Проектирование фундамента под колонну промышленного здания

Содержание.

Исходные данные для курсового проекта…………………………………………….2 

Проектирование  столбчатого фундамента  неглубокого заложения

1.Определение  недостающих характеристик  грунта и анализ  грунтовых условий……………………………………………………………………………………….3

2. Выбор глубины заложения фундамента…………………………………………...5

3. Определение предварительных  размеров фундамента  и расчетного сопротивления……………………………………………………………………………...5

4. Приведение нагрузок  к подошве фундамента…………………………………….6

5. Определение давлений  на грунт и уточнение размеров фундамента……….7

6. Расчет осадки…………………………………………………………………………..8

7.Проверка  слабого подстилающего  слоя (ила)……………………………………10

8. Конструирование  и расчет фундамента………………………………………...11

9. Сравнение фундамента  с типовым……………………………………………….13

10. Подсчет объемов работ и стоимости………………………………………….14 

Проектирование  свайного фундамента 

1.Выбор глубины  заложения ростверка и длины сваи…………………………...15

2. Определение несущей способности сваи…………………………………………16

3. Определение количества свай в фундаменте……………………………………17

4. Приведение нагрузок  к подошве ростверка ……………………………………..17

5. Проверка свай по несущей способности………………………………………….18

6. Проверка свай на горизонтальную нагрузку……………………………………..19

7. Конструирование ростверка………………………………………………………..20

8. Подбор сваебойного оборудования и расчет отказа………………………….22

9. Подсчет объемов работ и стоимости…………………………………………...23

Библиографический список……………………………………………………………..25   

Исходные  данные для курсового  проекта.

I. Стадия проектирования:   рабочий проект

II. Район строительства:  г. Красноярск

III. Комбинация нагрузок по I-му предельному состоянию:

 

IY. Колонну наружного ряда А принять одно ветвевую сечением 400´400 мм.

Y. Размер а (от оси колонны до оси стены) принять 0,52 м.

YI. Грунтовые условия:

 

YII. Подземные воды принять на отметке 4,6 м.

ПРИМЕЧЕНИЯ: 1. Влажность грунта указана до горизонта подземных вод, ниже влажность принять равной полной влагоемкости (S_r = 1,0).

                                2. Плотность частиц грунтов - r_S, принять равной: песка – 2,66; супеси – 2,68; суглинка – 2,71 т/м³

Проектирование  столбчатого фундамента  неглубокого заложения. 

     1.Определение  недостающих характеристик  грунта и анализ  грунтовых условий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.1. Инженерно-геологическая колонка. 

Характеристики  грунта, (см. табл.1.)

Анализ  грунтовых условий:

1. наличие слабого подстилающего слоя – ила.

2. наличие и уровень  подземных вод  на отметке 4.75 м.

3. наличие пучинестого слоя – суглинка,  с У_L ³ 0

Таблица 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

r_d ;     W – влажность; W_L  – влажность на границе текучести;

e ;    W_p  – влажность на границе раскатывания;

S_r ;    r  – плотность грунта;r_s – плотность твердых частиц грунта;

У_L ;   r_d   – плотность сухого грунта; e – коэффициент пористости;

W ;   S_r  – степень водонасыщения; У_L  – показатель текучести;

r ;   с – удельное сцепление; E – модуль деформации;

g_sb ; j – угол внутреннего трения; g – удельный вес грунта;

g ;          g_sb –  удельный вес грунта, ниже уровня подземных вод.

 

     2. Выбор глубины  заложения фундамента.

Исходя, из конструктивных требований глубину заложения фундамента должна быть не меньше – 1,25 м. С поверхности залегает песок маловлажный мелкий, из-за наличия грунтовых вод.

Глубина промерзания песка: d_f = 0,7×3,1= 2,2 м.

Глубина промерзания суглинка: d_f = 0,7×2,5 = 1,75 м.

Глубина залегания грунтовых  вод: d_w = 4,6-2,2 = 2,4 м. Исходя из 3-х условий глубина промерзания меньше глубины залегания грунтовых вод, следовательно, грунт не является пучинистым. И поэтому, принимаем глубину заложения фундамента – 1,5 м. 

     3. Определение предварительных  размеров фундамента  и расчетного сопротивления.

P_cp ≤ R;

P_cp ;

P_cp 190,07 кПа;

P_cp – среднее давление на грунт.

190,07 кПа ≤ 270 кПа  – условие выполняется.

N_II 926,09 кН;

N_II – вертикальная нагрузка на обрезе фундамента;

N_{k mas} – максимальная нагрузка на колонну;

N_{k ст}  – нагрузка на стену.

A 5,4 м²;

где A – площадь подошвы фундамента; g_cp = 20 кН/м³ – усредненный удельный вес фундамента и грунта на его обрезах; d = 1,5 м – глубина заложения фундамента; R₀ = 200 кПа – условно принятое расчетное сопротивление в первом приближении.

В первом   приближении   принимаем    размеры    подошвы    фундамента

b = 2,1 м и = 2,7 м; / b = 1,29 < 1,65 с A = 5,67 м²

R ;

где g_с1 =1,3 и g_с2 = 1 – коэффициенты условия работы, принятые по табл.3.; K = 1,1 – коэффициент, учитывающий надежность; M_g = 1,34, M_g = 6,34, M_c= 8,55 – коэффициенты  зависящие от j, принятые по табл.4.[1];

K_z = 1,0 – коэффициент, принимаемый при ширине фундамента b< 10 м;

с = 2 кПа – расчетное значения удельного сцепления грунта под подошвой фундамента; g ^/ = g =17,2 кН/м³ –  удельный вес грунта выше подошвы фундамента и под подошвой фундамента.

R 270 кПа.

Поскольку R ³  R₀; 270 кПа ³ 200 кПа, уточним размеры подошвы фундамента:

A 3,86 м²;

Принимаем размеры подошвы фундамента b = 2,1 м, = 2,4 м с A = 5,04 м² 

     4. Приведение нагрузок  к подошве фундамента.

I. Комбинация:

N ^/ 1077,29 кН;

M ^/   - 87,65 кН×м;

Q ^/ - 3,48 кН.

N_ф = b× × d× g_cp = 2,1×2,4×1,5×20 =151,2 кН;