Сварочный цех в городе Белгород

Определим  среднее  давление  P по  подошве фундамента

P=(N0II+ NфII+ NгрII)/А≤R

P=(680+37,5+18)/1,4=525,4 МПа≤525,8 МПа

Условие  выполняется.

Найдем  дополнительные  вертикальные  напряжения от  собственного  веса грунта σzg 0 на уровне  подошвы  фундамента:

σzg 0 =γ´·d

σzg 0 =2,25·10,9= 24,5 кПа

Дополнительное  вертикальное  давление  на  уровне  подошвы  фундамента  σzр 0 ;

σzр 0 =P- σzg 0=525,4 – 24,5 = 500,9 кПа

8)  Зададимся  толщиной  висячей  подушки, hп=1,0м.

Проверяем условие szg+szp £ Rz - проверка напряжений на кровле слабого  подстилающего слоя.

szg= 24,1·10,12=34,62кПа

szp=0,748·525,4=393 кПа

Для  установления Rz   вычислим  площадь  условного  фундамента

Ау=N0II/szp=680/393=1,73м2, b=1,73м

Rz=1,25·1,2(0,72·1,73·1·10,9+3,27·2,25·10,9+6,45·10)/1=237,42кПа

34,62+393=427,62 > 237,42 кПа –  условие  не  удовлетворяется, необходимо  увеличить  толщину подушки.

Примем  hп=4 м

szg= 24,5+4·10,12=64,98 кПа

szp=0,306·525,4=160,77 кПа

64,98+160,77=225,15кПа<237,12 кПа

D=((237,12-225,15)/225,15)·100%=5,05%

Ширину подушки понизу определяем  по формуле:

bп=b+2·hп·tga,

где   a - угол распределения  давления в теле подушки (30°-40°).                               Принимаем a=35°, тогда  bп=1,4+2·4·tg35°=7 м

Осадку  фундамента  определяем  по так  же, как для  фундамента на  естественном  основании.

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного  суммирования.

S=0,8[(525,4+399,3)·0,8/2·40000 + (399,3+257,45)·0,8/2·40000 +

+ (257,45+86,52)·0,8/2·40000 + (186,52+141,86)·0,8/2·40000 +

+ (141,86+110,33)·0,8/2·40000 + (110,33+94,57)·0,8/2·18000 +

+ (94,57+83,01)·0,8/2·18000 + (83,01+73,56)·0,8/2·22000 +

+ (73,56+64,62)·0,8/2·22000 + (64,62+58,32)·0,8/2·22000 +

+ (58,32+52,54)0,8/2·22000 + (52,54+47,29)0,8/2·22000 +

+ (47,29+44,66)0,8/2·22000 + (44,66+42,03)0,8/2·22000 +

+ (42,03+39,41)0,8/2·22000 + (39,41+36,78)0,8/2·22000 +

+ (36,78+34,15)0,8/2·22000] = 0,036м=3,6см

Сравним  предельную  осадку  с максимальной

S=3,6см < Su=10см

Условие  удовлетворяется.

 

3.3.СВАЙНЫЙ   ФУНДАМЕНТ.

 

Определение  глубины  заложения  подошвы  ростверка.

dр= db+hef+hр

db – глубина подвала  - расстояние  от  уровня  планировки  до  пола

подвала, м ;

hр – высота  ростверка

hр min=ak+t+20см

t- глубина  заделки   свай в  ростверк, м  t=0,05м

ak- больший размер колонны  в плане, ak=0,5м

hр min=0,4+0,2+0,05=0,65м

hef – толщина пола  подвала, hef=0,05м

dр=1,4+0,05+0,65=2,1м

dр=2,1м>df=0,72- условие выполняется.

Выбор  типа, марки  и  длины  сваи.

Марка сваи С5-30(ГОСТ 19804.1-79). Бетон В25; Rb=14,5Мпа. Продольная арматура 4Æ14 А-III; Rs=340Мпа, Аs=6,16см2.

Определение расчетной  нагрузки  на  сваю.

По  грунту:

P=m·( mR·R·A+uΣmf·fi·li)/kн

m-коэффициент условий  работы  сваи  в грунте, m=1

А- площадь  опирания  сваи  на  грунт ,м2

li – толщина i-го  слоя  грунта

mR, mf –коэффициенты условий  работы  грунта, соприкасающегося  с

боковой  поверхностью, м

R, fi- расчетные сопротивления  грунта  под нижним  концом  сваи и i-го

слоя грунта по боковой  поверхности  сваи определяемые  по

таблицам, кПа.

u- наружный  периметр  поперечного сечения сваи, м

Разбивку  грунта  делаем  на  элементарные  слои  толщиной

Р=1(1·370·0,09+4·0,3·(20·1+22·1·1+24·1·1+25+25,5·1))/1,4=337,7 кПа

По  материалу:

Р=φ·γс(Rb·A+Rsc·Аs´)=1·0,85(14500·0,09+340000·0,000616)=1287 кПа

В дальнейших расчетах  используем меньшее  значение расчетной  нагрузки, а именно  по  грунту Р=337,7 кПа.

Определение условного  давления под подошвой  ростверка

σp = P(3dc)2

σp = 337.7 (3 0.3)2 = 273.5 кН/м2

Определение ориентировочной  площади подошвы  фундамента:

Ap = N01 / (σp - γcp dp γc)

N01 = N011 1.2 = 680 *1.2=816 кН

Ap = 816 / (273,5 – 17·1,1·1,85) = 3,4 м2

Определение расчётной нагрузки от веса ростверка  с грунтом на его  ступенях и количества свай.

Ориентировочное значение веса ростверка и грунта на его  ступенях

Npr = γc · Ap dp γcp= 1.1·3,4·1,85·17 = 117,6 кН

Количество  свай для центрально нагруженного фундамента

n = ( N01  + Npr)/ P = (816 + 117,6)/ 337,7 = 2,9 =3

Принимаем 4 сваи в фундаменте

Размещение  свай, конструирование  ростверка и определение  фактического веса ростверка  Np1 грунта Nгр1 на его  ступенях

Принимаем ростверк размерами  в плане 1,8 х 1,8, 4 сваи сечением 0,3 х 0,3 с расстоянием  между осями 1 м.

Вес ростверка:

Np1 = n Vp gb = 1.1·2·2·0,4·25 = 44 кН

Вес грунта на плите ростверка:

Nгр = 1,1·5,4·10,6=63 кН

Определение фактического давления на сваю

Рф = ( N01 + Np1 + Nr1)/ nф £ Р

Рф = ( 816 + 63 +44)/3 =308 £ 337,7

Недогруз  составляет 9 %

Проверка  прочности  ж/б  ростверка под  колонну

Расчёт  ростверка  на продавливание колонной

Fпр £ ( a1 ( bк + c2) + a2(dk + c1)) h1 Rp=( 2,5(0,4+0,3)2) 0,4·900= 1260кН

Fпр = 308·4=1232 кН £ 1260 кН

Где bк и dk размеры поперечного  сечения колонны с1 и с2 расстояние от плоскости грани колонны до плоскости ближайшей грани сваи

Расчет  ростверка  на  поперечную  силу:

При  расчете  на  действие  поперечной  силы  должно  удовлетворяться  условие: Q≤0,35·Rb·b·h0,

Q=308·2=616  кН

616<1,17·900·2·0,4=842,4 кН –  условие  удовлетворяется,  оставляем   бетон В15.

Расчет  осадок  свайного  фундамента.

Представим  свайный  фундамент  в  виде  условного  фундамента  на  естественном  основании.

Средневзвешенное  расчетное  значение  угла  внутреннего  трения  грунтов, находящихся  в  пределах  длины  сваи.

φср 11=Σφi 11·li/Σli

φi 11 – расчетные значения углов внутреннего трения для  отдельных

слоев.

li –толщина  слоя.

φср 11=24 º

Проведем  наклонные  плоскости  под  углом  α= φср 11/4=24/4=8º от  точек пересечения наружных  граней свай  с подошвой ростверка до  плоскости (горизонтальной), проходящей  через нижний  конец сваи.

Построив  вертикальные  плоскости от  точек А и Б  до  поверхности  грунта, находим очертание условного фундамента, который включает  в себя  грунт, сваи и ростверк.

Размеры  подошвы  условного  фундамента.

by=b+2l·tg(φср 11/4)=0,3+2·4,96·  tg8=1,7 м

аy=а+2l·tg(φср 11/4)=0,3+2·4,96· tg8=1,7 м

Ау= by· аy=2,89 м2

Проверим  условие:

Рср II=(N0II+ NсвII+ NросII+ NгрII)/Ау< R

N0II – расчетная вертикальная  нагрузка  по  обрезу  фундамента

NсвII, NросII, NгрII- вес свай,  ростверка, грунта  в пределах  условного

фундамента, кН

R- расчетное сопротивление  грунта  на  уровне  подошвы  условного

фундамента

Рср II=(680 + 6+ 12+ 59)/2,89=419< R=429,7 кПа

R=1,25·1,2(0,72·1,08·1·10,9+3,27·5.9·10,9+6,45·10)/1=429,7 кПа

Условие  удовлетворяется.

 

Для   расчета  осадки  условного  фундамента  определим  дополнительное  давление p0= Рср II-σzg 0

p0=429,7-79,03= 350,7 кПа

Величины, используемые при расчете  осадок фундаментов

по  методу послойного  суммирования.

S = 0,8 [ (350,7 + 306,86)·0,45/2·18000 + (306,86 + 220,94)·0,45/2·14000 +   + 0,45·(220,94+126,25·2+87,68·2+66,63·2+52,96·2+44,19·2+38,23·2+ +31,91)/2·9000]=0,016 м =1,6 см

Сравним  предельную  осадку  с максимальной

S=1,6 см < Su=10см

Условие  удовлетворяется

 

4. Определение технико-экономических показателей, рассматриваемых  вариантов устройства  оснований и фундаментов, и выбор основного варианта. Для определения стоимости работ  по каждому варианту необходимо установить объёмы отдельных работ и особенности их производства.

 

Вариант 1.

Фундамент на естественном основании.

Вариант 2.

Фундамент на улучшенном основании

Вариант 3.

СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ

В результате проведённого технико-экономического сравнения получили, что наиболее выгодным является  свайный  фундамент. Этот вариант принимаем в качестве основного для расчетов остальных фундаментов данного сооружения.

5. РАСЧЕТ  ОСТАЛЬНЫХ   СВАЙНЫХ  ФУНДАМЕНТОВ.

РАСЧЕТ  ФУНДАМЕНТА №1

N0II=420 кН

Расчет  сводится  к  определению величины l- расстояние  между сваями  по  осям в ростверке  и  вычисление  осадки  методом  послойного  суммирования.

l=P/q

Р=337,7  кН

Погонная  расчетная  нагрузка  по  подошве  ростверка

q=N01+q1p+ q1k

q=420+0,4·30·0,55+1,2·0,51·30·1,1=446,8 кН/м

l=337,7 / 446,8 = 0,75 м принимаем l= 1м

Расчет  осадки  будем  вести  только  для  фундамента №4.

РАСЧЕТ  ФУНДАМЕНТА №2

N0II=390 кН

l=P/q

Р=337,7  кН

Погонная  расчетная  нагрузка  по  подошве  ростверка

q=N01+q1p+ q1k

q=390++0,4·30·0,55+1,2·0,51·30·1,1=416,8 кН/м

l=337,7 /416,8=0,8 м принимаем l=1 м

РАСЧЕТ  ФУНДАМЕНТА №3

N0II=300 кН

l=P/q

Р=337,7  кН

Погонная  расчетная  нагрузка  по  подошве  ростверка

q=N01+q1p+ q1k

q=300+0,4·30·0,55+1,2·0,51·30·1,1=326,8 кН/м

l=337,7 /326,8=1 м принимаем  l=1 м

Расчет  осадки.

Представим  свайный  фундамент в  виде  условного  фундамента  на  естественном  основании.

φср 11=18 º

by=b+2l·tg(φср 11/4)=0,3+2·4,96· tg4,5=1,08 м

аy=а+2l·tg(φср 11/4)=0,3+2·4,96· tg4,5=1,08 м

Проверим  условие:

Рср II=(N0II+ NсвII+ NросII+ NгрII)/Ау< R

Рср II=(300+ 6+ 12+ 59)/1,98=190,4< R=429,7 кПа

Условие  удовлетворяется.

Для   расчета  осадки  условного  фундамента  определим  дополнительное  давление p0= Рср II-σzg 0

p0=190,4-79,03=111,4 кПа

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по  методу послойного  суммирования.

S=0,8[(111,4+97,48)·0,45/2·18000+(97,48+70,18)·0,45/2·14000+

+0,45·(70,18+40,1·2+27,85·2+21,17)/2·9000]=0,003 м

Сравним  предельную  осадку  с максимальной

S=0,3см < Su=10см

Условие  удовлетворяется

6. Гидроизоляция.

Гидроизоляцию и дренаж устраивают  с целью защиты подземных конструкций  и помещений от грунтовых вод.  В курсовом проекте в связи  с высоким уровнем подземных  вод принимается многослойная  оклеечная гидроизоляция.  Изоляция  выполняется с наружной стороны по всей поверхности подземной части. Оклеечную гидроизоляцию проектируют из рулонов материалов с не гниющей основой – гидроизола.

Гидроизоляционный ковер ниже  расчетного уровня подземных  вод  должен быть непрерывен по всей заглубленной в грунт поверхности (стен, обрезов фундаментов, пола подвала и т.д.). Гидростатический напор (в вертикальном и горизонтальном направлениях) должен быть уравновешен пригрузочным слоем бетона. Определяем толщину пригрузочного слоя бетона:

hб=hn·gw/gb, где

hn=1.65м –высота столба  гидростатического напора

gw=9,8кН/м3

gб=243кН/м3

hb=1,65·9,8/24=0,7м

Полученный результат  толщины  пригрузочного слоя не удовлетворяет  экономическим соображениям, поэтому  применяем систему водоснабжения, которая устраивается при производстве земляных работ. Установку вакуумного водопонижения (УВВ 2) в сочетании с электроосмосом.

По  периметру котлована с  интервалом 1,5…2м располагают иглофильтры, а  между ними по бровке котлована  забивают металлические стержни  из арматуры. Эти стержни присоединяют к положительному полюсу источника постоянного тока (И=40..600), а иглофильтры – к отрицательному.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ литературы:

1. СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений», М.1985г.

2. «Механика грунтов, основания и фундаменты», методические указания г.1,2,3,сПб-1985г.