Курсовая работа (т): Проектирование фундаментов ремонтного цеха в г. Тобольске
Проектирование фундаментов ремонтного цеха в г. Тобольске
Кафедра строительного производства,
оснований и фундамента
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Основания и фундаменты»
«Проектирование фундаментов
ремонтного цеха в г. Тобольске»»
Выполнила:
студентка гр. С12-5
Старцева А.А
Проверил:
Ашихмин О.В.
2016
Содержание
1. Оценка конструктивной характеристики здания
. Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной площадки
.1 Определение физико-механических характеристик грунтов
.2 Заключение по строительной площадке
.3 Инженерно-геологический разрез строительной площадки
. Определение нагрузок, действующих на основание
.1 Постоянные нагрузки
.2 Снеговая нагрузка
. Проектирование фундаментов мелкого заложения
.1 Определение глубины заложения фундаментов
.2 Обоснование выбора типа основания и фундаментов
.3 Определение основных размеров фундаментов в плане
.4 Расчёт осадок (деформаций) оснований
.5 Расчет прочности кровли подстилающего слоя
.6 Расчет крена фундамента
. Расчёт свайных фундаментов
.1 Расчет несущей способности сваи
.2 Определение количества свай и конструирование свайного ростверка
.3 Расчёт осадки (деформации) основания свайного фундамента
. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов
Задание на проектирование
. Оценка конструктивной характеристики здания
Район строительства - г. Тобольск;
Время производства работ нулевого цикла - апрель;
Проектируемое сооружение - монтажный цех. Здание с каркасной конструктивной системой, прямоугольное в плане размером 36 ´ 18 м, многопролетное. Шаг колонн - 6 м, пролет - 6м.
Здание разновысотное без подвала, высота над уровнем земли 32,0 м.
Величина предельных деформаций оснований здания:
· относительная разность осадок (ΔS/L)u=0,002 - для производственных зданий с полным железобетонным каркасом;
· максимальная осадка Smax,u=8см.
. Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной площадки
2.1 Определение физико-механических характеристик грунтов
здание основание фундамент свая
1. Вид грунта - торф (0,5-2,35 м):
§ Удельный вес минеральных частиц γs=16,1 кН/м3;
§ Удельный вес грунта γ=12,3 кН/м3;
§ Влажность W=50%;
§ Угол внутреннего трения φ=9ᵒ;
§ Плотность
грунта 
;
§ Плотность
частиц грунта 
;
§ Плотность
скелета грунта 
;
§ Коэффициент
пористости 
;
§ Коэффициент
водонасыщения 
д.е.;
Вывод:
грунт очень рыхлый (
), малой степени водонасыщения (
). Не является устойчивым основанием
Заменяем на мелкий песок:
§ Удельный вес минеральных частиц γs=27,8 кН/м3;
§ Удельный вес грунта γ=19,8 кН/м3;
§ Влажность W=17%;
§ Угол внутреннего трения φ=22ᵒ;
§ Коэффициент фильтрации К=4,2·10-2 см/сек=36,29м/сут;
§ Плотность
грунта 
;
§ Плотность
частиц грунта 
;
§ Плотность
скелета грунта 
;
§ Коэффициент
пористости 
;
§ Коэффициент
водонасыщения 
д.е.;
§ Модуль
деформации 
§ Коэффициент
сжимаемости m0=0,24 Мпа-1;
§ Коэффициент относительной сжимаемости 
Вывод:
грунт рыхлый (
),средней плотности (
),
средней степени водонасыщения
(
), средней сжимаемости (
),
очень сильноводопроницаемый (
).
. Вид грунта - суглинок (2,35-9 м):
§ Удельный вес минеральных частиц γs=26,8 кН/м3;
§ Удельный вес грунта γ=18,6 кН/м3;
§ Влажность W=32%;
§ Граница текучести WL=41%;
§ Граница раскатывания WP=25%;
§ Удельное сцепление С=0,026 Мпа;
§ Угол внутреннего трения φ=14ᵒ;
§ Коэффициент фильтрации К=4·10-8 см/сек=0,00004м/сут;
§ Плотность
грунта 
;
§ Плотность
частиц грунта 
;
§ Плотность
скелета грунта 
;
§ Коэффициент
пористости 
;
§ Коэффициент
водонасыщения 
д.е.;
§ Модуль
деформации 
§ Коэффициент
сжимаемости m0=0,70 Мпа-1;
§ Коэффициент
относительной сжимаемости 
§ Число
пластичности 
;
§ Число текучести
д.е.;
Вывод:
грунт рыхлый (
),
насыщенный
водой (
),
средней
сжимаемости (
),
не
водопроницаемый (
),
текучий
(
).
. Вид грунта -суглинок (9-11м):
§ Удельный вес минеральных частиц γs=25,3 кН/м3;
§ Удельный вес грунта γ=18,9 кН/м3;
§ Влажность W=29%;
§ Граница текучести WL=35%;
§ Граница раскатывания WP=20%;
§ Удельное сцепление С=0,028 Мпа;
§ Угол внутреннего трения φ=12ᵒ;
§ Коэффициент фильтрации К=3,5·10-8 см/сек=0,000035м/сут;
§ Плотность
грунта 
;
§ Плотность
частиц грунта 
;
§ Плотность
скелета грунта 
;
§ Коэффициент
пористости 
;
§ Коэффициент
водонасыщения 
д.е.;
§ Модуль
деформации 
§ Коэффициент
сжимаемости m0=0,60 Мпа-1;
§ Коэффициент
относительной сжимаемости 
§ Число
пластичности 
;
§ Число текучести
д.е.;
Вывод:
грунт рыхлый (
),
насыщенный
водой (
),
средней
сжимаемости (
),
не
водопроницаемый (
),
мягкопластичный
(
).
. Вид грунта -песок ср. крупности (11-16 м):
§ Удельный вес минеральных частиц γs=23,8 кН/м3;
§ Удельный вес грунта γ=19,3 кН/м3;
§ Влажность W=23%;
§ Угол внутреннего трения φ=27ᵒ;
§ Коэффициент фильтрации К=1·10-8 см/сек=0,00001м/сут;
§ Плотность
грунта 
;
§ Плотность
частиц грунта 
;
§ Плотность
скелета грунта 
;
§ Коэффициент
пористости 
;
§ Коэффициент
водонасыщения 
д.е.;
§ Модуль
деформации 
§ Коэффициент
сжимаемости m0=0,12 Мпа-1;
§ Коэффициент
относительной сжимаемости 
Вывод:
грунт рыхлый (
),
насыщенный
водой (
),
средней
сжимаемости (
),
.2
Заключение по строительной площадке
По данным изысканий напластование грунтов оценивается как слоистое, слои грунта относительно горизонтальны.
Уровень грунтовых вод находится на глубине 2,3 м в заторфов. грунте.
слой торф (0,5-2,35 м): грунт очень рыхлый, малой степени водонасыщения. Не является устойчивым основанием, поэтому необходимо заменить грунт в пределах строительной площадки на песок мелкий. Характеристики слоя грунта: грунт рыхлый, средней плотности, малой степени водонасыщения, средней сжимаемости, очень сильноводопроницаемый.
слой суглинок (2,35 - 9,0 м): грунт рыхлый, насыщенный водой, средней сжимаемости, не водопроницаемый, текучий. Е=8,2 МПа
слой суглинок (9,0-11,0 м): грунт рыхлый, насыщенный водой, средней сжимаемости, не водопроницаемый, мягкопластичный. Е=9,4 МПа.
слой
песок ср. крупн. (11,0 - 16 м): грунт рыхлый, насыщенный водой, средней
сжимаемости, Е=35 МПа.
.3
Инженерно-геологический разрез строительной площадки
Рис.2 - Инженерно-геологический разрез
.
Определение нагрузок, действующих на основание
3.1 Постоянные нагрузки
Таблица 1
Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия
|
№ п/п |
Наименование нагрузки |
Нормативная нагрузка, кг/м² |
Коэффициент надежности по нагрузке γf |
Расчетная нагрузка, кг/м² |
|
|
Постоянная нагрузка: |
|
|
|
|
1 |
Собственный вес плиты покрытия 0,22м*1м*1м*2500 кг/м3 |
550 |
1,1 |
610 |
|
2 |
Пароизоляция 1 слой рубероида |
5 |
1,3 |
6,5 |
|
3 |
Утеплитель ρ= 400кг/м3 ; δ= 20мм |
8 |
1,3 |
10,4 |
|
4 |
Стяжка из цементно-песчаного раствора ρ= 1800кг/м3 ; δ= 20мм |
36 |
1,3 |
46,8 |
|
5 |
Гидроизоляция 3 слоя рубероида на битумной мастике |
15 |
1,3 |
19,5 |
|
|
Итого: |
614 |
|
693,2 |
|
|
|
|
|
|
Все нагрузки подсчитываются с учётом коэффициента надёжности по назначению γн=0,95.
F1 - нагрузка от собственного веса кровли:
2 - собственный вес колонны :
1,05 - коэффициент перегрузки;
кг/м2 - расход стали для колонн на 1м2 здания;
м - шаг колонн;
м - половина пролёта.
F3 - собственный вес
стеновых панелей и оконного заполнителя :
.2
Снеговая нагрузка
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию
покрытия:
е - коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов;
Ct - термический коэффициент =1;
μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие для плоских кровель =1;
Sg - вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли.
Т.к. средняя температура апреля в г. Тобольске 6ᵒС пониженное нормативное значение снеговой нагрузки определяем умножением её нормативного значения на коэффициент 0,7:
Расчётное значение снеговой нагрузки:
Полная нагрузка на фундамент:
Момент от стеновых панелей:
. Проектирование фундаментов мелкого заложения
4.1 Определение глубины заложения фундаментов
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
§ сезонного промерзания грунтов;
§ конструктивной особенности здания или сооружения;
§ инженерно - геологических условий строительной площадки;
§ наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
Для
города Тобольска по карте глубины промерзания 
.
Т.к.
глубина промерзания в г. Тобольске не превышает 2,5м , её нормативное значение
допускается определять по формуле:
где Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»:
d0 - величина, принимаемая равной для:
§ суглинков и глин 0,23м;
§ супесей, песков мелких и пылеватых 0,28м;
§ песков гравелистых, крупных и средней крупности 0,30м;
§ крупнообломочных грунтов 0,34м.
Значение d0 для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания: