Сейсмичность площадки строительства для сооружений нормального уровня (массового строительства) по карте ОСР-97 (А), а также согласно СНКК 22-301-2000 «Строительство в сейсмических районах Краснодарского края», СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах» и данных инженерно-геологических изысканий принята равной 8 баллов по шкале MSK-64.
На основании проведенных исследований выявлено, что инженерно-геологические условия рассматриваемой площадки согласно СП 11-105-97 «Инженерно-геологические испытания при строительстве» (приложение Б) соответствует II категории сложности.
К специфическим грунтам площадки изысканий относятся насыпные грунты, состоящие из строительного мусора, мощностью 0,3-0,4 м.
Отрицательных инженерно-геологических процессов, влияющих на общую устойчивость сооружений, на площадке не отмечено.
Геологические факторы, ухудшающие инженерно-строительные условия площадки, представлены близким залеганием уровня подземных вод и сейсмичностью.
Выполнение инженерно-геологических изысканий,объект:»Строительство посадочной площадки в г.Тобольск»
Уровень ответственности здания нормальный.
Степень огнестойкости здания II.
Грунты свойствами просадки или набухания не обладают.
Подземные воды на период изысканий, зафиксированы на площадке скважинами на глубине 2,5-2,7м от поверхности.
Подземные воды неагрессивны по отношению ко всем маркам бетона.
Генеральный план проектируемого здания выполнен в масштабе 1:500. Размеры принятого участка составляют 113,7 141,3м.
Участок проектируемого гипермаркета расположен в южной части г. Краснодар.
Инженерные сети размещаются вдоль проездов параллельно линиям застройки. Водопровод, канализация, кабели проложены в траншеях, тепловые сети в подземных каналах.
Проектом предусмотрена открытая автостоянка на 45 автомобилей, обеспечен удобный подход и подъезд к проектируемому зданию.
Покрытие подъездов и автостоянок — асфальтобетон.
План организации рельефа выполнен с учетом окружающей территории и обеспечивает поверхностный водоотвод с участка проектирования от здания на существующие улицы путем создания уклонов в сторону существующих улиц.
При производстве завершающих работ по планированию площадки необходимо обеспечить допустимые поперечные и продольные уклоны (проездов, площадок, тротуаров и т.д.) и водоотвод с территории объекта выполнять по лоткам проезжей части внутриквартальных проездов самотеком.
Вся территория в границах отвода участка и прилегающих пешеходных связей благоустраивается и озеленяется. Малые архитектурные формы и оборудование площадок приняты по типовым проектам.
По охране окружающей среды предусматриваются следующие мероприятия: сохранение и повышение эффективности зеленых насаждений, очистка от мусора и твердых отбросов.
Планировка зеленых насаждений увязана с расположением инженерных сетей и коммуникаций и является составной частью объёмно-планировочного решения участка застройки.
Для озеленения проектом принят стандартный посадочный материал в соответствии с ассортиментом местных питомников.
Значение инженерно-геологических изысканий в экономике строительства. Ответы экспертов
Вертикальная планировка участка решена в увязке с прилегающей территорией с учетом оптимальной высотной привязки здания и обеспечения отвода дождевых вод.
Покрытие тротуаров, дорожек, площадок в зависимости от их назначения — асфальтобетонное, из тротуарной плитки, края окаймляются бетонными бортовыми камнями.
Более 45 % территории участка занимает озеленение: газоны, лиственные и хвойные деревья, предусмотренные к высадке по проекту и существующий лесной массив.
Технико-экономические показатели по генеральному плану
Процент использования территории
Сечения принятых покрытий на генплане.
Проектом предусмотрены следующие планировочные и конструктивные решения здания:
Объемно-планировочные решения продиктованы технологическими, градостроительными, климатическими и гидрогеологическими условиями строительства.
Основной объем здания — четырехэтажный прямоугольный в плане объем здания.
Конструктивная схема здания — монолитный железобетонный 4-х этажный рамно-связевый каркас с монолитными перекрытиями.
Конструирование несущих элементов и узлов их сопряжения предусмотрено в соответствии с конструктивным расчетом здания и с учетом требований строительных норм и правил проектирования для строительства в сейсмических районах:
- — СП14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах»;
- — СНКК 22-301-2000 «Строительство в сейсмических районах Краснодарского края».
Шаг колонн 6м. Длина здания 60м, ширина 24 м.
Пространственная жесткость и устойчивость зданий обеспечивается совместной работой колонн, стен, объединенных монолитными дисками перекрытия и покрытия в единую пространственную систему.
Проектируемое здание расположено в г. Краснодар на ул. Суворова.
Насосная и котельная находятся в отдельном здании на территории застройки.
Входные группы торговых помещений сориентированы на ул. Суворова.
Здание имеет простую форму в плане.
Размеры здания ширина-24м, длина 60 м, отметка кровли 21,750.
В основном в помещениях предусмотрена средняя температура воздуха 21Со с относительной влажностью г=40-60% в холодный период года. Средняя температура воздуха -21Со с относительной влажностью г=40-60% в теплый период года. (Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату помещений»)
Защита людей на путях эвакуации обеспечивается комплексом объемно-
планировочных, эргономических, конструктивных, инженерно-технических и организационных мероприятий.
Высота эвакуационных выходов в свету принята не менее 1,9 м; ширина 1,2м.
Двери эвакуационных выходов не имеют запоров, препятствующих их свободному открыванию изнутри без ключа. Пути эвакуации освещены в соответствии с требованиями СП 52.13330.2011 .
Высота горизонтальных участков путей эвакуации в свету не менее 2м, ширина горизонтальных участков путей эвакуации 1,2 м
Источник: studwood.net
Инженерно-геологические условия площадки строительства
Каждая площадка строительства обладает специфическими особенностями, прежде всего сугубо индивидуальным напластованием грунтов. Это обстоятельство затрудняет оценку их влияния на выбор глубины заложения подошвы фундаментов. В связи с этим рассмотрим типовые схемы напластования, в которые можно сгруппировать все инженерно-геологические условия. Для схематизации все грунты делят на две условные категории: слабые и надежные (хорошие).
Слабыми называют грунты, если использование их в качестве основания при устройстве фундаментов в открытых котлованах не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения.
Надежными называют грунты, которые обеспечивают требуемое существование проектируемого сооружения.
Следует обратить внимание на относительность понятий «слабый» и «надежный» грунт. Эти понятия, как отмечено выше, связываются с проектируемым сооружением. Если сооружение легкое или несущие конструкции его допускают развитие больших и неравномерных осадок, то даже сильно сжимаемые грунты будут относиться к категории надежных. Наоборот, при возведении конструкций, не допускающих неравномерные осадки, а также тяжелых сооружении приходится считать слабыми даже грунты, обладающие средней сжимаемостью и с успехом используемые в основании обычных сооружений.
Рис. 9.13. Схемы I—III напластования грунтов 1 — надежный грунт; 2— слабый грунт
Рис. 9.14. Варианты устройства фундаментов при наличии более плотных грунтов под «надежным» грунтом
1- «надежный» грунт среднего качества; 2- более плотный грунт
При указанном делении грунтов все многообразие их напластований можно представить в виде трех схем (рис. 9.13).
Схема 1. С поверхности на большую глубину залегают надежные грунты. Толща их может состоять из нескольких слоев. Строительные качества грунтов всех подстилающих слоев не ниже качества грунтов верхнего слоя толщи.
Решением для такой схемы напластования грунтов является принятие минимальной глубины заложения подошв фундаментов, допускаемой при учете климатических воздействий и особенностей сооружения. Иногда за несущий принимают слой более плотного грунта, залегающий на некоторой глубине (рис. 9.14), если это решение экономичнее.
Схема II.С поверхности на некоторую глубину залегают один или несколько пластов слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. При таком напластовании можно наметить ряд решений.
Простейшим решением является прорезка слабых грунтов и передача нагрузки на слои надежных грунтов (рис. 9.15,а). При высоких качествах надежного грунта сооружение можно опереть на столбы (рис. 9.15,6) или сваи (рис. 9.15,в).
Сваи при этом могут иметь различную длину в зависимости от качества надежных грунтов. Легкие сооружения можно возводить на сваях, передающих нагрузку на слабые грунты (рис. 9.15,г). Слабые грунты могут быть уплотнены, заменены или закреплены (рис. 9.15, д), как это изложено в п. 12.
Иногда целесообразно использовать слабые грунты в основании, понизив чувствительность несущих конструкций к неравномерным осадкам пли уменьшим неравномерности осадок путем устройства сплошных фундаментных плит или ленточных фундаментов под колонны.
Схема III. На некоторой глубине слоистой толщи залегает один или несколько пластов слабых грунтов. В этом случае приемлемы решения, рассмотренные при напластовании грунтов по схеме II, однако
Рис. 9.15. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме II
Рис. 9.16. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме III
1— «надежный» грунт; 2 — слабый грунт; 3 — зона закрепления; 4 — эпюра напряжений
приходится прорезать и верхний слой надежного грунта. При напластовании грунтов по схеме III верхний слой надежного грунта можно использовать в качестве распределительной подушки (рис. 9.16, а) или закрепить только слой слабого грунта .
Определение минимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от геологических условий, сезонного промерзания грунтов, конструктивных и эксплуатационных особенностей сооружений. Выбор типа и материала фундаментов. Защита фундаментов и подвальных помещений от грунтовых вод.
Назначение рациональной глубины заложения фундаментов является основным этапом проектирования фундаментов. Назначение глубины заложения фундамента – это комплексная задача, зависящая от эксплуатационных и конструктивных качеств возводимых и расположенных рядом уже построенных зданий, инженерно-геологических условий на строительные площадки и климатических условий района строительства.
Конструктивные особенности: к ним относятся наличие подвала, коммуникаций. При наличие подвального, полуподвального и цокольного помещений, подошву заглубляют не менее 0,5м от пола подвала, чтобы не было выпирания грунта из-под фундамента.
Инженерно-геологические условия: не рекомендуется в качестве естественных оснований следующие грунты: песчаные рыхлые, пылевато-глинестые текучей консистенции, пылевато-глинестые с коэффициентом пористости превышающим для супесей е>0,7, нельзя ставить на илы, заторфованные и насыпные грунты.
Наиболее опасным является промерзание грунтов, которое вызывает увеличение объема грунта и приводит к образованию их пучения. Их делят:
1. Пучиноопасные: все пылевато-глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески
2. Непучиноопасные: все гравелистые, скальные, щебень, галька
Нормативную глубину промерзания определяют по данным сезонного наблюдения. Чтобы получить расчетное значение глубины сезонного промерзания грунта: df=kn*dfn
kn-коэффициент, зависящий от влияния теплового режима
Глубина заложения фундамента исчисляется от поверхности планировки DL или пола, пола подвала d. При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:
1. Предусмотреть заглубление фундамента в несущий слой не менее чем на 10-15 см.
2. Нельзя оставлять под подошвой малое количество слоя грунта, если его прочностные характеристики хуже характеристик подстилающего слоя
3. Стремится, если возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод, исключая необходимость применения водопонижения
Источник: lektsia.com
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки
Инженерно–геологические условия строительной площадки, сбор нагрузок, действующих на фундаменты. Определение конструктивной глубины заложения подошвы фундаментов, глубина сезонного промерзания грунта. Описание корректировки приведенных нагрузок.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.07.2015 |
| Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Основания и фундаменты являются важнейшими элементами зданий и сооружений. В общем объеме строительства устройство оснований и фундаментов имеет значительный удельный вес, как по стоимости, так и по трудоёмкости строительных работ. Анализ статистических данных показывает, что большинство аварий зданий и сооружений было вызвано разрушением оснований и фундаментов. Недостаточная изученность инженерно-геологических условий на строительной площадке, недоброкачественное устройство оснований и фундаментов часто вызывают их недопустимые деформации, которые могут быть причиной повреждения, а иногда и полного разрушения возведенных зданий.
В данной курсовой работе мы делаем сбор нагрузок, действующих на фундаменты, анализируем инженерно — геологические условия площадки строительства, рассчитываем и конструируем фундаменты двух видов: мелкого заложения и свайные.
1. Исходные данные для проектирования оснований и фундаментов.
1.1 Инженерно — геологические условия строительной площадки.
Грунтовые условия:
ИГЭ-1: песок мелкий (22)
ИГЭ-2: песок пылеватый (27)
ИГЭ-3: песок крупный (6)
Уровень грунтовых вод WK: 25,50 м
За относительную отметку 0.000 принята отметка уровня пола первого этажа, соответствующая абсолютной отметке 28.50.
Свойства грунтов определим по приложению 1[1]
Таблица 1
Физико-механические свойства грунта
№ грунта по варианту
Плотность частиц, т/м 3 ,ps
Плотность грунта, т/м 3 ,p
Природная влажность, д.е. w
Влажность на границе раскатывания, д.е., wp
Влажность на границе текучести, д.е., wL
Угол внутреннего трения, град.
Удельная сила сцепления, кПа
Модуль деформации, Мпа, Е
Грунтовые условия показаны на рис. 1
Расстояние между скважинами: 1-2 — 40,0 м; 2-3 — 60,0; 2-5 — 60,0 м
Рисунок 1. Грунтовые условия
Рисунок 2. Объемно-планировочное решение здания
Примечание:
1. Отметки H1, H2, H3 относятся к меньшим пролетам, H4, H5, H6 — к большим.
2. Стены здания из панелей s=300мм.
3. Температура внутри производственного корпуса +16 ?С; в бытовых помещениях +19 ?С.
4. В бытовых помещениях нагрузки 6 кН/м.кв.
Исходные данные
1.2 Сбор нагрузок, действующих на фундаменты
Вертикальная сосредоточенная нагрузка NII, передающаяся от колонны на фундамент, подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на грузовую площадь покрытия или перекрытия, приходящуюся на рассматриваемую колонну.
N = A*q (1.1)
Где А — грузовая площадь покрытия (перекрытия), приходящаяся на рассматриваемую колонну;
q- заданная единичная нагрузка соответствующего пролета.
В единичные значения нагрузок включены: собственный вес конструкции покрытия (перекрытия), собственный вес колонны, снеговая, крановая и другие виды нагрузок.
Вертикальная сосредоточенная нагрузка от колонны считается приложенной в центре тяжести поперечного сечения колонны.
Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются элементы покрытия или перекрытий, на фундаменты передаются моменты и горизонтальные силы, действующие в плоскости поперечника здания.
Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение одного квадратного метра вертикальной поверхности на грузовую площадь, приходящуюся на рассматриваемый фундамент.
Pсm = Всm * Hcm * qcm * k, (1.2)
где Всm — ширина стенового пояса, приходящаяся на рассматриваемый фундамент;
Hcm — высота стены;
qcm- вес стеновых панелей, qcm — 3кН/м 2 ;
k — коэффициент, учитывающий уменьшение веса стен за счет оконных и дверных проемов:
— для наружных стен цехов промышленных зданий k = 0,6;
— для наружных стен бытовых помещений k = 0,8.
— для торцевых стен цехов промышленных зданий k = 1,0.
Численные значения этих моментов (Mк) и горизонтальных сил (Qк) вычисляются по формулам таблицы 3[1].
Наружные
Наружные
Наружные
Таблица 3
Фундамент № 1:
Мк= 0,08 • 1260 = 100,8 кН • м;
Qк= 0,01 • 1260 = 12,6 кН;
Фундамент № 3:
Мк= 0,08 • 270 = 21,6 кН • м;
Qк= 0,01 • 270 = 2,7 кН;
Pст 1 = 10,8 • 3 • 3 • 0,6 = 58,32 кН.
Pст 1 = 10,8 • 3 • 3 • 1,0 =97,2 кН.
Фундамент № 9:
Мк= 0,03 • 288 = 8,64 кН•м;
Qк= 0,005 • 288 = 1,44 кН;
Pст 1 = 10,8• 6 • 3 • 0,8 = 155,52 кН.
Фундамент № 71:
Мк= 0,08 • 720 = 57,6 кН•м;
Qк= 0,01 • 720 = 7,2 кН;
Pст 1 = 10,8 • 8 • 3 • 0,6 = 155,52 кН.
Фундамент № 72:
Мк= 0,03 • 288 = 8,64 кН•м;
Qк= 0,005 • 288 = 1,44 кН;
Pст 1 = 14,4 • 8 • 3 • 0,8 = 276,48 кН.
№ фунда-
Нагрузки от колонн
Нагрузки от стен
Единичная
нагрузка
Единичная
2. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки
По имеющимся физико-механическим свойствам грунтов следует в соответствии с нормами установить описание каждого из пластов грунта.
Для глинистых (связных) грунтов уточнить их наименование по числу пластичности и показателю консистенции проверить, обладают ли эти грунты свойствами просадочности и набухания при их замачивании.
Для песчаных (несвязных) грунтов уточнить их вид и наименование в зависимости от плотности и степени водонасыщения.
Кроме того, для просадочных при замачивании грунтов следует установить тип грунтовых условий по просадочности. Для пучинистых при замерзании грунтов следует установить их наименование по степени морозной пучинистости.
1) Определение степени влажности
где гw — удельный вес воды, 10 кН/м 3 ;
г, гd, гs — удельный вес соответственно грунта, скелета грунта, твердых частиц, кН/м 3 ;
с, сd, сs — плотность соответственно грунта, скелета грунта, твердых частиц, кН/м3;
g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с 2 ;
e — коэффициент пористости грунта.
Затем по таблице 1.6 [2] определяем степень влажности грунта. По степени влажности грунт подразделяется на маловлажный, влажный и насыщенный водой.
Если слой грунта находится ниже УГВ, то Sr = 1.
2) Определение степени сжимаемости
E ? 5 Мпа — грунт сильно-сжимаемый;
Е = 5ч20 Мпа — грунт средне-сжимаемый;
E ? 20 Мпа — грунт мало-сжимаемый;
3) Определение удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды: гsd = гs — гw / 1+e
Определять если в слое грунта присутствует грунтовые воды.
2.1 Первый слой суглинок (грунт №22)
Физико — механические характеристики первого слоя грунта
1) Определение степени влажности
г = с*g = 1,959 * 9,81 = 19,22 кН/м 3 ;
гs = сs*g = 2,71 * 9,81 = 26,59 кН/м 3 ;
гd = г / 1 + w = 19,22 / (1 + 0,272) = 15,11 кН/м 3 ;
e = гs — гd / гd = (26,59 — 15,11)/ 15,11 = 0.76;
Sr = (гs * w) / (гw * e) = (26,59 * 0,272) / (10 * 0.76) = 0. 95;
В соответствии с табл. 1.6 [2] грунт насыщенный водой.
2) Определение степени сжимаемости
Т.к. Е = 11 Мпа, то грунт средне-сжимаемый.
3) Определение удельного веса с учетом взвешивающего действия воды.
гsd = (гs — гw) / (1+e) = (26,59 — 10)/ (1 +1,73) = 5,71 кН/м 3 .
Вывод: грунт насыщенный водой, средне-сжимаемый.
2.2 Второй слой суглинок (грунт №27)
1) Определение степени влажности
г = с*g = 1,881 * 9,81 = 18,45 кН/м 3 ;
гd = г / 1 + w = 18,45 / (1 + 0,321) = 13,97 кН/м 3 ;
S = (гs * w) / (гw * e) = (26,68 * 0,321) / (10 * 0.91) = 0.94;
В соответствии с табл. 1.6 [2] грунт насыщенный водой.
2) Определение степени сжимаемости
Т.к. Е = 13,2 Мпа, то грунт средне-сжимаемый.
3) Определение удельного веса с учетом взвешивающего действия воды.
гsd = (гs — гw) / (1+e) = (26,68 — 10)/ (1 +0.91) = 8,73 кН/м 3 .
Вывод: грунт насыщенный водой, средне-сжимаемый.
2.3 Третий слой песок мелкий (грунт №6)
1) Определение степени влажности
г = с*g = 1,971* 9,81 = 19,34 кН/м 3 ;
гd = г / 1 + w = 19,34 / (1 + 0,270) = 15,23кН/м 3 ;
S = (гs * w) / (гw * e) = (26,19* 0,270) / (10 * 0.72) = 0.98;
В соответствии с табл. 1.6 [2] грунт насыщенный водой.
2) Определение степени сжимаемости
Т.к. Е = 21,0 Мпа, то грунт средне-сжимаемый.
3) Определение удельного веса с учетом взвешивающего действия воды.
Вывод: грунт насыщенный водой, слабо-сжимаемый.
3. Выбор колонн
Конструкцию и вид колонн принимаем в зависимости от ширины пролета, шага и отметки верха колонны. Ширина пролета производственного здания составляет 24 м, шаг колонн 6 м отметка верха колонны производственного здания 14,40 м, бытового помещения 10,80 м. В соответствии с приложением 2 [1] подбираем требуемые по характеристикам колонны.
Для фундаментов Ф1 и Ф71принимаем несущую колонну, изображенную на рисунке 3а. Для фундамента Ф3 принимаем несущую колонну, изображенную на рисунке 3б. Для фундамента Ф9 принимаем несущую колонну, изображенную на рисунке 4а. Для фундамента Ф72 принимаем несущую колонну, изображенную на рисунке 4б.
Рисунок 3. Конструкция и привязка колонн для фундаментов промышленного помещения
Рисунок 4. Конструкция и привязка колонн для фундаментов бытового помещения
4. Определение глубины заложения подошвы фундамента
Глубина заложения должна приниматься с учетом:
*назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
*глубина 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 пр.);
*гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения (пп. 2.17-2.24);
*возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов трубопроводов и т.п.);
*глубины сезонного промерзания.
Рисунок 5. Схема для определения конструктивной глубины подошвы фундаментов
NL — отметка природного рельефа;
DL — отметка планировки, принимается -0.150;
FL — отметка подошвы фундамента;
H.K. — отметка низа колонны;
b — расстояние, которое должно быть более 250 мм;
dk — отм. Н.К. — DL + b + 0,05 (4.1)
Определим конструктивную глубину заложения подошвы фундаментов для:
а) колонн производственного цеха (фундаменты Ф1,Ф71,Ф3)
DL = -0.150 м;
отм. H.K.= 1.350 м;
b = 0.25м;
dk = 1,35 — 0,15 + 0,25 + 0,05 = 1,5 м;
б) колонн бытового помещения (фундаменты Ф9,Ф72)
DL = -0.150 м;
отм. H.K.=0.900 м;
b = 0.25м;
dk = 0,9 — 0,15 + 0,25 + 0,05 = 1,05 м;
Полученный размер округляем кратно 0,3 м (для устройства унифицированной опалубки), в данном случае принимаем dk = 1,2 м.
Рисунок 6. Конструктивная глубина заложения подошвы фундаментов
а) для фундаментов Ф1,Ф71,Ф3
б) для фундаментов Ф9,Ф72
4.2 Определение глубины сезонного промерзания грунта
dfn = d0 * vMt, (4.2)
Где Mt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по [6. Таблица 3];
d0 — величина, принимаемая равной для суглинков и глин — 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м; крупнообломочных грунтов — 0,34 м.
Для г. Барнаул:
Mt = |-17,5 — 16,1 — 9,1 -7,9 -15,0| = 65,6 кН*м;
Первый слой грунта суглинок, следовательно, d0 = 0,23 м, тогда:
dfn = 0,28 * v65,6 = 2.27 м.
4.2.2 Определение расчетной глубины промерзания грунтов
Расчетная глубина промерзания грунтов определяется по формуле 5.4 [3]:
df = kh * dfh, (4.3)
kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2 [3]; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh = 1,1, кроме районов с отрицательной годовой температурой.
Так как сооружение устраивается без подвала с полами по грунту и расчетной температурой воздуха для производственного цеха 16?С, а бытового помещения 19?С принимаем по таблице 5.2[3] kh1 = 0,6 м и kh1 = 0,6 м.
Тогда,
Для фундаментов Ф1,Ф71,Ф3
df1 = 0,6*2,27 = 1,36 м.
Для фундаментов Ф9,Ф72
4.3 Выбор окончательной глубины заложения подошвы фундаментов
Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:
— для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5.3[3],
— для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
В случаях, когда глубина заложения фундаментов не зависит от расчетной глубины промерзания df, соответствующие грунты, указанные в таблице 5.3[3], должны залегать до глубины не менее номативной глубины промерзания dfn, которая в данной работе равна 2,27 м, а минимальная глубина залегания первого слоя грунта 1,5 м.
Минимальную глубину расположения уровня подземных вод определим по инженерно-геологическому разрезу (рисунок 1) и она составляет dw = 2,30 м.
Так как df1 +2 = 1,36 +2 = 3,36 » dw и df2 +2 = 1,36 +2 = 3,36 » dw, следовательно,
согласно данным таблицы 5.3[3] глубина заложения фундаментов (суглинок) в зависимости от расположения уровня подземных вод должна быть не менее df.
Окончательно назначаем глубину заложения подошвы фундаментов по конструктивным соображениям, она составляет 1,5 и 1,5 м соответственно для бытового помещения и для цеха, а расчетная глубина составляет 1,36?1,5 и 1,36?1,5 м, что больше конструктивных величин.
5. Проектирование фундаментов мелкого заложения
5.1 Определение размеров обреза фундаментов
Минимальные размеры обреза фундамента определяются по формулам:
lобр. min = 2*200+2*75+lk (5.1)
bобр. min = 2*200+2*75+bk (5.2)
Полученные размеры должны быть округлены кратно 300 мм для устройства опалубки.
Фундамент Ф1,Ф71
lобр. min = 2*200+4*75+1000*2 + 300 = 3000 мм;
bобр. min = 2*200+2*75+400 = 950 мм;
Округляем полученные размеры кратно300 м, получим: lобр. = 3000 мм;
bобр. = 1200 мм.
Рисунок 7. Обрез фундамента Ф1, Ф71.
lобр. min = 2*200+2*75+1000 = 1550 мм;
bобр. min = 2*200+2*75+400 = 950 мм;
Округляем полученные размеры кратно300 м, получим: lобр. = 1800 мм;
Рисунок 7. Обрез фундамента Ф3
lобр. min = 2*200+2*75+400 +600= 1550 мм;
bобр. min = 2*200+2*75+400 = 950 мм;
Округляем полученные размеры кратно300 м, получим: lобр. = 1800 мм;
Рисунок 7. Обрез фундамента Ф9
lобр. min = 2*200+2*75+400 = 950 мм;
bобр. min = 2*200+2*75+400 = 950 мм;
Округляем полученные размеры кратно300 м, получим: lобр. = 1200 мм;
Рисунок 7. Обрез фундамента Ф72
5.2 Приведение нагрузок к центру подошвы фундаментов
Фундамент Ф1
Рисунок 11. Нагрузки фундамента Ф1
Глубина заложения подошвы фундамента Ф1,Ф71, составляет 1,5 м.
Определим усилия в центре подошвы фундамента Ф1
Рисунок 11. Нагрузки фундамента Ф71
Глубина заложения подошвы фундамента Ф1,Ф71, составляет 1,5 м.
Определим усилия в центре подошвы фундамента Ф71
Рисунок 12. Нагрузки фундамента Ф3
Глубина заложения подошвы фундамента Ф3, составляет 1,5 м.
Определим усилия в центре подошвы фундамента Ф3
Рисунок 12. Нагрузки фундамента Ф9
Глубина заложения подошвы фундамента Ф9, составляет 1,5 м.
Определим усилия в центре подошвы фундамента Ф9
Глубина заложения подошвы фундамента Ф72, составляет 1,5 м.
Определим усилия в центре подошвы фундамента Ф72
Рисунок 12. Нагрузки фундамента Ф72
5.3 Определение размеров подошвы фундаментов
5.3.1 Определение условного расчетного сопротивления грунта(для фундамента Ф1)
При расчете деформаций основания среднее давление под подошвой фундамента Pср не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа определяемого по формуле п.5.6.7.[3]:
— и — коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл.5.4[3];
Для глинистых — 1,25 и 1.
— коэффициент, принимаемый равным:, т.к. прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственно испытаниями;
— коэффициенты, принимаемые по табл.5.5[3]; цll = 18; коэффициенты равны соответственно 0,43; 2,73; 5,31.
— коэффициент, принимаемый равным 1 при ;
-b — ширина подошвы фундамента, м, для определения условного расчетного сопротивления грунта принимаем ширину подошвы фундамента равной ее минимально возможному значению, т.е. b = 1,2 м.
— осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), 19,22 ;
— то же, залегающих выше подошвы; 19,22 ;
— расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, 20 кПа;
— глубина заложения подошвы фундаментов, 1,5 м.
-db- глубина подвала, 0м.
Rусл. = 1,25 *1/1 * [0,43*1*1,2*19,22 + 2,73*1,5*19,22 + 5,31* 20] = 243,53 кПа.
5.3.2 Определение требуемой площади подошвы фундамента.
Где No — сумма вертикальных нагрузок, действующих на фундамент;
Rусл. — расчетное условное сопротивление грунта; 193,58 кПа.
гср. — осредненный удельный вес фундамента и грунта (19,22ч22) = 20,61 кН/м 3 .
Aтр. = 1260/ 243,53 — 1,5 * 20,61 = 5,93 м 2 .
5.3.3 Определение размеров подошвы фундамента Ф1
Для внецентренно-сжатых загруженных фундаментов:
Решим систему уравнений:
b*1 = 5,93; b = 5,93/1; b = 5,93/1; b = 5,93/1; b = 5,93/1;
b/1 = 0,7, b/1 = 0,7, b/1 = 5,93/1/1 = 0,7, b/1 = 5,93/1 2 = 0,7, 0,7*1 2 = 5,93,
b = 5,93/1; b = 5,93/1; b = 5,93/2,91; b = 2,04;
1 2 = 8,47, 1 = 2,91, 1 = 2,91, 1 = 2,91.
Округляем полученные значения кратно 300 мм и получаем окончательные размеры подошвы фундамента Ф5;
b = 2100 мм = 2,1 м;
1 = 3000 мм = 3,0 м;
Фактическая площадь подошвы фундамента составит:
5.3.5 Уточнение расчетного сопротивления грунта
Rусл. = 1,25 *1/1 * [0,43*1*2,1*19,22 + 2,73*1,5*19,22 + 5,31* 20] = 252,83 кПа.
5.3.5 Определение фактических давлений под подошвой фундамента
Рисунок 15. К определению давлений
Для внецентренно-загруженных фундаментов:
— вес фундамента и грунта на его уступах:
Gф,гр = 2,1*3*1,5*20,61 = 194,76 кН.
5.3.6 Проверка выполнения условий
Для внецентренно-загруженных фундаментов (Mox?0; Moy=0;):
230,91 кПа ? 252,83 кПа,
285,20 кПа ? 1,2* 252,83 = 303,4 кПа,
5.3.7 Определение размеров фундаментов Ф71,Ф3,Ф9,Ф72
Остальные фундаменты рассчитываем в программе Excel, получаем такие размеры:
5.4 Определение осадок фундаментов.
5.4.1 «Посадка здания на инженерно-геологический разрез
Осадка определяется по формуле 5.16 [3]:
Где n — число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания;
у ср. zp — среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-ом слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;
у ср. zy — среднее значение вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрыве котлована грунта, кПа;
hi — толщина i-ого слоя грунта, принимаемая не болеем 0,4 ширины фундамента, м;
в — безразмерный коэффициент, равный 0,8;
Ei — модуль деформации i-ого слоя грунта по ветви первичного загружения, Мпа;
Eei — модуль деформации i-ого слоя грунта по ветви вторичного загружения, Мпа;
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента:
где y — удельный вес грунта, кН/м 3 ;
z — глубина расположения рассматриваемой точки, м.
Вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубину z от подошвы фундамента определяется по формуле 5.17[3]:
где б — коэффициент рассеивания, определяется по таблице 5.8[3] в зависимости от относительной глубины о.
Pср — среднее давление под подошвой фундамента, 230,92 кПа.
Относительная глубина определяется, согласно рекомендациям п. 5.6.32 [3]:
где z — расстояние от подошвы фундамента до рассматриваемой точки, м;
b — ширина подошвы фундамента, 2,1 м.
Соотношение сторон фундамента Ф1:
з = 1/ b = 3,3 /2,1 = 1,57.
Вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-ого слоя на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле 5.18[3]:
где уzg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа;
б1 — коэффициент рассеивания, определяется по таблице 5.8[3] в зависимости от относительной глубины фундамента о1.
Относительная глубина определяется, согласно рекомендациям п 5.6.32[3]:
где b1 — ширина котлована — 24,5
Соотношение сторон котлована:
При планировке срезкой:
При отсутствии планировки и планировке подсыпкой:
где г — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;
d — глубина заложения фундамента при планировке срезкой, м.
d0 — глубина заложения фундамента при отсутствии планировки и планировке подсыпкой, м.
Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают согласно рекомендациям п. 5.6.41[3] на глубине z = Hс, где выполняется условие:
При этом глубина заложения сжимаемой толщи Hс, не должна быть меньше Hmin, равной половине ширины фундамента, когда b ? 10 м. Так как, в нашем случае, b = 2,1 м, то Hmin = 1,65м.
Рисунок 18. Схема для расчета осадки фундамента Ф1
Толщину слоя, но которое разбивается грунтовая толща, под подошвой фундамента, определим из условия п.5.6.31[3]:
Определение нижней границы сжимаемой толщи
Согласно результатам расчета и условию 5.18, Hс = 6,850м м, что больше значения
Hmin = 1,65м. Нижняя граница сжимаемой толщи находится на глубине 6,850м, с модулем деформации грунта более 7 МПа.
Определим осадку фундамента Ф1: по формуле 5.10:
11000 11000 11000
13200 13200 13200
13200 21000 21000
5.4.3 Определение осадки фундаментов Ф71,Ф3; Ф9; Ф72.
Осадки остальных фундаментов находим с помощью программы Excel:
Ф1, S = 0,026м = 2,6 см.
Ф71, S = 0,01045м = 1,05 см,
Ф3, S = 0,013м = 1,3 см,
Ф9, S = 0,00997м = 1,0 см,
Ф72, S = 0,0143м = 1,4 см.
5.4.4 Проверка выполнения условия S ? [Su]
Для производственного здания с полным железобетонным каркасом, максимальная осадка согласно приложению Д [3], равна 10 см. Используя результаты расчета сравним полученную осадку с допустимой.
Для Ф1, = 2,6 см ? 10
Ф71, S = 1,05 см ? 10
Ф3, S = 1,3 см ? 10
Ф9, S = 1,0 см ? 10
Ф72, S = 1,4 см ? 10
Как видно из выше приведенных данных все полученные осадки фундаментов меньше предельно допустимых, следовательно, размеры подошвы фундамента достаточны и изменений не требуют.
По результатам расчетов конструируем фундаменты мелкого заложения, схемы фундаментов Ф1, Ф71, Ф3, Ф9, Ф72 с привязкой к осям показаны на рисунке 19.
5.5. Конструирование фундаментов мелкого заложения (ФМЗ)
6. Проектирование свайных фундаментов (вариант — II)
6.1 Корректировка приведенных нагрузок
Расчетные нагрузки для проектирования свайных фундаментов получим путем перемножения нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке (г f), который принимается равным 1,2. Нормативные нагрузки посчитаны ранее в таблице 8.
М p oх= Мoх * гf (6.2)
Таблица 10
Усилия в центре подошвы свайных ростверков
6.2 Выбор типа, длины и марки сваи
Принимаем висячие сваи, сечением 300*300. Заглубляем сваи в третий пласт на 0,5 м.
Рабочая длина свай, согласно данным рисунка 20:
Для РС1: l = 300+5483+500 = 6283 мм.
Для РС71: l = 300+5783+500 = 6583 мм.
Для РС3: l = 300+4843+500 = 5643 мм.
Для РС9: l = 300+5021+500 = 5821 мм.
Для РС72: l = 300+5012+500 = 5812 мм.
Проектную длину свай принимаем равную 8м. Марка свай: С9-30
Рисунок 20.Рабочая длина свай
6.3 Определение несущей способности свай
Несущую способность Fd, кН, висячих свай, погружаемых без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле 7.8 [4]:
гс — коэффициент условия работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;
R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2[4];
А — площадь опирания на грунт сваи, м 2 , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;
u — наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
fi = расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3[4];
hi — толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
гсR — коэффициент условия работы грунта под нижним концом сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта и принимаемый по таблице 7.4[4];
гсf — коэффициент условия работы грунта на боковой поверхности сваи, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта и принимаемый по таблице 7.4[4];
Расчетное сопротивление под нижнем концом забивных свай, погружаемых без выемки грунта, R, кПа, принимаем по таблице 7.2[4] равным 9966,67 кПа для свай РС1, РС3,РС71,РС9,РС72, с помощью интерполяции при глубине погружения свай 8,0 м соответственно и числе текучести IL = 0. Площадь поперечного сечения сваи А = 0,09м 2 . Наружный периметр принятых свай u = 1,2 м. Коэффициенты условия работы грунта под нижним концом сваи и на боковой поверхности (гсR, гсf), согласно таблице 7.4[4], равны 1, так как сваи сплошного сечения и забиваемые дизельным молотком.
Источник: revolution.allbest.ru
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА.
Инженерно-геологические условия площадки строительства представлены двумя инженерно-геологическими элементами: 1 – песок мелкий; 2 – глина. Нижняя граница ИГэ установлена на глубине 6 м. Глубина залегания фундамента – 0,73 м.
Ширина фундамента – 0,65 м.
Последовательность создания расчетной модели в TEMP/W
Длина и ширина теплоизоляции определяется расчетом. Расчетная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Расчетная схема
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА.
Инженерно-геологические условия строительства представлены двумя ИГЭ: песок мелкий (до глубины 1,2) и глина. Нижняя граница установлена на глубине 2,4 м.
Для численного моделирования процессов промерзания-оттаивания необходимо рассчитать физические и теплофизические характеристики грунтов и материалов.
Для моделирования используем два типа моделей. Для грунтов – Full Thermal, для материалов – Simplified Thermal (Рисунок 2)
Рисунок 2 – Выбор типа модели
Плотность в сухом состоянии:
, (1)
где 𝞺 – нормативная плотность (табл. 1, задание);
– природная влажность (табл. 1, задание);
г/
Удельная теплоемкость мерзлого грунта определяется по формуле [2]:
Cf = [Cp+Cw*Ww+Ci*(Wtot-Ww)]* (2)
кДж/
Удельная теплоемкость талого грунта определяется по формуле [3]:
(3)
кДж/
Коэффициент теплопроводности мерзлого грунта определяется по формуле [4]:
(4)
кДж/сутки/м/
Коэффициент теплопроводности талого грунта определяется по формуле[5]:
(5)
=1,5119Вт /м/ *86,4=130,6 кДж/сутки/м/
Полученные результаты записываем в свойства для глины (Рисунок 3).
Рисунок 3 — Коэффициенты теплопроводности
Изменение содержания незамерзшей влаги задаем в диалоговом окне Estimate Unfrozen Water Content Functions
(Рисунок 4).
Рисунок 4 – Изменение содержания незамерзшей влаги
Определяем удельную теплоемкость для мерзлого и для талого грунта и вписываем значения в окно создания материалов (Рисунок 5) .
Рисунок 5 — Удельная теплоемкость и влажность глины.
Плотность в сухом состоянии:
г/ (1)
Удельная теплоемкость мерзлого грунта:
Cf = [Cp+Cw*Ww+Ci*(Wtot-Ww)]* (2)
кДж/
Удельная теплоемкость талого грунта:
(3)
кДж/
Коэффициент теплопроводности мерзлого грунта:
(4)
кДж/сутки/м/
Коэффициент теплопроводности талого грунта:
(5)
= 2.2601Вт/м/ *86,4=195,3 кДж/сутки/м/
Полученные результаты записываем в свойства для песка (Рисунок 6)
Рисунок 6 — Коэффициенты теплопроводности для песка
Полученные параметры задаются в диалоговом окне Estimate Thermal Conductivity Functions (Рисунок 7)
Рисунок 7 — Изменение содержания незамерзшей влаги
Определяем удельную теплоемкость для мерзлого и для талого грунта и вписываем значения в окно создания материалов (Рисунок8).
Рисунок 8 — Удельная теплоемкость и влажность для песка
Строительные материалы: Коэффициенты теплопроводности и удельные теплоемкости для теплоизоляции, для бетона принимаем по табл.1, задание. Записываем значения и Сv для теплоизоляции и бетона в окно создания материалов соответствует модель Simplified Model.
. Рисунок 9 — Коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость для теплоизоляции
Рисунок 10 — Коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость для бетона
Рисунок 11 — Коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость для кирпича
Источник: megapredmet.ru