Проектирование одноэтажного промышленного здания - файл n3.docx

Проектирование одноэтажного промышленного здания
Скачать все файлы (1313.1 kb.)

Доступные файлы (3):
n3.docx780kb.03.06.2011 16:06скачать
n4.bak
n5.dwg

n3.docx

1   2   3   4   5   6

3 Разработка вариантов фундамента и выбор типа основания


В задании на курсовое проектирование в учебных целях приводятся только основные сочетания нормативных нагрузок, действующих на фундамент в уровне обреза в соответствующих максимальным значениям нормальной силы. Расчетное значение нагрузки следует определять как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке f, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию.

Расчет фундаментов мелкого заложения и их оснований должен быть выполнен предельным состояниям:

а) первой группы по несущей способности грунта основания фундаментов (этот расчет в курсовом проекте не производится), по прочности фундаментов;

б) второй группы по деформациям (осадкам) оснований вместе с фундаментом, по образованию и раскрытию трещин фундамента с коэффициентом f =1,0. В курсовом проекте проводится только расчет по деформациям основания вместе с фундаментом.

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:

а) первой группы по прочности материала свай и свайных ростверков; по несущей способности грунта основания свай, по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом (в курсовом проекте не производится), коэффициент надежности по нагрузке приближенно принимается равным f =1,1…1,2;

б) второй группы: по осадкам основания свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай (горизонтальным uP, углам поворота головы свай P) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов, по образованию и раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов (не производится), f =1,0.

4 Фундамент мелкого заложения на естественном основании.

4.1 Определение глубины заложение фундамента


Глубина заложения фундаментов определяется в соответствии с указаниями пунктов 2.25-2.33 СНиП 2.02.01-83* [2] с учетом глубины сезонного промерзания грунта положения УГВ, теплового режима конструктивных особенностей сооружения и т.п.

Максимальная из полученных выше величин откладывается в масштабе по расчетной оси, и проверяются свойства грунта, на который будет опираться подошва фундамента

Для района в г.Пермь нормативная глубина сезонного промерзания грунтов dfn=1,8 м. Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов определяется по формуле 4.1.

df =kh  dfn; (4.1)

где kh – коэффициент влияния теплового режима сооружения, принимаемый для нагруженных и внутренних фундаментов, не отапливаемых зданий kh=1,1.

df =1,8  1,1 = 1,98 м ? 2 м

Из конструктивных требований при отсутствии подвала или технического подполья, минимальная глубина заложения столбчатого фундамента под железобетонную колонну dk определяется из условия

dk=hf +0,2 м; (4.2)

где hf – глубина заделки колонны в фундамент, определяемая по приложению 2 учебного пособия [3]в данном случае hf =1,05 м;

0,2 – минимальная толщина дна стакана, м.

dk=1,05+0,2=1,25 м.

Максимальной является величина df=1,98 м, которую и откладываем на геологическом разрезе от отметки планировки (приложение 9).

Основанием фундамента является супесь пластичная с IL=0.33, Е=6.85МПа, e=0.53, R0=290 кПа, с =5 кПа и  =190.



4.2 Определение размеров подошвы отдельного внецентрено нагруженного фундамента мелкого заложения под колонну промышленного здания

4.2.1 По осям А и В


Определяю требуемую площадь подошвы фундамента как центрально наружного по формуле 4.3.

; (4.3)
где NP – расчетное значение вертикального усилия на обрез фундамента, которое определяется по формуле 4.4 при коэффициенте надежности по нагрузке f, принимаемым в расчете оснований по деформациям равным f =1,

NP = N· f; (4.4)

NP = 2800· 1=2800 кН

R– ориентировочное значение расчетного сопротивления грунта основания в уровне подошвы фундамента.

df  – глубина заложения подошвы фундамента

m – осредненное значение удельного веса фундамента и грунта на его ступенях.

м

Определяю размеры подошвы фундамента в плане

м

Уточняю величину расчетного сопротивления грунта основания для квадратного фундамента с шириной подошвы b=3,35 м по формуле 4.5.

; (4.5)

где – коэффициенты условий работы, принимаемые по СНиП 2.02.01-83 =1,2; =1,0;

k – коэффициент надежности, k=1,0;

M, Mq, Mc– коэффициенты, принимаемые по [2] в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения, грунта основания фундамента 
KZ – коэффициент принимаемый равным: при b<10 м –KZ=1

II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента.

– то же залегающих выше подошвы фундамента.

cII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего ниже подошвы фундамента.

d– глубина подвала, в курсовом проекте для бес подвального здания

b – ширина подошвы фундамента





36.9% >10%;

Значение R существенно отличается от R0 (более 10%), производится перерасчет размеров подошвы квадратного фундамента путем подстановки в формулу 4.3 для определения требуемой площади подошвы вместо R0 полученного значения R.

м

м





5.5% < 10%;

Вычисляю эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента по формуле 4.6.

; (4.6)

где Mx – расчетное значение суммарного изгибающего момента, передаваемое фундаментом на основание в уровне подошвы, кН·м, определяется по формуле 4.7;

Mx = MР +QР · dl, (4.7)

МР– расчетное значение изгибающего момента в основном сочетании при ?f=1, кН·м;

QР – расчетное значение поперечного усилия в основном сочетании при ?f=1, кН:

Mx = 850 ·1 +28 ·1 · 2=906 кН ·м,

N – расчетное значение вертикальной нагрузки на основание, включая вес конструкций фундамента, грунта на его ступенях, кН. Это значение вычисляем по формуле:

(4.8)

NP – расчетное значение вертикального усилия на обрез фундамента, которое определяется по формуле 4.4 при коэффициенте надежности по нагрузке f, принимаемым в расчете оснований по деформациям равным f =1,

G – расчетное значение вертикального сопротивления усилия от веса конструкций фундамента и грунта на его ступенях, ориентировочно при ?f=1, вычисляемое по формуле 4.9

(4.9)





Тогда эксцентриситет вертикальной нагрузки, вычисленный по формуле 4.6, будет равен:

м

Поскольку ex=0.25 м>0,033b=0,0334,4=0,15 м, но меньше l/6=4,4:6=0,73 м принимается прямоугольная в плане подошва фундамента, для чего увеличивается ее размер в направлении действия изгибающего момента. Для этого вычисляется коэффициент увеличения по формуле 4.10.

; (4.10)



С учетом вычисленного значения К0 длина подошвы внецентренно нагруженного фундамента под колонну определяется как

м

Тогда площадь подошвы основания фундамента будет равна

А=4,94,4=21,56 м2

Проверяю краевые напряжения под подошвой фундамента исходя из трапециевидной эпюры давлений

кН

м

ex=0.25 м>0,033b=0,0334,4=0,15 м

l/6=4,9:6=0,817 м

Вычисляю напряжение под подошвой фундамента по следующей формуле

; (4.11)



Pmin =117.87 кПа;

Pmax =221.87 кПа;

P0 =169.87 кПа.

При правильном экономичном подборе размеров подошвы фундамента должны выполнятся условия:

1. Максимальное давление под краями подошвы внецентренно нагруженного фундамента Рmax, должно быть меньше или равно 1,2R:

(4.12)



Условие выполняется.

2. Минимальное давление должно быть больше 0, т.е. не должно быть отрыва части подошвы фундамента от грунта в результате появления растягивающих напряжений, когда Рmin со знаком «минус»;

(4.13)

Условие выполняется.

3. Среднее давление под подошвой фундамента должно быть меньше расчетного сопротивления грунта основания:

P0<R (4.14)

Условие выполняется.

Недонапряжение по максимальному краевому давлению составляет:



3,53%<10%

Следовательно, размеры подошвы фундамента запроектированы экономично.

Окончательно принимается фундамент с габаритами подошвы (приложение1)

b = 4.4 м

l = 4.9 м

hf = 2 м

4.2.2 По оси Б


Определяю требуемую площадь подошвы фундамента как центрально наружного по формуле 4.3.

NP = 3001· 1=3001 кН

м

Определяю размеры подошвы фундамента в плане

м

Уточняю величину расчетного сопротивления грунта основания для квадратного фундамента с шириной подошвы b=3,46 м по формуле 4.5.





36.45% >10%;

Значение R существенно отличается от R0 (более 10%), производится перерасчет размеров подошвы квадратного фундамента путем подстановки в формулу 4.3 для определения требуемой площади подошвы вместо R0 полученного значения R.

м

м





5.6% < 10%;

Вычисляю эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента по формуле 4.6.

Mx = 981 ·1 +12 ·1 · 2=1005 кН ·м,





Тогда эксцентриситет вертикальной нагрузки, вычисленный по формуле 4.6, будет равен:

м

Поскольку ex=0.25 м>0,033b=0,0334,6=0,15 м, но меньше l/6=4,6:6=0,76 м принимается прямоугольная в плане подошва фундамента, для чего увеличивается ее размер в направлении действия изгибающего момента. Для этого вычисляется коэффициент увеличения по формуле 4.10.



С учетом вычисленного значения К0 длина подошвы внецентренно нагруженного фундамента под колонну определяется как

м

Тогда площадь подошвы основания фундамента будет равна

А=5,1 4,6=23,46 м2

Проверяю краевые напряжения под подошвой фундамента исходя из трапециевидной эпюры давлений

кН

м

ex=0.26 м>0,033b=0,0334,6=0,15 м

l/6=5,1:6=0,85 м

Вычисляю напряжение под подошвой фундамента по формуле 4.11.



Pmin =116.56 кПа;

Pmax =219.28 кПа;

P0 =167,92 кПа.
При правильном экономичном подборе размеров подошвы фундамента должны выполнятся условия:

1. Максимальное давление под краями подошвы внецентренно нагруженного фундамента Рmax, должно быть меньше или равно 1,2R:



Условие выполняется.

2. Минимальное давление должно быть больше 0, т.е. не должно быть отрыва части подошвы фундамента от грунта в результате появления растягивающих напряжений, когда Рmin со знаком «минус»;



Условие выполняется.

3. Среднее давление под подошвой фундамента должно быть меньше расчетного сопротивления грунта основания:

P0<R

Условие выполняется.

Недонапряжение по максимальному краевому давлению составляет:



4,66%<10%
Следовательно, размеры подошвы фундамента запроектированы экономично.

Окончательно принимается фундамент с габаритами подошвы (приложение1).

b = 4.6 м

l = 5.1 м

hf = 2 м
1   2   3   4   5   6
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации