КУРСовая. Введение. 1. Общая оценка конструктивных особенностей проектируемого здания

• Название: 1. Общая оценка конструктивных особенностей проектируемого здания
• Анкор: КУРСовая
• Дата: 14.01.2023
• Размер: 32.03 Kb.
• Имя файла: Введение.docx
• Тип: Анализ; #886151

Введение

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать фундаменты сварочного цеха с размерами в плане 48м х 21м, а также фундаменты наружных колонн для разгрузочно-погрузочной площадки - 48м х 8,5 м.

В процессе проектирования фундаментов рассмотрены два варианта, один из которых предполагает использование фундаментов мелкого заложения, а второй – свайных фундаментов.

Указанные варианты сравниваются по расходу материалов. Выбирается наиболее экономичный вариант.

1. Общая оценка конструктивных особенностей проектируемого здания

Цех предназначен для сварочных работ. Пролёт 1 (внутренний l₁=21 м) и пролет 2 (наружный l₂=18 м) оборудованы электрическими опорно-мостовыми кранами. Здание цеха сварочных работ является одноэтажным, в плане представляет собой прямоугольник.

2. Анализ геологических условий и выбор типа фундамента

В качестве возможных решений фундаментов рассмотрим:

1. Фундамент мелкого заложения.

2. Свайный фундамент (с длиной сваи – 4м).

3. Свайный фундамент (с длиной сваи – 6м).

3. Расчет фундамента мелкого заложения

3.1. Определение глубины заложения фундамента
Определение глубины заложения фундамента осуществляем с учетом следующих факторов:

1. Инженерно-геологических условий площадки строительства

Анализируя инженерно-геологические условия площадки строительства с расчетными характеристиками, представленными изыскателями и используя ГОСТ 25100-2011,

2. Конструктивных особенностей проектируемого здания:

Глубину заложения подошвы фундамента принимаем 0,5м, так как здание не имеет подвала.

3. Нормативной глубины сезонного промерзания грунта, которая принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов.

4. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d_f определяется по формуле:

d_f = k_hd_fn = 0,5*1,4 = 0,7 м/

3.2. Определение расчетного сопротивления грунта основания

при ширине подошвы 1 м

Расчетное сопротивление грунта основания R можно определить по формуле
R = =

= кПа

Получили R = 240 кПа, следовательно можем принимать слой №2 (глину серую пылеватую) в качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании с глубиной заложения 1,75 м.
3.3. Определение размеров подошвы фундамента
Площадь подошвы фундамента А_фопределяется по формуле 3.6 [1]:

А_ф = = =8,5м²

Так как на фундамент действует изгибающий момент, то найденную площадь увеличиваем на 20 %: 8,5*1,2= 10,2м²
3.4. Конструирование фундамента

Для определения размеров подошвы прямоугольного фундамента, необходимо учитывать следующее условие:

b / l = 0,5 ÷ 0,85

где b - ширина подошвы фундамента; l - длина подошвы фундамента.

Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента 3,6м х 3,2м
3.5. Определение давления на грунт основания под подошвой фундамента

Вертикальная расчетная нагрузка, приходящаяся на грунт основания под подошвой фундамента определяется по формуле 3.8 [1]:

N^II = N₀^II + N_ф +N_гр^II= 1740+289,8+154,3 = 2184 кН

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента

=

где - длина подошвы фундамента, 3,6 м

= = 232 кН/м²

= = 148 кН/м²

3.6. Уточнение расчетного сопротивления грунта по СНиП, с учетом ширины подошвы фундамента

Уточнение расчетного сопротивления грунтов основания при выбранной ширине подошвы фундамента b = 3,2м осуществляется по формуле:

R = =

= кПа

3.7. Проверка давления, действующего на грунт основания
Полученные значения давления по подошве фундамента должны удовлетворять следующим условиям:

а) для среднего давления на грунт:

Р_ср^II≤ R

Р_ср^II = 190 кН/м² < 266 кН/м²

б) для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно главной оси: ≤ 1,2 R

= 232 кН/м² < 319 кН/м²

в) для проверки недопустимости отрыва подошвы фундамента от грунта:

≥ 0

= 148 кН/м² > 0

Условия выполняются.

3.8. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования
Для расчета осадки методом послойного суммирования на разных глубинах определяем напряжение от собственного веса грунта σ_zg и вертикальное дополнительное напряжение σ_zp, возникающее от нагрузок, передаваемых сооружением.

Ниже границы сжимаемой толщи грунт можно считать практически несжимаемым, поэтому осадку фундамента считаем до нижней границы сжимаемой толщи по формуле

S = β₀

где β₀ - безразмерный коэффициент, учитывающий условность расчетной схемы, принимаемый равным 0,8;

п - число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

σ_zp,i - среднее вертикальное (дополнительное напряжение, возникающее в i-ом слое, кПа);

- толщина i-ого слоя грунта (м) не более 0,4b;

- модуль общей деформации i-ого слоя грунта, кПа.

S₁ = = 0,046

S₂ = = 0,025

S₃ = = 0,004

S₄ = = 0,003

S₅ = = 0,0014

∑S = 0,8 (S₁+ S₂+ S₃+ S₄+ S₅) = 0,079 м.

Данная осадка не превышает допустимую осадку (8см) для производственных и гражданских одноэтажных и многоэтажных зданий c полным железобетонным каркасом по СНиП 2.02.01-83 (Приложение 4):

0,079 м < 0,08 м.

3.9. Расчет плитной части на продавливание

Принятую высоту плитной части проверяем расчетом на продавливание. Расчет производим по формуле:

N ≤ kR_pu_cph₀

где N- расчетная продавливающая сила, кН:

N = А₀ = 0,16*232 = 37,1 кН

где А₀ - площадь многоугольника abcdef, м

А₀ = 0,5b (l - l_c- 2h₀) - 0,25(b - b_c- 2h₀)²= 0,5*3,2 (3,6-2,6-2*0,45) – 0,25 (3,2-2,2-2*0,45) ² = 0,16 м²

4. Расчет свайного фундамента

4.1. Определение глубины заложения подошвы ростверка
При выборе глубины заложения учитываются следующие факторы:
1) инженерно-геологические условия площадки строительства;

1 слой – почвенно-растительный, мощность слоя 0,5м, не имеет достаточной несущей способности для зданий и сооружений, подлежит удалению;

2 слой – глина серая пылеватая слоистая, мощность слоя 4,0м, тугопластичная I_L=0,5, при е=1,08, условное расчетное (давление) сопротивление R₀=180кПа (по СНиП 2.02.01-83 Приложение 3, Табл.3);

3 слой – супесь серая легкая слабослоистая с линзами песка, мощность слоя 2м, пластичная I_L=0,55, I_P = 0,02, 4 при е=0,69, условное расчетное (давление) сопротивление R₀=234кПа (по СНиП 2.02.01-83 Приложение 3, Табл.3);

4 слой – суглинок темно-серый тяжелый с линзами песка, включениями гальки (морена), мощность слоя 5м, тугопластичный I_L=0,31 при е=0,42, условное расчетное (давление) сопротивление R₀=280кПа/

Принимаем глубину заложения подошвы ростверка 1,4м.
4.2. Выбор вида и материала свай

Выбор свай производим с учетом инженерно-геологических особенностей площадки строительства.

Длина сваи (размер от подошвы ростверка до начала заострения) определяется глубиной залегания слоя хорошего грунта, в который заглубляется нижний конец сваи на 2-3 м. При назначении длины сваи слабые грунты (насыпные, торф, грунты, находящиеся в рыхлом и текучем состоянии) необходимо прорезать и острие сваи заглублять в плотные грунты. При очень мощной толще слабых грунтов оставляют нижние концы свай в слабых грунтах.

Минимальная длина сваи при центральной сжимающей нагрузке принимается не менее 2,5 м, а при дополнительном действии момента

и горизонтальной нагрузки - не менее 4 м. Предварительно принимаем длину для висячей сваи - 6 м.

4.3. Определение несущей способности сваи
Несущую способность сваи (расчетное сопротивление сваи) определяем по материалу сваи и по грунту висячей сваи

4.3.1. Определение несущей способности сваи по материалу
Расчетное сопротивление (несущая способность) сваи по материалу определяется по следующей формуле:
F_d = φ (R_пр А_с +R_a.cA_a) = 1*1*(11500*0,04 + 215000*0,000452) = 362,82 кН


4.3.2. Определение несущей способности сваи по грунту
Несущую способность висячей забивной сваи по грунту следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле [4, формула 7.8]:


F_d = ( R А+ u ∑ f_ih_i ) = 1* (1*3200*0,04 + 0,8*(17*1,3+21*1,3+20,5*2+41,6*1,4)) = 246,91 кН

4.4. Определение необходимого числа свай в фундаменте

Количество свай определяем по формуле:

n = = = 9,7 шт

Так как в фундаменте действует момент, необходимо увеличить число свай на 20 %: п = 9,7*1,2 = 11,6 свай. Принимаем 12 свай.

4.5. Конструирование свайного ростверка
Конструирование ростверка начинаем с размещения свай. Сваи располагаем в рядовом порядке. Расстояние между сваями зависит от их вида, для висячих свай а ≥ Зd, принимаем а = Зd = 0,6 м. Расстояние от края сваи до края ростверка принимаем не менее d= 0,2 м. Размеры ростверка 1,8x2,4 м.

4.6. Проверка свайного фундамента по первому предельному состоянию
Проверку свайного фундамента по первому предельному состоянию проводим из условия: N^I ≤ F_d/ γ_k

N^I ≤ F_d/ γ_k

130,15 < 246,91 / 1,4

130,15 < 176,36
Условие удовлетворено. Расчетная вертикальная нагрузка, действующая на сваю, не превышает несущей способности сваи.

4.7. Проверка свайного фундамента по второму предельному состоянию
Проверяем давление на грунт в плоскости нижних концов свай, т. е. по подошве условного фундамента аbсd