Проектирование оснований и фундаментов промышленного здания

Вывод: рассматриваемый грунт, песок пылеватый: средней плотности, среднесжимаемый, насыщенный водой. Может служить естественным основанием.

Третий слой:

Глина, так как е = 0,92 и находится в пределах е > 0,8, то песок рыхлый, так как модуль деформации Е_о = 16.0 МПа (5,0 МПа ≤ Е_о ≤ 200,0 МПа), среднесжимаемый. По насыщению песка водой: коэффициент водонасыщения S_r = 1,0–насыщенный водой (0,8 ≤ S_r ≤ 1,0).

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

9

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

Вывод: рассматриваемый грунт, глина: рыхлая, среднесжимаемый, насыщенный водой. Может служить естественным основанием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Коп уч

Лист     № док

Подпись

Дата

Лист

10

9ПС1.01.01.00000ПС

 

 Разраб.

Чудинова С.Ю.

 

 Провер.

Борзова О.Н.

 

 

Н.контроль

Борзова О.Н.

 Утв.

Цветков О.Ю.

2. Анализ проектируемого здания. Сбор нагрузок, действующих на фундамент.

Лит.

Листов

48

 

Кафедра УНиК

 

Анализ проектируемого здания.

• Объект – одноэтажное промышленное здание;
• Размеры в плане 54 ×120 м.
• Высота до низа стропильной конструкции 8.40 м.
• Шаг колонн: 6 м.
• Конструктивная схема здания – здание каркасное с железобетонным каркасом.
• Способы передачи нагрузок на основание: от колонн на железобетонные отдельные фундаменты, а от них на грунтовые основания.
• Фундаменты внецентренно нагружены, т.к. на них от колонн передается, кроме вертикальных нагрузок, моментные и горизонтальные.
• Стены здания выполнены из панелей толщиной мм.
• Температура внутри помещения принята .

Сбор нагрузок, действующих на фундаменты.

Вертикальная сосредоточенная  нагрузка N^H, передающаяся от колонны на фундамент, подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на грузовую площадь покрытия (или перекрытия), приходящуюся на рассматриваемую колонну.

 В единичные значения  нагрузок включены: собственный  вес всех конструкций покрытия (перекрытия), собственный вес колонны,  снеговая, крановая и другие виды  временных нагрузок.

Вертикальная сосредоточенная  нагрузка от колонны считается приложенной  в центре поперечного сечения  колонны. Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются  элементы покрытия или перекрытий, на фундаменты передаются моменты M^H и горизонтальные силы Q^H, действующие в плоскости поперечника здания.

 

 

 

 

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

11

9ПС1.01.01.00000АС

 

Лист

 

Горизонтальные силы (Q^H) считаются приложенными в уровне обреза фундаментов. Направление действия моментов и горизонтальных сил в плоскости поперечника здания может быть принято для внутренних колонн любым, для наружных колонн вовнутрь помещения.

Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение веса одного квадратного метра вертикальной поверхности стены на грузовую площадь, приходящуюся на фундамент.

Вес стеновых панелей принимается  равным 3 кПа (кН/м²) их вертикальной поверхности. В подсчете нагрузок от стен должны быть учтены коэффициенты уменьшения их веса за счет оконных и дверных проемов. Они принимаются для наружных стен цехов промышленных зданий К = 0.5; для бытовых помещений К = 0.6.

Таким образом, учитывая вышесказанное, можем подсчитать нормативные и  расчетные нагрузки.

Нормативные нагрузки приведены  в таблице 2.1.

Таблица 2.1. – Нагрузка от колонн.

 

№ Фундамента	№ Колонны	Грузовая площадь, м2	Единичная нагрузка, кН/м2	Продольная сила сжатия NH, кН	Момент МН, кН*м	Горизонтальная сила QH, кН
Е-7	Е-7	108	10	1080	86.4	10.8
Ж-6	Ж-6	54	10	540	43.2	5.4

 

Таблица 2.2 – Нагрузка от стен 

№ Фундамента	№ Колонны	Грузовая площадь, м2	Единичная нагрузка, кН/м2	Коэффициент ослабления нагрузки	Нагрузка от стен, NHст , кН
Ж-6	Ж-6	57.6	3	0.5	86.4

 

При вычислении расчетных  нагрузок по I предельному состоянию следует принять осредненный коэффициент K=1.2:

Нагрузка на фундамент  Е-7:

Продольная сила сжатия N^H_I = N^H·K = 1080·1.2 = 1296 кН,

Момент М^Н_I = М^Н·K = 86.4·1.2 = 103.68 кН·м,

Горизонтальная сила Q^H_I = Q^H·K =10.8·1.2=12.96 кН,

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

12

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

Нагрузка на фундамент  Ж-6:

Продольная сила сжатия N^H_I = N^H·K = 540·1.2 = 648 кН,

Нагрузка от стен N^H_стI= N^H_ст·K = 86.4·1.2 =103.68 кН,

Момент М^Н_I = М^Н·K =43.2·1.2=51.84 кН·м,

Горизонтальная сила Q^H_I = Q^H·K =5.4·1.2=6.48 кН,

При вычислении расчетных  нагрузок по II предельному состоянию следует принять осредненный коэффициент K=1:

Нагрузка на фундамент  Е-7:

Продольная сила сжатия N^H_I = N^H·K = 1080·1= 1080 кН,

Момент М^Н_I = М^Н·K = 86.4·1= 86.4кН·м,

Горизонтальная сила Q^H_I = Q^H·K =10.8·1=10.8 кН,

Нагрузка на фундамент  Ж-6:

Продольная сила сжатия N^H_I = N^H·K = 540·1= 540 кН,

Нагрузка от стен N^H_стI= N^H_ст·K = 86.4·1.2 =86.4 кН,

Момент М^Н_I = М^Н·K =43.2·1=43.2 кН·м,

Горизонтальная сила Q^H_I = Q^H·K =5.4·1=5.4 кН,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Коп уч

Лист     № док

Подпись

Дата

Лист

13

9ПС1.01.01.00000ПС

 

 Разраб.

Чудинова С.Ю.

 

 Провер.

Борзова О.Н.

 

 

Н.контроль

Борзова О.Н.

 Утв.

Цветков О.Ю.

 

3. Подбор колонн и назначение размеров подколонника

Лит.

Листов

54

 

Кафедра УНиК

 

В данном проекте примем колонну размером 1000 x 400.

Для колонны Е-7

Рисунок 3.1. – Конструкция подколонника

 

 

 

 

 

 

Изм.

Коп уч

Лист     № док

Подпись

Дата

Лист

14

9ПС1.01.01.00000ПС

 

 Разраб.

Чудинова С.Ю.

 

 Провер.

Борзова О.Н.

 

 

Н.контроль

Борзова О.Н.

 Утв.

Цветков О.Ю.

 

4. Расчет фундамента мелкого заложения

Лит.

Листов

54

 

Кафедра УНиК

 

Глубина заложения фундамента назначается с учетом следующих  требований:

1. Конструктивных требований,
2. Инженерно-геологических и гидрогеологических условий.
3. Возможности морозного пучения грунта.

Исходя из конструктивных требований:

1. Глубина заделки колонны в стакан не менее - 0.9 м,
2. Толщина дна стакана должна быть не менее - 0.3 м,
3. Следует предусмотреть место для заполнения бетоном между колонной и дном стакана – 0.05 м,
4. Толщина подошвы примем -0.3 м

Рассмотрим инженерно-геологические  и гидрогеологические условия.

В качестве несущего слоя грунта принимаем I слой – песок мелкий.

Глубина заложения фундамента следует назначить ниже глубины сезонного промерзания.

Определим расчетную глубину  промерзания грунта.

d_fn = 1.78 м – нормативная глубина промерзания в районе г. Советская Гавань.

В случае аварийной ситуации в тепловых сетях здание может стать неотапливаемым на некоторый период, поэтому коэффициент теплового режима здания k_f = 0.6, тогда

Назначаем глубину заложения фундаментов с учетом инженерно-геологических, гидрогеологических условий, возможности морозного пучения грунта и конструктивных требований.

Для надежности конструкции  заглубляем фундамент ниже отметки

 

 

 

 

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

15

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

 расчетной глубины  сезонного промерзания на 10-15 см:

За предварительную глубину  заложения фундамента берем 1.2 м из расчета сезонного промерзания, округляем кратно 0,3 м, => 1.5м.

Определение в первом приближении  расчетное сопротивление грунта R, приняв меньший размер площади  подошвы фундамента b равным 1.0 м или ширине обреза фундамента.

,     (1)

, – коэффициенты условий работы;

k – если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями;

М_γ, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения φ_II;

k _z – коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м – k_z = 1;

b  – ширина подошвы фундамента, м;

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки, м;

γ_II – осредненное  расчетное  значение   удельного веса грунтов, залегающих 
 ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется 
 с учетом взвешивающего действия воды),

– то же, залегающих выше подошвы,

с₂ – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

=1.1,   =1,  d₁= 1.5, с₂ = 3.0 м,

М_с = 9.97, М_γ = 1.81, М_q = 8.24,

Суммировать вертикальные нагрузки  в уровне обреза фундамента.

Определяем сумму  всех вертикальных сил на обрез фундамента:

 

Изм.

Коп.уч

№ док.

 

Подпись

Дата

Лист

16

9ПС1.01.01.00000ПС

 

Лист

 

где N^H – нагрузка на фундамент от колонн, кН;

N_ст – нагрузка на фундамент от стен, кН;

ΣN_II = 1080 кН;

Определить в  первом приближении площадь подошвы  фундамента.

      

где – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта, принимаемого равным 20 ÷ 23 кН/м3.