Расчёт здания АТС
Расчёт здания АТС
1. Оценка конструктивной характеристики здания
Функциональное назначение - промышленное здание.
Конструктивное решение - каркасное.
Размеры в плане (в осях) -12×66 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.
Больше работ по теме:
Предмет: Строительство
Тип работы: Курсовая работа (т)
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ