм, гпон=1,2кН/м3, колонны сечением 1×1,1 м, гж.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 1×1,1 м, район строительства г. Новосибирск dфн=2,2 м.

N0II=4737 кН/м2N0I=4737· 1,2=5684,4 кН/м2

e=0,1м+0,3м+0,5м=0,9 м

M0II=0,9· 35=31,5 кН· мM0I=31,5·1,2=37,8 кН· м

4.1 Расчёт отдельного фундамента глубина заложения фундамента.

df= dфн=2,2 м предварительные размеры фундамента п. 2 42 [2]

где гmt=20кН/м — осреднённое значение удельного веса грунта и фундамента на его участок.

Kn=1,1

расчётное сопротивление грунта при bпред=3,1 м гС1=1,4;

гС2=1;

К=1 — коэффициент надёжности, если прочностные характеристики определяются непосредственно испытаниями.

Mg; MC; Mq; - коэффициенты принимаемые по таб.4 при угле ц=39°

Mg=2,28

MC=11,25

Mq=10,11

KZ=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

Фундаменты проектируем подошвою вниз.

Объём фундамента.

вес фундамента:

вес грунта:

где:

Среднее давление по подошве фундамента.

Краевые напряжения.

где:

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

4.2 Расчёт ленточного фундамента под колонну глубина заложения фундамента.

df= dфн=2,2 м предварительные размеры фундамента где: гmt=20кН/м — осреднённое значение удельного веса грунта и фундамента на его участок.

l=6 — шаг колон Расчётное сопротивление грунта при bпред=1,8 м 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.

4.3 Расчёт свайного фундамента под колонну Наиболее не выгодная комбинация нагрузок на обрез фундамента в сечении 1−1.

— колонны 1,1×1;

— промышленное здание;

N0I=4737· 1,2=5684,4 кН/м2

M0I=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=2,2 м (по п. 7.11.)

Принимаем сваю С10−35 — L=10м, сечение 0,35×0,35 по ГОСТ 19 804–74

Класс бетона В20

Арматура 4? 2АII; AS=6,46 см²

Глубина заложения фундамента

dфн=2,2м+(10м-0,3м)=11,9 м Определение несущей способности сваи.

где:гС=1 — коэффициент условия работ сваи

R=7700кПа — расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи. (по таб.1)

гсв=1 и гCR=1 — коэффициент условия работ в грунте (по таб.3)

А=0,35· 0,35=0,1225м2 — площадь операния сваи на грунт

U=0,35+0,35+0,35+0,35=1,4м — наружный периметр поперечного сечения сваи

fi — расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи

hi — высота i-го слоя грунта

При определении fi разбиваем на слои не более 2 м, через zi определяют fi (по таб.2)

z1=2,5f1=45 кПа

z2=3,1f2=48,5 кПа

z3=5,1f3=56,2 кПа

z4=7,1f4=60,2 кПа

z5=9,1f5=63,65 кПа

z6=11,1f6=66,54 кПа

z7=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 гф=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

5.1 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

5.2 Ленточный фундамент под колонну

Объём ленточного фундамента Объём грунта (при устройстве траншей под ленточный фундамент) Таблица 5.2.

5.3 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 25 100–95. «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»