Курсовая работа: Проектирование оснований и конструирование фундаментов промышленных зданий и сооружений
Расчетные данные: F4 = 0,4*0,6*25*2,25*1.1=14,85 кН
F7 = 0,6*0,8*25*9,75*1,1=128,7 кН
Му = (F1+F2+F3)*E1-3 - (F4*F5*F6)*Е4-6 + F7*E7 + F9*Е8-9 + F10*E10 - (F11+F12+F13)*E11-13 = (21,168+27,171+16,5)*0,35 (30,24+54,342+35,75)*0,35 + 128,7*0 +17,875*0,45 + 128,7*0 - (275+60,5+1,74)*0,35 = -128,42 кН*м
Мх = (F1+F2+F3)*E1-3 + (F4+F5+F6)*Е4-6 + F7*E7 + F8*Е8 + F10*E10 + (F11+F12+F13)*E11-13 = (21,168+27,171+16,5)*0 + (30,24+54,342+35,75)*0 + 14,85*0 + 35,75*0,45 128,7*0 + (275+60,5+1,74)*0 = 16,09 кН*м
Определение глубины заложения фундаментов
- Место строительства г. Оренбург
- Здание без технического подполья и подвала
- Размер башмака под колонну 0,8х0,6 750х950 мм.
- Предварительный размер фундамента 2,6х2,6 м
- Среднесуточная температура внутри помещения 200 С
- Грунт – песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой, среднесжимаемый, непросадочный.
- Уровень грунтовых вод 1,3 м
Руководствуясь картой из СНиП 32.01..01-82 «Строительная климатология и геодезия» находим нормативную глубину промерзания dfn = 1,75 м
Вылет наружного ребра фундамента от внешней грани стены аf = (2,6-0,95)/2=0,825
Коэффициент Кп учитывающий влияние теплового режима, равен Кп = 0,65 находим по интерполяции (здание без подвала и технического подполья)
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле: df = Кп* dfn = 0,65*1,75 = 1,1375 ≈ 1,14 м
Глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее df =1,14 м принимаем df=1,2 м
Т.к. dw=1,3м < df+2м=1,2+2=3,2 м, руководствуясь табл.2 СНиП 2.02.01-83 принимаем глубину заложения фундамента не менее df=1,2 м от отметки стройплощадки (предусматривается гидроизоляция фундамента).
Из конструктивных особенностей здания глубина заложения подошвы фундамента будет: df=hn+hc+hз+hg=0,3+0,8+0,05+0,35=1,5 м от уровня чистого пола здания.
Окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента 1,2 м от планировочной отметки земли.
Определение размеров подошвы центрально нагруженного фундамента мелкого заложения
Дано: вертикальная нагрузка 
=1142,295 кН и момент 
=19,25 кН*м, 
=32,17 кН*м.
Глубина заложения фундамента 1,2м. Угол внутреннего трения грунта 27 град;
удельное сцепление С11 = 1 кПа. Принимаем для предварительного
определения размеров подошвы фундамента R0 =0,200 МПа (СНиП 2.02.01-83* Прил.З., табл. З)
- Определим, ориентировачно размеры подошвы фундамента, как центрально нагруженного:
Зададимся отношением длины фундамента к его ширине ŋ= 1; тогда L= b. Примем L= 2,6 м и b = 2,6 м Аф = 6.76 м.
Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*.
По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения L/H = 78/30=2.6 
; 
По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта 
; 
; 
Коэффициент k принимаем равным 1,1 так как характеристики грунта принимались по табличным данным.
Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов
залегающих ниже подошвы фундамента 
= 20 кН/мЗ, удельный вес грунта
выше подошвы фундамента 
принимаем 20 кН/мЗ
кПа
При этом значении R найдем
Примем L= 2,2 м и b = 2,2 м Аф = 4,84 м2.
кПа
Значение эксцентриситета внешней нагрузки составит
Следовательно, фундамент необходимо рассчитывать как центрально нагруженный. Исходя из условия Р11 < R, конструируем фундамент:
где 
- среднее давление под подошвой фундамента от
нагрузок для расчета оснований по деформациям, кПа
- расчетный вес фундамента
- расчетный вес грунта на уступах
фундамента
Найдем вес фундамента, считая, что удельный вес монолитного железобетона
25 кН/мЗ
кПа
Вес грунта лежащего на уступах фундамента
кПа
кПа
Проверяем выполнение условия
кПа
Условие выполняется.
Проверка прочности подстилающего слоя
В соответствии с инженерно - геологическими условиями строительной площадки грунт второго слоя супесь пластичная - является нормальным грунтом, поэтому ширину подошвы фундамента следует назначать с учетом повышенной прочности данного слоя относительно вышележащего слоя. Для этого находим вертикальные напряжения на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта
кПа
Напряжение от собственного веса грунта на глубине 3.1 м, действующее на кровлю нижележащего грунта
кПа
Дополнительное давление под подошвой фундамента
кПа 
кПа
Дополнительное вертикальное напряжение, действующее на кровлю слабого грунта от нагрузки на фундамент
кПа
Полные вертикальные напряжения на кровлю подстилающего слоя будут:
кПа
Найдем ширину условного ленточного фундамента, предварительно
определив величину 
по формуле
Тогда ширина подошвы условного фундамента
Определим расчетное сопротивление супеси пластичной. По
таблице 3 СНиП2.02.01-83 для заданного соотношения L/H=78/30 = 2,6 и
показателя текучести JL=1 > 0,5 
=1,05 ; 
=1,05
По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта 
=0.1; 
=1,39; 
=3,71.
Коэффициент k принимаем равным 1,1 , так как характеристики грунта принимались по табличным данным.
Удельный вес грунтов, залегающих выше подстилающего слоя принимаем
кПа
+ 
= 89.74 + 62 = 151.74 кПа < R = 166,87 кПа
Условие выполняется
Определение осадок фундамента
Дано: вертикальная нагрузка 
=1142,295 кН и момент 
=32,17 кН*м; 
=19,25 кН*м.
Глубина заложения фундамента 1,2м. Размер подошвы фундамента 2,2*2,2 м. Давление
под подошвой фундамента Р=264,16 кПа.
Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия
собственного веса грунта по формуле 
и вспомогательной 
.
- на поверхности земли: 
- на уровне подошвы фундамента
МПа 
МПа
- на уровне грунтовых вод
- на уровне контакта 1-го и 2-го слоев с учетом взвешивающего действия воды
- на уровне контакта 2-го и 3-го слоев с учетом взвешивающего действия воды
- на уровне контакта 3-го и 4-го слоев с учетом взвешивающего действия воды
ниже 3-го слоя залегает глина полутвердая, являющаяся водоупорным слоем, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю глины добавится гидростатическое давление столба воды, находящегося над глиной.
Полное вертикальное напряжение, действующее на кровлю глины
- на уровне кровли 5-го слоя
По полученным данным построим эпюры вертикальных напряжений и вспомогательную эпюру.
По формуле 
найдем дополнительное вертикальное
давление по подошве фундамента.
Для фундамента стаканного типа в данном случае соотношение ŋ=1;
чтобы избежать интерполяции зададимся соотношением 
, тогда высота элементарного слоя
грунта
Условие 
удовлетворяется с большим
запасом, поэтому в целях сокращения вычислений увеличим высоту элементарного
слоя вдвое, чтобы с одной стороны соотношение 
было кратным 0,4, а с другой
стороны, чтобы выполнялось прежнее условие 
.
Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу и данные таблицы 1 (приложение 2 СНиП 2.02.01-83*). Определим нижнюю границу сжимаемой толщи по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительного давления. Все вычисления приведем в табличной форме.
| № | Наименование слоя грунта | Z, м |
|
|
|
|
| 1 | Песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой, среднесжимаемый |
0 0,88 1,76 |
0 0,8 1,6 |
1,000 0,800 0,449 |
0,166 0,133 0,075 |
28 28 28 |
| 2 | Супесь пластичная, непросадочная, среднесжимаемая |
2,64 3,52 4,4 |
2,4 3,2 4,0 |
0,257 0,160 0,108 |
0,043 0,027 0,018 |
28 28 28 |
| 3 | Суглинок тугопластичный, непросадочный, малосжимаемый |
5,28 6,16 7,04 7,92 8,8 |
4,8 5,6 6,4 7,2 8,0 |
0,077 0,058 0,046 0,036 0,029 |
0,013 0,010 0,008 0,006 0,005 |
28 4 35 35 20 |
| 4 | Глина полутвердая, непросадочная, малосжимаемая |
9,68 10,56 11,44 12,32 13,2 14,0814,96 15,87 16,72 17,6 |
8,8 9,6 10,4 |
0,024 0,021 0,017 |
0,004 0,003 0,003 |
20 20 20 |
МПа
, МПа
