Реферат: Проектирование фундамента 4-хэтажного администратиного здания маслоперерабатывающего завода в пос. Ахтырский Абинского района

Кубанскийгосударственный аграрный университет

Кафедраоснований и фундаментов

Курсовойпроект

На тему:

“Проектирование фундамента 4-хэтажного административногоздания масло перерабатывающего завода в пос. Ахтырский Абинского района”

Выполнила: Озерная В.Е

СТ-41

Проверил: Горелик М.З.

Краснодар 2000г.

Содержание

Введение… 3

1. Инженерно–геологическиеусловия для строительства… 4

2. Сборнагрузок, действующих на основание в расчетных сечениях… 6

3. Выборрациональной конструкции фундамента… 10

3.1. Проектированиеф-та на естественном основании… 10

3.1.1 Выборглубины заложения фундамента… 10

3.1.2 Подборразмеров подошвы фундамента… 10

3.1.3 Проверкапрочности подстилающего слабого слоя… 13

3.1.4 Определениеконечных осадок основания… 15

3.1.5 Проектированиекотлована… 18

3.2. Расчет иконструирование свайных фундаментов… 18

3.2.1 Выбортипа и размеров свай… 18

3.2.2 Расчетнесущей способности одиночной сваи… 19

3.2.3 Определениек-ва свай, размещение их в плане и конструирование ростверка… 20

3.2.4 Размещениесвай в кусте и конструирование ростверка… 21

3.2.5 Определениеконечных осадок основания свайного фундамента. Окончательный выбор свайногофундамента… 22

3.2.6 Проектирование котлована… 26

3.3. Технико-экономическоесравнение вариантов… 26

4. Расчетстены подвала… 29

4.1. Расчетленточного фундамента под стену подвала… 29

4.2. Проверкавыбранного фундамента… 30

4.2.1 Проверка условий по подошве фундамента по осиА-А… 30

4.2.2 Проверкаусловий по подошве фундамента по оси 3-3… 32

4.2.3 Проверкаусловий по подошве фундамента отсовместного действия моментов… 33

4.3. Определениеконечных деформаций основания… 33

5. Расчетподпорной стены… 35

5.1. Исходныеданные… 35

5.2. Расчетвспомогательных данных… 35

5.3. Расчетустойчивости стенки… 37

6. Списокиспльзованной литературы… 38

Введение

1. Инженерно–геологические условия строительства

1.1.

1.2.

ИГЭ-1. Насыпные грунты не слежавшиеся, представленыпочвами со строительным и бытовым мусором, насыпями щебенисто-насыпных дорог,навалами грунта (на площадке идут строительные работы, отрыта траншея).Мощность насыпных грунтов не велика, их физико-механические свойства не изучались.

ИГЭ-2. Почва темно-бурая суглинистая, твердая иполутвердая, высокопористая, влажная, кислая, с корне- и червеходами,сохранилась на незатронутой строительством части территории и под насыпнымигрунтами. Содержание гумуса в почвах изменяется от 0,7-0,8% (под насыпнымигрунтами) до 5,4% (на не затронутых строительством участках).

ИГЭ-3. Глина желтовато-коричневая, коричневато-серая,полутвердая, влажная.

ИГЭ-4. Суглинок коричневато-желтый, твердый, влажный иводонасыщенный, легкий, пылеватый с включением карбонатов. В подошве слоякарбонатные включения составляют 10-20% по массе крена.

ИГЭ-5. Суглинок коричневато серый, полутвердый,водонасыщенный, легкий.

ИГЭ-6. Песок желтовато-серый, гравелистый, водонасыщенный,плотного сложения, с тонкими прослоями суглинка легкого, мягкопластичного.

1.3.

1.4. SO42-.

Грунты ИГЭ-4,5обладают слабой степенью агрессивного воздействия для бетонов на портландцементе,шлакопортландцементе по ГОСТ 10178-76 и сульфатостойких цементах по ГОСТ22266-76 по содержанию хлоридов в перерасчете на CI-.

1.5.

1.6. CI-. Подземные воды обладают средней степеньюагрессивного воздействия на металлические конструкции по суммарному содержаниюсульфатов и хлоридов и водородному показателю рН.

Инженерно–геологические условия

Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

Табл. 2.1.

№№ п/п

Полное наименование грунта

Мощность, м

Удельное сцепление с, кПа

Угол внутреннего трения j, град

Модуль общей деформации E, МПа

Табличное значение расчетного сопротивления грунта R0, кПа

Растительный слой

0,90

–

Почва суглинистая твердая

0,80

200

Глина полутвердая

1,20

300

Суглинок твердый

3,50

200

Суглинок полутвердый

4,50

250

Песок гравелистый

1,40

500

2. Сбор нагрузок, действующих на основание в расчетных сечениях

Зданиезапроектировано с продольными несущими стенами из кирпича. Наружные стены толщиной51 см, внутренняя несущая стена толщиной 38 см, перегородки между квартирами(соседними помещениями) – 250мм, Внутренние перегородки толщиной 12 см изкирпича. Окна двойного остекленения размером 150 см по длине и 180см по высоте.Кровля – металлочерепица по обрешетке по стропилам с утеплителем – минераловатныеплиты. Перекрытия – сборные ж/б панели, в том числе и пола 1-го этажа. Цокольвысотой 70 см с отделкой темным цветом из кирпича. Между осями А; Б и 1;2 предусмотрентехнический подвал ( для расчета стены подвала это приняли условно) высотой(глубиной) 2м. Лестничный марш ж/б шириной 1,35м, ступени размером 15х30 см. Высотаэтажа – 3м, высота мансардной части стены (до крыши) – 2м.

Сбор нормативных постоянных нагрузок на покрытие (кровля).

Табл. 2.2.

№

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, NII, кПа

Коэффициент надежности по нагрузке gf

Расчетная нагрузка, NI, кПа

Металлочерепица, вес 1м2 горизонтальной проекции 80 кг/м2 =0,8 кПа

0,8

1,3

1,04

Сплошной деревянный настил d=16 мм по стропилам

0,5

1,3

0,65

Минераловатные плиты g=125 кг/м3; d=50мм; 1,25х0,05=0,0625

0,0625

1,2

0,075

Пароизоляция – 1 слой рубероида

0,04

1,2

0,048

Деревянная обрешетка (настил) d=16мм, g=5 кН/м3; 5х0,016=0,08 кПа

0,08

1,2

0,096

Гипсокартон d=10мм; r=1200кН/м3; 12х0,01=0,12 кПа

0,12

1,1

0,132

Итого: покрытие

1,6

2,04

Сбор нормативных нагрузок на перекрытие

Табл.2.3.

№

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, NII, кН

Коэффициент надежности по нагрузке gf

Расчетная нагрузка, NI, кН

Покрытие линолеум ПВХ на тканевой основе d= 2,5мм

0,1

1,2

0,12

Прослойка из быстротвердеющей мастики – 10 мм

Стяжка из легкого бетона М75 r=1300 кг/м3; d=20мм; 13х0,02=0,26

0,26

1,3

0,338

Теплоизоляционный слой ДВП d=25мм; r=200кг/м3; 2х0,025=0,05 кПа

0,05

1,3

0,0645

Ж/б плита перекрытия приведенной толщины hпр=8см; 25х0,08=2кПа

1,1

2,2

Итого: перекрытие

2,41

2,723

Кладка наружных стен из кирпича g=18кН/м3,внутренних — g=14кН/м3;перегородок – тот же кирпич. Вес 1м2 горизонтальной проекциилестничного марша – 3,6 кПа, лестничной площадки – 3кПа. Временные нагрузки наперекрытия – 1,5 кПа, на лестничный марш – 3кПа. Коэф-т снижения временнойнагрузки для здания из 4-х этажей на перекрытия y=0,8. Намечаем для сборанагрузок три сечения:

Сечение 1-1 поднаружную стену под лестничный ф-т (без подвала) на длине между оконными проемами– 2,34м;

Сечение 2-2также под наружную стену (для здания с подвальным помещением) на длине 2,34м.Между серединами оконных проемов и сечения 2-2 на 1м длины внутренней стены.(Все эти сечения показаны на плане 1-го этажа).

Сечение 3-3под наружную стену под лестничный ф-т (без подвала) на длине между оконными проемами– 2,34м;

А1=А3=2,24х2,34=5,24м2;

А2=2,24х2=4,48м.

Сбор нагрузок для сечения 1-1 А1=5,24м2

Табл. 2.4.

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, NII, кН

Коэффициент надежности по нагрузке gf

Расчетная нагрузка, NI, кН

1. Постоянная

Покрытие (кровля) NII = 1.6х5,24=8,38 кН

NI = 2,04х5,24=10,7 кН

8,38

10,7

Перекрытие на 4-х этажах (включая и мансарду) NII =4х2,41х5,24=50,52кН

NI = 4х2,723х5,24=57,1кН

50,52

57,1

Вес стены от пола 1-го этажа высотой 9,9м+2м мансарды g=18кН/м3 d=51см на длине 2,34м за вычетом веса оконных проемов размером 1,05х1,8см + вес цоколя высотой 1м

18х[(9.9+2)2.24-1,05х1,8]0,51+18х0,51х2,34х1=

=259,75кН

259,75

1,1

285,7

Итого: постоянная нагрузка

318,65

353,5

2. Временная

Снеговая нагрузка (1-й район) 0,5х5,24=2,62

2,62

1,4

3,67

Полезная на перекрытие на 4-х этажах при коэф-те снижения yп = 0,8

4х0,8х1,5х5,24 = 25,16кН

25,16

1,2

30,19

Итого: временная нагрузка

27,78

33,86

При учете двух и более временныхнагрузок они принимаются с коэф-м сочетаний и расчете на основное сочетание: j1=0,95– для длительных нагрузок и j2=0,9 – для кратковременных. При расчете наосновное сочетание нормативная нагрузка (по II группе) на1мдлины стены для сеч. 1-1 составит:

NII = <img src="/cache/referats/12333/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">кН/м

Сбор нагрузок для сечения 2-2 А2=4,48м2

Табл. 2.5.

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, NII, кН

Коэффициент надежности по нагрузке gf

Расчетная нагрузка, NI, кН

1. Постоянная

Покрытие (кровля) NII = 1.6х4,48=7,27кН

NI = 2,04х4,48=9,14кН

7,17

9,14

Перекрытие на 4-х этажах (включая и мансарду) NII =4х2,41х4,48=43,19кН

NI = 4х2,723х4,48=48,79кН

43,19

48,79

Вес внутренней стены g=14кН/м3; d=38см; высотой 9,9м

14х0,38х9,9=52,67

52,67

1,1

57,93

Итого: постоянная нагрузка

103,03

115,87

2. Временная

Снеговая нагрузка 0,5х4,48=2,24кН/м

2,24

1,4

3,14

Полезная на перекрытие на 4-х этажах при коэф-те снижения yп = 0,8

4х0,8х1,5х4,48=91,5кН/м

21,5

1,2

25,8

Итого: временная нагрузка

23,74

28,94

Нормативная нагрузка на основноесочетание по сеч.2-2

NII= 103.03+2,24х0,9+21,5х0,95=125,46кН/м

Сбор нагрузок по сечению 3-3 А3=5,24м2 (с подвалом)

Табл. 2.6.

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, NII, кН

Коэффициент надежности по нагрузке gf

Расчетная нагрузка, NI, кН

1. Постоянная

Покрытие (кровля) NII = 1.6х5,24=8,38 кН

NI = 2,04х5,24=10,7 кН

8,38

10,7

Перекрытие на 4-х этажах

NII =4х2,41х5,24=50,52кН

NI = 4х2,723х5,24=57,1кН

50,52

57,1

Вес стены от пола 1-го этажа высотой 10,5м+2м мансарды g=18кН/м3 d=51см на длине 2,34м за вычетом веса оконных проемов размером 1,05х1,8см + вес цоколя высотой 1м

18х[(10,5+2)2.24-1.05x1.8]0.51+18х0,51х2,34=

=229,68кН

229,68

1,1

252,65

Вес стены с теплоизоляцией высотой 1,7-9,9=2,8м в один кирпич g= 14кН/м3, толщиной d= 120 мм на длине 2,34м

NII=14х2,8х0,12х2,34=11кН

1,1

12,1

Итого: постоянная нагрузка

299,58

332,55

2. Временная

Снеговая нагрузка 0,5х5,24=2,62

2,62

1,4

3,67

Полезная на перекрытие на 4-х этажах при коэф-те снижения yп = 0,8

4х0,8х1,5х5,24 = 25,16кН

25,16

1,2

30,19

Итого: временная нагрузка

23,74

28,94

Нормативная нагрузка на 1мдлины стены по сеч. 3-3

NII=<img src="/cache/referats/12333/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">кН/м

3. Выбор рациональной конструкциифундамента3.1. Проектированиефундамента на естественном основании3.1.1. Выбор глубины заложения фундамента

Глубину с учетом толщины почвы 0,8м примем равной d1=1,2м.

3.1.2.

Рис.3.1. К определению глубины заложенияфундаментов

В соответствии со СНиП 2.02.01–83 условием проведения расчетов по деформациям (второмупредельному состоянию) является ограничение среднего по подошве фундаментадавления p величиной расчетного сопротивленияR:

где p – среднее давление подподошвой фундамента, кПа;

R – расчетное сопротивлениегрунта основания, кПа.

Предварительная площадь фундамента:

где NII– сумма нагрузок для расчетов по второй группе предельных состояний, кПа

R0– табличное значение расчетного сопротивления грунта, в котором располагаетсяподошва фундамента, кПа;

g’ср – осредненное значение удельноговеса тела фундамента и грунтов, залегающих на обрезах его подошвы, g’ср = 20 кН/м3;

d1– глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений или приведеннаяглубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

<img src="/cache/referats/12333/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">,

где hS – толщина слоя грунта вышеподошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf – толщина конструкции пола подвала, м;

gcf – расчетное сопротивление удельного веса конструкциипола подвала, кН/м3.

<img src="/cache/referats/12333/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">.

Для ленточного ф-та b=А/=0,55м;принимаем b=0,6м сукладкой стеновых блоков на бетонную подготовку толщиной 10см.

Рис.3.2. Ленточный фундамент

Определяем расчетное сопротивление грунта основания R для здания без подвала:

где gс1 и gс2– коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов восновании фундаментов, gс1= 1,1и gс2 = 1,2;

k – коэффициент,принимаемый k = 1,1, т. к. прочностные характеристики грунта приняты потаблицам СНиП.

kz– коэффициент, принимаемый k = 1 (b<10м);

b – ширина подошвы фундамента, м;

gII и g’II – усредненные расчетные значенияудельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента ивыше подошвы фундамента;

сII – расчетноезначение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвойфундамента, кПа;

db – глубина подвала – расстояние от уровняпланировки до пола подвала;

Mr,Mq, Mc – безразмерные коэффициенты;

Mr= 0,32; Mq = 2,29; Mc = 4,85

gII=g/II=18,8 кН/м3 – ниже ивыше подошвы один и тот же грунт;

b=0,6м;

d1=1,2м

Фактические напряжения под подошвой фундамента (фундаментцентрально нагружен):

где NII – нормативная вертикальнаянагрузка на уровне обреза фундамента, кН;

GfII и GgII – вес фундамента и грунта наего уступах;

A – площадь подошвы фундамента, м2.

GfII=24х0,6х1,2=17,3кН/м – 1м длины;

GgII=0 – вес грунта на обрезах;

<img src="/cache/referats/12333/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035"><R=283.2кПа

Условие <img src="/cache/referats/12333/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1036"> выполняется, недогруз фундамента составляет 3,1%,следовательно, размер b=0,6мпринимаем окончательным.

3.1.3.

Рис. 3.3. К проверке прочности подстилающегослоя

Подстилающий слой – суглинок твердый, имеет Rо=200кПа<Rо=300кПа предыдущегослоя, следовательно, требуется проверка его прочности. Проверка проводится изусловия, чтобы полное давление накровлю слабого слоя не превышало расчетной на этой глубине:

sg(z+d)+szp £ Rz+d, где

sg(z+d) – природное давление на кровлюслабого слоя;

szp - дополнительное давление на кровлю слабогослоя от нагрузки на фундамент;

sg(z+d)=18,8х2=37,6 кПа

szpо=18,8х1,2=22,6 кПа – природное давление подподошвой ф-та;

szp=aро

ро=р-szpо=274,5-22,6=251,9 кПа – дополнительноевертикальное давление на основание;

a — коэф-т рассеивания определяется взависимости от относительной глубины.

x=<img src="/cache/referats/12333/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1037"><img src="/cache/referats/12333/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

a=<img src="/cache/referats/12333/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

szp=0,439х251,9=110,6 кПа

Находим ширину условного ф-та bусл из условия:

Аусл= bусл=<img src="/cache/referats/12333/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1040">

NII+GII– нормативная нагрузка на подшву фундамента;

szp – дополнительное напряжение на кровлю слабогослоя;

NII+GII=147,4+17,3=164,7кН/м

bусл=<img src="/cache/referats/12333/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

Расчетное сопротивление на глубинеz+d=2м.

gс1=1,25

gс2=1

k=1,1

kz=1

gII=19.3 кН/м – ниже подошвы (для суглинка)условного ф-та;

gII/=18,8 кН/м – выше подошвы;

сII=30 кПа – для суглинков;

by=1.49 м;

d+z=2м;

при j=20о;

<img src="/cache/referats/12333/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> кПа,

т.к условие:

sg(z+d)+szp =37,6+110,6=148,2 кПа£ Rz+d=340,4 кПа,

то прочность этого слоя обеспечена.

3.1.4. Определение конечных осадок основания

Расчет основания по деформациям производим исходя изусловия:

где S – совместная деформация основания исооружения, определяемая расчетом;

Su – предельное значениесовместной деформации основания и сооружения,

Для определения осадок используем метод послойногосуммирования осадок. Для этого, построим эпюры вертикальных напряжений отсобственного веса грунта (эпюру szg)и дополнительных вертикальных напряжений (эпюра szp).

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта:

где g ‘–удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

dn– глубина заложения фундамента;

g i, hi – соответственно удельный вес и толщина i–го слоя;

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземныхвод, но выше водоупора:

Дополнительныевертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента:

где a – коэффициент, принимаемый по таблицам СНиП взависимости от формы подошвы фундамента, соотношения его сторон и относительнойглубины, равной x = 2z/b;

p0= p – szg0 – дополнительное вертикальное давлениена основание;

p – среднее давление под подошвой фундамента;

szg0 – вертикальное напряжение отсобственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Разбиваем грунт на слои толщиной hi=0.46=0.4х0,6=0,24м,

Ро=251,9 кПа – найдено в предыдущем пунктерасчета,

szg0=22,6кПа,

Расчет осадок проводим по формуле:

где b– безразмерный коэффициент, b= 0,8;

szp,i – среднее значение дополнительноговертикального напряжения в i – том слое;

hi,Ei – соответственно толщина и модуль деформации i–того слоя грунта.

Расчет ведем до тех пор пока szp£0.2szg

Расчет осадки ленточного фундамента

Табл. 3.1.

Z.м

x= 2Z/b

szp, кПа

szg, кПа

0,26zg, кПа

Е, МПа

Si (см)

251,9

22,6

4,5

0,24

0,8

0,881

222

27,0

5,4

0,38

0,48

1,6

0,642

161,7

31,6

6,3

0,31

0,72

2,4

0,477

120,2

36,1

7,2

0,225

0,96

3,2

0,374

94,2

10,6

8,1

0,143

1,2

4,0

0,306

77,1

45,3

9,0

0,114

1,44

4,8

0,258

50,10

10,0

0,095

1,68

5,6

0,233

58,7

54,6

10,9

0,082

1,92

6,4

0,196

49,4

59,2

11,8

0,072

2,16

7,2

0,175

44,1

63,9

12,8

0,062

2,4

8,0

0,158

39,8

68,5

13,7

0,056

2,64

8,8

0,143

73,1

14,6

0,05

2,88

9,6

0,132

33,2

77,7

15,5

0,046

3,12

10,4

0,122

30,7

82,4

16,5

0,043

3,36

11,2

0,113

28,4

87,0

17,4

0,04

3,6

12,0

0,106

26,7

91,6

18,3

0,036

åSi=

1.75см

Изтабл. Следует, что граница нижней сжимающей толщи не достигается, но даже вэтом случае S=båSi=0,8х1,75=1,4см<Sп=10см – для зданий скирпичными несущими стенами.

Рис 3.4. Схема распределения вертикальныхнапряжений в линейно–деформируемом полупространстве

3.1.5. Проектирование котлована

Размеры котлована в плане определяются расстояниями междунаружными осями сооружения, расстояниями от этих осей до крайних уступовфундаментов, размерами дополнительных конструкций, устраиваемых около фундаментовс наружных сторон, и минимальной шириной зазора, позволяющего возводитьподземные части здания, между дополнительной конструкцией и стенкой котлована(принимаем 1 м). Величину откосастенок котлована принимаем 1:0,67.

3.2. Расчет и конструирование свайныхфундаментов3.2.1 Выбор типа и размеров свай

В курсовом проекте необходимо запроектировать свайныйфундамент из забивных висячих, квадратного сечения железобетонных свай. Размерысвай и глубину их забивки назначаем исходя из следующих факторов:

–

Глубину заложения ростверканазначаем, исходя из конструктивной схемы здания. А также принимая во вниманиете же условия, которые мы учитывали, назначая глубину заложения фундамента наестественном основании:

– df= 0,2 м;

Сопряжение сваи с ростверком назначаем свободным. Длинусваи назначаем исходя из геологических условий (Рис. 6) – l = 3,0 м.

Рис. 3.5. Расчетнаясхема к определению несущей способности одиночной сваи

3.2.2. Расчет несущей способности одиночнойсваи</h3

еще рефераты

Еще работы по пищевым продуктам

Реферат по пищевым продуктам

Банкет по случаю приема высокого гостя с полным обслуживанием официантами на 30 персон

29 Августа 2013

Реферат по пищевым продуктам

Анализ пищевой ценности пиццы

29 Августа 2013