Расчет и конструирование фундаментов неглубокого заложения

Федеральное агентство по образованию РФ

Читинский Государственный Университет

Институт строительства и экологии

Кафедра СКиМ

Пояснительная записка

К курсовому проекту

По дисциплине: «Основания и фундаменты»

Тема: «Склад непродовольственных товаров»

 

Выполнил: ст. гр. СП-06-2

Ивин А. Ю.

Проверила: Федорова Е.А.

 

Чита 2009

 

Содержание

 

 

Содержание. 2

1. Сбор накрузок. 3

2. Анализ инженерно геологических условий строительной пл. №9. 7

3. Проектирование фундамента неглубокого заложения. 10

4. Расчет свайного фундамента. 14

5.Сравнение вариантов фундаментов по стоимости. 19

6.Список литературы………………………………………………………21

 

Сбор нагрузок

 

1.1 Сечение 1-1

Грузовая площадь F=12*6=72 (м²)

Таблица 1.1 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=273,6	1.2	328,3	273,6
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
Временные нагрузки
На покрытие от снега	0,8F=57,6	1,4	80,64	57,6
На покрытие от людей и оборудования	0,75*F=54	1,3	70,2
	Итого:		NI=505.54кН	NII=409.2кН

 

1.2 Сечение 2-2

Грузовая площадь F=9*6=54 (м²)

Таблица 1.2 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=205.2	1.2	246.2	205.2
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
Временные нагрузки
На покрытие от снега	0,8F=43.3	1,4	60.48	43.3
На покрытие от людей и оборудования	0,75*F=40.5	1,3	52.65	40.5
	Итого:		NI=385,73кН	NII=313кН

 

 

1.3 Сечение 3-3

Грузовая площадь F=6*6=36 (м²)

Таблица 1.3 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=136,8	1.2	164,18	136,8
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
От перекрытия	3,6*F=129.6	1.2	155.5	129.6
Временные нагрузки
На перекрытие	1,5*F*1=54	1,3	70,2
	Итого:		NI=362.95кН	NII=327.82кН

 

1.4 Сечение 4-4

Грузовая площадь F=6*6=36 (м²)

Таблица 1.3 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=136,8	1.2	164,18	136,8
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
От балки	6*0,3*0,4*γb= =18	1.1	19.8
От конструкции ограждение	6*6*5=180	1,1
Временные нагрузки
На покрытие от снега	0,8F=28,8	1,4	40,32	28,8
На покрытие от людей и оборудования	0,75*F=40.5	1,3	35,1
	Итого:		NI=457,4кН	NII=416,6кН

 

1.5 Сечение 5-5

Грузовая площадь F=6*3=18 (м²)

Таблица 1.3 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=68,4	1.2	82,08	68,4
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
От балки	9*0,3*0,4*γb= =27	1.1	29,7
От конструкции ограждения	6*6*5=180	1,1
Временные нагрузки
На покрытие от снега	0,8F=14,4	1,4	20,16	14,4
На покрытие от людей и оборудования	0,75*F=13,5	1,3	17,55	13,5
	Итого:		NI=344,19кН	NII=327,3кН

 

 

1.6 Сечение 6-6

Грузовая площадь F=0 (м²)

Таблица 1.3 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
От конструкции ограждения	6*6*5=180	1,1
	Итого:		NI=222,4кН	NII=204кН

 

 

1.7 Сечение 7-7

Грузовая площадь F=6*3=18 (м²)

Таблица 1.3 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=68,4	1.2	82,08	68,4
Колонна	0,3*0,3*3,3*25 =7,42	1.1	8,17	7,42
От перекрытия	3,6*F=64,8	1.2	77,76	64,8
Временные нагрузки
На перекрытие	1,5*F*1=27	1,3	35,1
	Итого:		NI=203,11кН	NII=167,62кН

 

 

1.8 Сечение 9-9

Грузовая площадь F=6*6=36 (м²)

Таблица 1.3 - Сбор нагрузок

Нормативная удельная нагрузка	Nn	Kh	N1	N2
Постоянные нагрузки
Покрытия	3,8F=136,8	1.2	164,18	136,8
Колонна	0,4*0,4*6*25= =24	1.1	26,4
От балки	6*0,3*0,4*γb= =18	1.1	19.8
От конструкции ограждения	6*6*5=180	1,1
Временные нагрузки
На покрытие от снега	0,8F=28,8	1,4	40,32	28,8
На покрытие от людей и оборудования	0,75*F=40.5	1,3	35,1
	Итого:		NI=457,4кН	NII=416,6кН

 

 

 

Анализ инженерно геологических условий строительной площадки №9

ИГЭ 1 - насыпной грунт.

ИГЭ 2 – культурный слой.

ИГЭ 3 - пылевато-глинистый грунт:( образец №1)

W₁ =30,0;

W_p =18;

W= 23;

1.Определяем число пластичности:

Jp=(W1-Wp) =30,0-18=12;

Jp> 11-суглинок;

2. Определяем показатель текучести:

J=W-W_p/W –W_p =23-18/30-18=0,41;

суглинок тугопластичный;

3. Коэффициент пористости:

Таким образом, ИГЭ3 представляет собой – суглинок тугопластичный.

 

ИГЭ 4 – пылевато-глинистый грунт:( образец №2)

W₁ =53;

W_p =30

W=36;

1. Определяем число пластичности:

Jp=(W1-Wp) =53-30=23 – глина;

2. Определяем показатель текучести:

J=W-W_p/W –W_p =36-30/53-30=0,26 – полутвердая;

3. Коэффициент пористости:

Таким образом, ИГЭ4 представляет собой – глина полутвердая.

 

ИГЭ 5– пылевато-глинистый грунт:( образец №3)

W₁ =16;

W_p =10

W= 15,5;

1. Определяем число пластичности:

Jp=(W1-Wp) =16-10=6

2. Определяем показатель текучести:

J=W-W_p/W –W_p =15,5-16/16-10=-0,084 – твердая;

3. Коэффициент пористости:

Таким образом, ИГЭ5 представляет собой – супесь твердая.

 

ИГЭ 6 –песчаный грунт:

1. Рассчитываем классификационные показатели:

 

е=2,65/2*(1+0,25)-1=0,65,

 

2. Степень влажности:

 

Sr=W*ρs/e*ρw,

 

Sr=0,25*2,56 /0,6*1=1,07.

Таким образом, ИГЭ6 представляет собой песок мелкий средней плотности насыщенный водой.

 

ИГЭ 7– пылевато-глинистый грунт

W₁ =44;

W_p =24

W= 27;

1. Определяем число пластичности:

Jp=(W1-Wp) =44-24=20 – глина;

2. Определяем показатель текучести:

J=W-W_p/W –W_p =27-24/44-24=-0,15 – полутвердая;

3. Коэффициент пористости:

Таким образом, ИГЭ7 представляет собой – глина полутвердая.

 

Таблица 2.1 - Физические характеристики грунта

ИГЭ	Название	ρ	e	Ip	Il
	насыпной грунт	-	-	-	-	-	-	-	-
	культурный слой	-	-	-	-	-	-	-	-
	суглинок тугопластичный	1,86	0,72		0.41
	глина полутвердая	1,86	0,92		0.26
	супесь твердая	1,88	0,4		0.08
	песок мелкий средней плотности насыщенный водой.	2,17	0,6	-	-
	глина полутвердая	2,0	0,74		0.15

 

 

В результате анализа инженерно-геологических условий строительной площадки установлено, что все инженерно-геологические элементы могут быть использованы в качестве естественных оснований. Кроме ИГЭ1 и ИГЭ2. В качестве основания фундамента неглубокого заложения рекомендуется использовать ИГЭ 3. В качестве основания фундамента глубокого заложения – ИГЭ 5.

 

Расчет и конструирование фундаментов неглубокого заложения

 

По инженерно геологическим условиям глубина заложения фундамента должна быть не менее минимальной суммарной толщи грунта залегающих с поверхности, которые нельзя использовать в качестве естественного основания.

Проверяю зависимость глубины от глубины природного промерзания.

где d_fn – нормативная глубина,

k_n – коэффициент температурного влияния здания.

По таблице 2 СНиП 2.02.01-83* I_l>0,25 то d≥d_f.

Размеры подошвы фундамента выбираем таким образом, чтобы среднее давление по подошве фундамента Р не превышало расчетное сопротивление грунта основания R.

В этом случае грунты в основании будут работать в линейно-деформируемом стадии.

где F_v – приложенная сила,

R_◦ - расчетное сопротивление грунта основания,

- средний удельный вес бетона и грунта,

d – высота фундамента.

P≤R

Расчетное сопротивления грунта в основании фундамента определяем по формуле:

R=

γ_c1 =1,2,

γ_c2 =1

k=1,1 - коэффициент, принимается с учетом того, что С и принимаем по таблице СНиП 2.02.01.

k_z =1, принимается равным при b<10м

При = 24⁰: M_v =0,72, =3,72, М_с=6,45 - коэффициенты принимаемые по таблице 5 Приложения1

 

A=N_II/(Ro-J_op×d)=409,2/(210-22,5*1,5)=2,36м²

b= м - ширина подошвы фундамента

По формуле рассчитываем осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

Находим осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента

R=1,2*1*(0,72*1*1,53*20,19+3,87*1,5*20,19+6,45*39)/1,1=426,05кПа

Недогрузка фундамента составляет

100(R-R₀)/R=100(426,06-210)/426,06=50%≥10%

Расчет повторяем вместо R₀ принимаем R

A= 409,2/(426,06-22,5*1,5)=1,04м²

b= м

R¹=1,2*1*(0,72*1*1,02*20,19+3,87*1,5*20,19+6,45*39)/1,1=418,44кПа

100(R-R₀)/R=100(426,06-418,44)/426,06=1,7%≤10%

Так как расхождения между значениями R и R¹ не превышает 10%, расчёт методом последовательного приближения заканчиваем.

Конструирую фундамент для колонны сечением 0,4*0,4 м. Принимаю подколонник 0,9*0,9м. подошву фундамента 1,5*1,5м.

Рисунок 1. Фундамент не глубокого заложения

Принимаем типовые фундаментные конструкции:

Вес фундамента:

Вес грунта на обрезах:

P<R

R=1,2*1*(0,72*1*1,5*20,19+3,87*1,5*20,19+6,45*39)/1,1=426,03кПа

221,05<426,03

Расхождения между значениями P и R:

100(426,03-221,05)/426,03=16%

не превышает 20%, расчёт методом последовательного приближения заканчиваем.

Вывод: фундамент запроектирован экономично.