1. Исходные данные на проектирование
В соответствие с заданием в курсовом проекте необходимо запроектировать фундаменты для ремонтного цеха в двух вариантах:
1)Фундамент мелкого заложения на естественном основании
2)Свайный фундамент
Схема здания представлена на рисунке 1.1.
Нагрузки, действующие в уровне обреза фундамента, приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Нормативные нагрузки на обрезах фундамента
Варианты схем зданий и их назначение
Номер фундамента
Нагрузки
N11, кН
M11,
Fh11, кН
5. Ремонтный цех
1
2
5
1090
750
1560
42
-
-200
-12
Вариант геологического разреза приведен в таблице 1.2.
Таблица 1.2.
Варианты геологических разрезов
Номер геологического разреза
Номера грунтов
Отметка подошвы слоя
Отметка У.П.В.
9
0,4
35
4,4
25
12,4
39
-6,400
Нормативные характеристики грунтов даны в таблице 1.3.
Таблица 1.3.
Нормативные характеристики грунтов
Номер грунта
Наиме-нование грунта
Удель-ный
вес ,
Удельный вес час-
тиц грун-
та
Влаж-
ность
W, доли
единиц
ность на границе
текучес-ти Wl, %
ность на грани-це раска-тыва-ния WP, %
Удель-
ное сцеп-ление с, кПа
Угол
внут-
рен-
него
тре-
ния ,
град
Мо-дуль
общей
де-фор-
мации
E, кПа
Супесь
17,2
26,7
0,19
22
16
18
4000
Глинис-тый грунт
19,1
27,2
0,18
30
21
19000
Песок
17,3
26,0
0,10
4
10000
Глинис-
тый грунт
20,0
27,3
0,21
19
38
20
30000
Таблица 1.4.
Гранулометрический состав песчаных грунтов
№№ грунтов
Размер частиц, мм
>10
10-5
5-2
2-1
1-0,5
0,5-0,25
0,25-0,1
<0,1
10
11
33
Фундаменты проектируются в Завитинске. Геологический разрез строительной площадки представлен на рисунке 1.2.
Нормативная глубина промерзания составляет 232 см.
Уровень подземных вод – 6,4 м.
Рисунок 1.2. – 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.
Таблица 2.1.
Сводная таблица физико-механических свойств грунтов
Показатель
Обозначение и единица измерения
Номер геологического
слоя
Формула для
расчета
1-й
2-й
3-й
4-й
Удельный вес твердых частиц
Удельный вес грунта
Влажность
Удельный вес скелета грунта
Коэффициент пористости
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии
Степень влажности
Граница текучести
Граница раскатывания
Число пластичности
Показатель текучести
Модуль общей деформации
Угол внутреннего трения грунта
Удельное сцепление
W, д.е.
е
Sr
Wl, %
WP, %
IP, %
Il, %
, град
с, кПа
14,45
0,85
9,03
0,60
6
0,50
16,19
0,68
10,24
0,72
12
0
15,73
0,65
9,70
0,40
16,53
10,49
0,88
0,13
Из задания
То же
IP=Wl-WP
Наименование песчаных грунтов по e и Sr
аименование глинистых грунтов по Ip и Il
Расчетное сопротивление грунтов
R0, кПа
Супесь пластичная
Не нормируется
Су-глинок полу-твердый
255
Песок пылеватый, средней плотности, маловлажный
250
Су-глинок полутвердый
257,3
Суглинок полутвердый:
Строим геологическую колонку и эпюру расчетных давлений.
Рисунок 2.1. – Геологическая колонка и эпюра R0
Во всех последующих расчетах используются расчетные характеристики грунтов X
,
где Хn – нормативное значение данной характеристики грунта; - коэффициент надежности по грунту.
Таблица 2.2. –
Расчетные характеристики грунтов
Номер
грунта
Наименова-
ние грунта
Норм.
1,3
1,1
1,05
1,0
СН
СI
CII
EII
пластичная
1,54
1,82
15
16,36
17,14
15,64
16,38
Суглинок
полутвердый
19,23
22,73
19,09
20,00
17,36
18,19
3
Песок пыле-
ватый, сред-
ней плотности, маловлажный
3,08
3,64
27,27
28,57
16,48
29,23
34,55
18,18
19,05
3. Проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании
3.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента
Глубина заложения подошвы фундамента должна приниматься с учетом следующих факторов:
- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
- глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и др.);
- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации;
- возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов, трубопроводов и др.);
- глубины сезонного промерзания грунта.
Конструктивными особенностями возводимых сооружений являются:
- величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты;
- наличие подземных этажей, подвалов, подполий, приямков и других устройств, заглубленных в грунт;
- характер конструкций, через которые нагрузка передается на фундаменты (колонна каркаса, инженерные болты, несущие стены, распорные конструкции);
- чувствительность надземных конструкций к возможному развитию неравномерных осадок.
Определяем глубину заложения под колонну 1 сечением 600x400 мм:
d1=0,15+НФ=0,15+0,6+0,05+0,2=1м=1,05 м
d2 не рассчитывается, так как фундамент закладывается в грунте, обладающем несущей способностью.
- данная величина в расчет не принимается, так как глубина заложения фундамента ниже глубины промерзания грунта.
Сравнивая данные глубины заложения фундамента по конструктивным соображениям принимаем глубину заложения d1=1,05 м, hФ=0,9 м.
Определяем глубину заложения фундамента под колонну 2 сечением 400х400 мм:
d1=0,15+НФ=0,15+0,4+0,05+0,2=0,8м=0,9 м
d2=h1+0,5=0,4+0,5=0,9 м – в расчете не учитывается, так как фундамент закладывается в грунте, обладающем несущей способностью.
d3 – не рассчитывается, так как глубина заложения фундамента ниже глубины промерзания грунта.
Сравнивая данные глубины заложения фундамента по конструктивным соображениям принимаем глубину заложения d1=0,9 м, hФ=0,75 м.
Определяем глубину заложения фундамента под колонну 5 сечением 400х400 мм:
d2=h1+0,5 – в расчете не учитывается, так как фундамент закладывается в грунте, обладающем несущей способностью.
3.2. Определение размеров подошвы фундамента
Определим площадь подошвы фундамента под колонну 1 в первом приближении:
где N0II – рассчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента, кН; R0 – расчетное сопротивление грунта основания, кПа; - средний удельный вес грунта и материала при наличии подвала; d1 – глубина заложения фундамента от планировочной отметки, м.
Определим коэффициент соотношения сторон Кn:
Определим площадь подошвы фундамента под колонну 2 в первом приближении:
Определим площадь подошвы фундамента под колонну 5 сечением 400х400 мм в первом приближении:
3.3. Определение расчетного сопротивления грунта основания
Сечение №1
По полученной в пункте 3.2 величине b и глубине заложения d1, определяем расчетное сопротивление грунта основания R, кПа:
; ; k=1 ; ; ; ; kZ=1 ; b=1,8 м ;
Для среднего давления по подошве PCP<R
< R (382,618 кПа)
Для максимального краевого давления Pmax1,2R
Для минимального краевого давления Pmin 0
PMAX=274,087 кПа < 1,2R (459,142 кПа)
PMIN=216,473 кПа >0
Недогруз фундамента, следовательно необходимо уменьшить размеры до 1,5х2,1 м
PMAX=420,362 кПа < 1,2R (454,542 кПа)
Недогруз составляет
PMIN=313,702 кПа >0
Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента для колонны 1: 1,5х2,1 м
Эксцентриситет е0:
Относительный эксцентриситет е1:
- краевые давления допускается не проверять.
Сечение №2
< R (373,391 кПа)
Следовательно необходимо уменьшить размеры до 1,5х1,5 м
<R =369,564 кПа
Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента для колонны 1: 1,5х1,5 м
Сечение №5
; ; k=1 ; ; ; ; kZ=1 ; b=2,7 м ;
< R (382,637 кПа)
PMAX=292,958 кПа < 1,2R (459,164 кПа)
Недогруз фундамента, следовательно необходимо уменьшить размеры до 2,4х2,4 м
Страницы: 1, 2, 3, 4
