Расчёт здания АТС

 












Расчёт здания АТС



1. Оценка конструктивной характеристики здания


Функциональное назначение - промышленное здание.

Конструктивное решение - каркасное.

Размеры в плане (в осях) -166 м.

Шаг колонн - 6 м,

количество пролетов - 2, размеры пролетов - 6 м.

Сечение колонн - крайних -400×400 мм, средних - 400×400 мм.

По конструктивной жесткости сооружение относится к относительно-жестким сооружениям, по таблице МУ, определяем предельные деформации основания:

1. Относительная разность осадок = 0,002.

. Максимальная осадка =10 см.



2. Оценка грунтовых условий участка застройки


На площадке пробурены 3 скважины глубиной 20 м на расстоянии 50 м и 55 м. По результатам бурения установлен следующий порядок залегания ИГЭ:

Слой-1 - Насыпной слой грунта

ИГЭ-2 - Суглинок с песчаными прослойками

ИГЭ-3 - Песок мелкий илистый

ИГЭ-4 - Глина иловатая

ИГЭ-5 - Песок крупнозернистый.

Оцениваем каждый инженерно-геологический элемент (ИГЭ) и определяем ИГЭ, пригодные для использования их в качестве естественного основания и для опирания свайных фундаментов.

По приведенным основным показателям физических свойств определяются производные показатели по формулам

. Плотность сухого грунта


, г/см3


?d,2 = 1,78/(1+0,22)=1,46 г./см3

?d,3 = 1,83/(1+0,2)=1,52 г./см3

?d,4 = 1,96/(1+0,28)=1,53 г./см3

?d,5 = 2,02/(1+0,2)=1,68 г./см3

. Коэффициент пористости



е2 = (2,67/1,46) - 1=0,83

е3 = (2,65/1,52) - 1=0,74

е4 = (2,7/1,53) - 1=0,76

е5 = (2,65/1,68) - 1=0,58

. Пористость


2 = 1 - (1,46/2,67)=0,453 = 1 - (1,52/2,65)=0,424 = 1 - (1,53/2,7)=0,445 = 1 - (1,68/2,65)=0,366

. Степень влажности


2 = (0,22×2,67)/(0,83×1)=0,7 3 = (0,2×2,65)/(0,74×1)=0,71 4 = (0,28×2,7)/(0,76×1)=0,99 5 = (0,2×2,65)/(0,58×1)=0,91

. Число пластичности


p,2 = 0,29-0,2=0,09p,4 = 0,4-0,22=0,18

. Показатель текучести


L,2 = (0,22-0,2)/0,09=0,22L,4 = (0,28-0,22)/0,18=0,34

. Удельный вес


кН/м3


?1 = 10×1,6=16

?2 = 10×1,78=17,8

?3 = 10×1,83=18,3

?4 = 10×1,96=19,6

?5 = 10×2,02=20,2


Результаты расчетов и анализа характеристик каждого инженерно-геологического элемента сводятся в таблицу.


№ИГЭПроизводные характеристики грунтов

г/см 3

г/см3еnЕ

мПа1--------22,671,460,830,450,70,090,228,532,651,520,740,420,71--1142,71,530,760,440,990,180,347,452,651,680,580,360,91--28

Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства показывает, что грунты насыщенны водой из-за высокого уровня залегания подземных вод. Под насыпным слоем залегает суглинок с песчаными прослойками, слой 2 средне-сжимаемый (rd =1,46 г/см3; Е = 8,5 МПа), может быть рекомендуемый к использованию в качестве естественного основания для фундаментов. Он подстилается песком мелким илистым, слой 3 средне-сжимаемый (rd = 1,52 г/см3; Е = 11 МПа), который является также хорошим основанием для столбчатых фундаментов и свайных фундаментов. Слой 4, - глина иловатая является хорошим основанием под фундаменты. Принимаем в качестве несущего слой 2 (песчаная подушка) средне-сжимаемый для столбчатых фундаментов или 4 слой для свайных фундаментов из буронабивных свай.



3. Проектирование фундаментов мелкого заложения


К фундаментам мелкого заложения относятся: ленточные, столбчатые, плитные и др. Их назначение - передача нагрузки от сооружения на естественные или искусственные основания.

При проектировании определяются конструкция и размеры фундаментов, глубина заложения подошвы, производится расчет оснований по деформациям. По выполненным расчетам производится конструирование. В данном курсовом проекте под промышленное здание проектируем столбчатые фундаменты.


3.1 Глубина заложения подошвы фундаментов


Зависит от целого ряда факторов:

. Фундамент заглубляется на отметку - 4,2 м.

. Глубина сезонного промерзания грунта. Подошва фундамента заглублена ниже глубины промерзания не менее чем на 0,1 м.

Расчетную глубину сезонного промерзания определяют по формуле:


df = kh dfn


где dfn - нормативная глубина промерзания;

kh - коэффициент, который учитывает влияние теплового режима сооружения.

Для г. Львов нормативная глубина промерзания равна 0,8 м,h =0,5 (таблица 7.1)

df = 0,5 ´ 0,8 = 0,4 м

Т.к. в проекте есть подвал, то уровень заложения подошвы фундамента принимаем dn=4,2+1,5+0,2-0,6=5,3 м, что значительно больше глубины промерзания грунта.

. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительной площадки.

Грунты, залегающие в соответствии с проектной отметкой 5,3 м, не обладают достаточной прочностью и не могут быть использованы как несущие, под подошвой фундамента запроектирована песчаная подушка из крупнозернистого песка плотностью ?d=1,65 т/м³ и расчетным сопротивлением .


3.2 Расчет фундаментов


- Определяем площадь подошвы А, м2 по формуле:



где - условное расчетное сопротивление для предварительных расчетов принимается по таблице 5.3; М.У. R0=300 кПа.

- среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

- глубина заложения подошвы фундамента, м м

Нагрузки на обрезе фундаментов составляют:


Марка фундаментовОсь зданияN, кНM, кНмQ, кНФ-1«А, В»; «2,3»70018-Ф-2«Б»; «2,3»9008-

Площадь центрально нагруженного отдельно стоящего фундамента определяется по формуле:

, принимаем м2

l×b=2,1×1,8 м

ступень l×b=1,5×0,9 м

Объем бетона V=2,3 м³

Вес =2,3 м³×25 кН/ м³=57,5 кН

Подколонник для колонн сечением 400×400 мм имеет размеры:

высота 900 мм

поперечный разрез 900×900 мм

глубина 800 мм

размер стакана внизу 500×500 мм, вверху 550×550 мм

Площадь внецентренно нагруженных фундаментов определяются по формуле

, принимаем м2

l×b=2,4×2,1 м

ступень l×b=1,5×1,5 м

Объем бетона V=2,9 м³

Вес =2,9 м³×25кН/ м³=72,5 кН

Зная размеры фундамента, проверяем давление по подошве:



=300 кПа = 300 кН/ м²

Условие выполняется

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей для прямоугольных фундаментов определяется по формуле:


Где - момент сопротивления подошвы фундамента, м³;

- эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м;

l - размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

)м;

кН/м²;

кН/м²;

условие выполняется;

условие выполняется.

) м;

кН/м²;

кН/м²;

условие выполняется;

условие выполняется.


3.3 Определение осадок оснований интегральным методом на основе закона Гука


Интегральным этот метод называется потому, что он учитывает целый единый объем зоны деформации, в пределах которого действуют эффективные давления, вызывающие деформацию грунта. Граница объема зоны деформации определяется равенством нулю эффективных давлений и вызываемых ими деформаций.

Конечная осадка однослойного основания:


Где: k - коэффициент, принимаемый по графику (рис. 8.4 МУ);

- среднее значение эффективного давления в пределах зоны деформаций,

Эффективное давление действует в пределах зоны деформаций и вызывает деформацию грунта, определяемую по формуле:



) кПа;

) кПа;

где Р - среднее давление в подошве фундамента;

- структурное сопротивление грунта уплотнению, значение которого зависит от природы и прочности связей на контактах между частицами грунта

и определяется по графикам (на рис 4.1 МУ) плотность песка ;

) кПа;

) кПа;

- глубина зоны деформации, определяемая по формуле:



Коэффициент =1,2 при =200 кПа, =1,5 при =300 кПа.

)кПа, отсюда

)кПа, отсюда

при т/м³

при т/м³ при т/м³

) м

) м

Коэффициент при =1, ; при =2,

) , отсюда

) , отсюда

- среднее значение модуля деформации грунта в пределах зоны деформации, определяемое по графику 4.2 МУ, в обоих случаях кПа, т.к. Е песка = 12 мПа.

Осадка основания равна:

)

)

Условие выполняется.



4. Расчет и проектирование свайных фундаментов

здание фундамент свайный грунтовый

4.1 Определение несущей способности сваи


- Определяем длину сваи, исходя из следующих условий:

а) ее подошва должна быть заглублена не менее 0,5-1,0 м в несущий слой ().

б) над дном котлована сохраняется недобитый участок сваи длиной 0,5 м, для последующего сопряжения ее с ростверком.

Несущий слой 4 Глина иловатая, отметка подошвы сваи 30,5 м по геологическому разрезу в соответствии с геологическим разрезом. Длина сваи вычисляется по формуле:



где -заглубление сваи в грунт, принятый за основание;

а - длина верхнего конца сваи, равного 0,5 м и расположенного выше дна котлована.

Принимаем сваю марки С8-30.

Определяем несущую способность свай.

Для этого вычерчиваем

а) геологический разрез с параметрами оснований.

б) участок котлована с отметкой глубины заложения фундамента.

в) продольный разрез сваи.

Несущую способность висячих свай (свай трения) определяется по формуле:



где: - коэффициенты условий работы сваи, грунта под подошвой и по боковой поверхности, по таблице 9.4 МУ, .

R - расчетное сопротивление грунта под подошвой сваи, по таблице 9.2 МУ R= 2900 кПа.

А - площадь (м2), 0,3×0,3=0,09 м2

u - периметр (м) поперечного сечения сваи, u = 4d =4×0,3=1,2 м.

- толщина условного слоя, на которые делятся И.Г.Э, пройденные сваей, принимается не более 2 м;

- расчетное сопротивление трению грунта по боковой поверхности сваи, , по таблице 9.3 МУ.

Определяем сопротивление сваи по боковой поверхности в табличной форме:


Таблица

№ условного слояz, мКрупность песка или 14,10,2250,281125,6-41,21237,6-43,61249,6-45,612510,850,3441,9810,5

1669,9


Расчетная вертикальная нагрузка на сваю определяется по формуле:

895,2/1,4=639,43 кН.


где - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4.

Определение сопротивления сваи по материалу на сжатие для железобетонных свай:



=0,55 по т. 9.5. - коэффициент продольного изгиба;

=1 - коэффициент условий работы;

А=0,3×0,3=0,09 м² - площадь поперечного сечения сваи;

=400000 кПа - расчетное сопротивление сжатию арматуры по т. 9.7;

=11500 кПа - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

=3,14×0,022²=0,00152 м² - площадь сечения рабочей арматуры Ø22 мм;


условие выполняется.


Количество свай в свайном фундаменте:

Для крайнего ф-та: 1,1×700/639,43=1,2

Для среднего ф-та: 1,1×900/639,43=1,55

Исходя из конструктивных соображений и действия момента принимаем:

Для крайнего фундамента - 2 сваи, для среднего фундамента - 2 сваи.

где N-расчетная нагрузка на фундамент от сооружения, кН;

,1 - коэффициент, учитывающий массу ростверка.

Минимальное расстояние между осями смежных свай принимается 3d= 3×0,3=0,9 м.

5. Технико-экономическое обоснование принятых вариантов устройства фундаментов


Для окончательного выбора проектного решения оснований и фундаментов необходимо рассмотреть все разработанные варианты с точки зрения их технико-экономической целесообразности.


Сравнение вариантов фундаментов по стоимости

№ п/пНаименование элементовМарка элементаРасход материалов на 1 элКол-воОбщий расходБетон, м3Сталь, кгБетон м3Сталь, кг1Столбчатый фундамент (крайний)Ф - 12,3127,652659,83318,92Столбчатый фундамент (средний)Ф - 22,9160,9510291609,53Фундаментная балкаФБ-6-170,6373722,213691116297,44Свайный фундаментС8-300,7341,17252,5629595РостверкФ-12,05113,783673,84096,16Фундаментная балкаФБ-6-170,6373722,21369148,568424

Данный курсовой проект разрабатывался с целью научиться правильно оценивать инженерно-геологические условия и совместную работу оснований, фундаментов и надфундаментной конструкции. Проектирование заключалось в выборе основания, основных размеров фундаментов. На основе конкретного расчета можно сделать вывод, что устройство столбчатых фундаментов есть более рациональным и экономичным.

Используемая литература


1.Методические указания А.И. Догадайло «Проектирование оснований и фундаментов» г. Киев 1993 г.

2.ДСТУ Б.В.2 1-2-96. Грунти. Класифікація. - Укрархбудінформ - Київ 1997. - 42 с.

3.ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузка и воздействия. Нормы проектирования. Минстрой Украины, - Киев. 2006. - 80 с.

.Проектування основ та фундаментів: Навч. посібник / А.І. Догадайло.-К.: НМК ВО, 1993. - 136 с.



Расчёт здания АТС 1. Оценка конструктивной характеристики здания Функциональное назначение - промы

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ