Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами среднего режима работы

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*4/2 =0,8м;

Условие Z1=0,8м (0,4в = 0,4*4 = 1,6м удовлетворяется с большим

запасом.

Табл. 5

|Наименование слоя |Глубина |Мощност|Е,МПа |Z, м |(=2Z/в |( |(zp=(хР|

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

| |сти, м | | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |3,35 |1,5 |11 |- |- |- |- |

|тугопластичный, | | | | | | | |

|непросадочный | | | | | | | |

| |6,35 |3,0 |11 |0,00 |0,00 |1,000 |0,1518 |

| | | | |0,80 |0,40 |0,96 |0,1457 |

| | | | |1,60 |0,80 |0,80 |0,1214 |

| | | | |2,40 |1,20 |0,606 |0,092 |

|3)глина бурая |10,55 |4,2 |16 |3,20 |1,60 |0,449 |0,0682 |

|тугопластичная, | | | |4,00 |2,00 |0,336 |0,051 |

|непросадочная | | | |4,80 |2,40 |0,257 |0,039 |

| | | | |5,60 |2,80 |0,201 |0,0305 |

| | | | |6,40 |3,20 |0,160 |0,0243 |

| | | | |7,20 |3,60 |0,130 |0,020 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |8,00 |4,00 |0,108 |0,0164 |

|плотности, | | | |8,80 |4,40 |0,091 |0,0138 |

|непросадочная | | | |9,60 |4,80 |0,070 |0,0117 |

| | | | |10,40 |5,20 |0,066 |0,010 |

| | | | |11,20 |5,60 |0,058 |0,0088 |

| | | | |12,0 |6,00 |0,051 |0,0077 |

| | | | |12,80 |6,40 |0,040 |0,0061 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |13,60 |6,80 |0,030 |0,0049 |

|средний,средней | | | |14,40 |7,20 |0,026 |0,0039 |

|плотности. | | | |15,20 |7,60 |0,022 |0,0033 |

| | | | |16,00 |8,00 |0,019 |0,0029 |

| | | | |16,80 |8,40 |0,015 |0,0023 |

Вычислим осадку фундамента с помощью послойного суммирования,

пренебрегая различием модуля деформаций грунтов на границах слоев, приняв

во внимание, что данное предположение незначительно скажется

на окончательном результате:

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коофициент, зависящий от коофициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= (0,8*0,8/11) *

((0,1518+0,1457+0,1457+0,1214+0,1214+0,092+0,092+0,0682)/2) +

(0,8*0,8/16)*((0,0682+0,051+0,051+0,039+0,039+0,0305+0,0305+0,0243+0,0243+0,

02+

0,02+0,0164+0,0164+0,0138)/2)+(0,8*0,8/3)*((0,0138+0,0117+0,0117+0,01+0,01+0

,0088+

0,0088+0,0077+0,0077+0,0061+0,0061+0,0049)/2)+(0,8*0,8/33)*((0,0049+0,0039+0

,0039+ 0,0033+0,0033+0,0029+0,0029+0,0023)/2)= 0,048м=4,8см

По табл.4,3 для производственного здания с полным ж/б каркасом Su=8см,

S=4,8см ( Su= 8см, условие удовлетворяется, следовательно, полная

осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Расчет висячей забивной сваи

В уровне планировочной отметке земли действует центрально-приложенное

усилие от нормативной нагрузки N=2155,26 кН. По грунтовым условиям сваю

целесообразно заглубить в третий слой ( глина бурая ), т. к. вышележащии

слои характеризуются низким сопротивлением грунта. Минимальная длина сваи L

должна быть L=0,1+5,75+0,25=6,1м, принимаем сваю С6-35 с L=6 м, круглую с

радиусом 0,35м. Свая погружается с помощью забивки дизель-молотом. Найдем

несущую способность одиночной висячей сваи:

Fd=(с((сR*R*А+u((сf*fi*hi), где

(с=1-коэффициент условий работы сваи в грунте;

(сR=1,0, (сf = 1,0- коэффициент условий работы грунта соответственно

под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние

способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта;

R=2400 кПа- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А =0,35*0,35=0,1225м2- площадь опирания на грунт сваи;

U=4*0,35=1,4м – наружный периметр поперечного сечения сваи;

fi- расчетное сопротивление i-ом слоя грунта основания на боковой

поверхности сваи, кПа;

hi-толщина i-ом слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью

сваи, м;

Толщину грунта, прорезаемого сваей, разбиваем на слои толщиной не

более 2м.

Для 1-го слоя при средней глубине его расположения Z1=1,5м, f=18кПа.

Для 2-го слоя при средней глубине его расположения Z2=3,0м, f=25кПа.

Для 3-го слоя при средней глубине его расположения Z3=4,5м, f=28кПа.

Для 4-го слоя при средней глубине его расположения Z4=6,0м, f=31кПа.

Для 5-го слоя при средней глубине его расположения Z5=7,2м,

f=32,2кПа.

Для 6-го слоя при средней глубине его расположения Z6=8,7м,

f=33,35кПа.

Для 7-го слоя при средней глубине его расположения Z7=10,2м,

f=34,1кПа.

Для 8-го слоя при средней глубине его расположения Z8=11,7м,

f=35,36кПа. Для 6-го слоя при

средней глубине его расположения Z9=13,2м, f=36,56кПа.

Для 7-го слоя при средней глубине его расположения Z10=14,7м,

f=37,9кПа.

Для 8-го слоя при средней глубине его расположения Z11=16,2м,

f=38,72кПа.

Fd= 1(1*2400*0,1225+ 1,4(1*18*1,5+ 1*25*3+ 1*28*4,5+ 1*31*6+

1*32,2*7,2+ 1*33,35*8,7+

1*34,1*10,2+1*35,36*11,7+1*36,56*13,2+1*37,9*14,7+1*38,72*16,2))=

5004,31кПа;

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю:

N( Fd/(R=5004,3/1,4=3574,5кПа;

Найдем требуемое количество свай на 1 п.м.:

п= N*(R/ Fd =2155,26*1,4/5004,3=1шт.

Расстояние между осями свай (3d=3*0,35=1,05м

Высота ростверка =h0+0,25м, но не менее 0,3м (h0- величина заделки

сваи, м)

0,1+0,25=0,35м

Определение осадок свайного фундамента

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям

следует производить как для условного фундамента на естественном

основании. Границы условного фундамента определяются:

Сверху –поверхность планировки;

Снизу – плоскостью проходящей через концы свай;

С боков –вертикальными плоскостями, относящимися от наружных граней

свай крайних рядов на расстоянии К;

К= h*tg(II,mt

4

где (II,mt –осредненный угол внутреннего трения слоев грунта, в

пределах глубины погружения сваи в грунт;

(II,mt = (hi*(II,mt = (1/4) ((1,85*26+4,5*18)/(1,85+4,5)) =5,08

(hi

Ширина условного фундамента:

Вусл= 1,0+0,25+6,35*tg5,08= 1,25+6,35*0,892=6,91

Площадь подошвы массива Аусл:

Аусл = Вусл*Lусл = 6,91*1,2= 8,29 м2;

Lусл –для ленточного фундамента равна 1м пог.,а для куста свай

определяется так же, как Вусл;

Среднее давление на грунт под его подошвой :

Рср=N0II+GpII+GсвII+GrII = 1768,1+172,75+44,84*1,1+414,6 = 290,1кН;

Аусл

8,29

максимальное давление на грунт под его подошвой

Рmax = N0II+GpII+GсвII+GrII + М ( 1.2R,

Аусл w

N0II –расчетная нагрузка на уровень спланированной отметки земли;

GpII –вес ростверка ;

GсвII –вес всех свай;

GrII –ввес грунта в объеме условного фундамента;

М –изгибающий момент;

w –момент сопротивления подошвы условного фундамента;

R -расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного

фундамента.

R=(1,2*1,1/1)*(0,47*1*0,4*1,97+2,89*6,23*1,87+1,89*2*1,87+5,48*30)=

271,3кН

Pср= 290,1 ( R=271,3*1,2=325,6

Все условия выполняются

Расчет осадок свайных фундаментов

Расчет осадок свайных фундаментов выполняют для условного фундамента.

Осадки фундаментов из отдельных кустов свай рассчитывают методом послойного

элементарного суммирования, осадки фундаментов в виде свайных полей шириной

b(10м определяют методом линейно-деформируемого слоя конечной толщиной.

Pср=0,29МПа, природное давление Находим значения эпюры вертикальных

напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на подошве фундамента:

(zg0=0,017*1,85+4,5*0,0187+0,02*2,7=0,169; 0,2(zg= 0,0338;

2) на подошве 5 слоя:

(zg5= 0,169+0,02*1,5+0,0195*5,7+0,02*3,8=0,386; 0,2(zg1=

0,077;

. Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок

:

Ро=Рср- (zg0 =0,29-0,169 = 0,121 МПа

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*6,91/2 =1,38м;

Условие Z1=1,38м (0,4в = 0,4*6,91 = 2,76м удовлетворяется с

большим запасом.

Табл.6

|Наименование слоя |Глубина |Мощност|Е,МПа |Z, м |(=2Z/в |( |(zp=(хР|

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

| |сти, м | | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |6,35 |4,5 |11 |- |- |- |- |

|тугопластичный, | | | | | | | |

|непросадочный | | | | | | | |

|3)глина бурая |9,05 |2,7 |16 |- |- |- |- |

|тугопластичная, | | | | | | | |

|непросадочная | | | | | | | |

| |10,55 |1,5 |16 |0,00 |0,00 |1,00 |0,121 |

| | | | |1,40 |0,405 |0,976 |0,118 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |2,80 |0,81 |0,88 |0,106 |

|плотности, | | | |4,20 |1,22 |0,75 |0,091 |

|непросадочная | | | |5,60 |1,62 |0,64 |0,077 |

| | | | |7,00 |2,03 |0,54 |0,065 |

| | | | |8,40 |2,43 |0,473 |0,057 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |9,80 |2,84 |0,41 |0,05 |

|средний,средней | | | |11,20 |3,24 |0,37 |0,045 |

|плотности. | | | |12,60 |3,65 |0,33 |0,04 |

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коэффициент, зависящий от коэффициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= 0,8*1,4 * (0,121+0,118+ 0,118+0,106)+0,8*1,4* ( 0,106+0,091+

0,091+0,077+ 0,77+

16 2 2 3 2

2

0,065+0,065+0,057+0,057+0,05 )+0,8*1,4*( 0,05+0,045+

0,045+0,04)=0,08м=8,0 см.

2 2 2 33 2 2

По табл.4,3 для производственного здания с полным ж/б каркасом Su=8см,

S=8,0см = Su= 8см, условие удовлетворяется, следовательно, полная

осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Технико-экономические сравнения

Технико-экономическое сравнение вариантов производиться по

экономической эффективности..

Укрупненные единичные расценки на земляные работы,

устройство фундаментов и искусственных оснований

для фундамента мелкого заложения

табл.7

| | | |

|№ п.п. |Наименование работ и конструкций |Стоимость на |

| | |единицу |

| | |измерения, |

| | |руб. коп. |

| 1 | 2 | 3 |

| | | |

|А |Земляные работы | |

| | | |

|1. |Разработка грунта под фундаменты: | |

| |При глубине выработки до 3,8м и ширине траншеи|3505руб 8коп. |

| | | |

| |4,0м, (м3) | |

| | | |

|2. |Крепление стенок котлована досками: | |

| |При глубине выработки до 5,0 м, (м2) |147руб.65коп. |

| | | |

|Б |Устройство фундаментов | |

| | | |

|1. |Фундаменты ж/б, сборные для промышленных |68руб.8коп. |

| |зданий, м3 ж/бетона | |

Итого: 3505руб.8коп+147руб.65коп+68руб.8коп=3722руб.25коп

Укрупненные единичные расценки на земляные работы,

устройство фундаментов и искусственных оснований

для свайного фундамента

табл.8

| | | |

|№ п.п. |Наименование работ и конструкций |Стоимость на |

| | |единицу |

| | |измерения, |

| | |руб. коп. |

| 1 | 2 | 3 |

| | | |

|А |Земляные работы | |

| | | |

|1. |Разработка грунта под фундаменты: | |

| |При глубине выработки до 3,8м и ширине траншеи|405руб.3коп. |

| | | |

| |6,9м, (м3) | |

| | | |

|2. |Крепление стенок котлована досками: | |

| |При глубине выработки до 5м, (м2) |35руб.9коп |

| | | |

|Б |Устройство фундаментов | |

| | | |

|1. |Железобетонные сваи: | |

| |Железобетонные до 3м (с забивкой ), м3 бетона|49руб.4коп |

| | | |

Итого: 405руб.3коп.+ 35руб.9коп+49руб.4коп= 490руб.6коп.

Величина осадки свайного фундамента Su=8,0см, а величина осадки

фундамента мелкого заложения Su=4,8см.Т.к. нагрузки на фундаменты

критически одинаковы, то принимаем, что разность осадки двух соответственно

фундаментов равна 0, т.е. осадки соседних фундаментов равномерны. Т.к.

деформации у свайного фундамента меньше, чем у фундамента мелкого заложения

одинаковы, но свайный фундамент по ТЭП предпочтительней.

По расходу бетона:

на фундамент мелкого заложения:

V=250м3;

на свайный фундамент: V=121,6м3.

Следовательно свайный фундамент выгоднее.

Расчет осадок свайных фундаментов. Сечение 1-1

Расчет осадок свайных фундаментов выполняют для условного фундамента.

Осадки фундаментов из отдельных кустов свай рассчитывают методом послойного

элементарного суммирования, осадки фундаментов в виде свайных полей шириной

b(10м определяют методом линейно-деформируемого слоя конечной толщиной.

Рср=N0II+GpII+GсвII+GrII = 2155,26+172,75+44,84*1,1+414,6 = 336,8кН;

Аусл

8,29

Pср=0,337МПа, природное давление Находим значения эпюры вертикальных

напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на подошве фундамента:

(zg0=0,017*1,85+4,5*0,0187+0,02*2,7=0,169; 0,2(zg= 0,0338;

2) на подошве 5 слоя:

(zg5= 0,169+0,02*1,5+0,0195*5,7+0,02*3,8=0,386; 0,2(zg1=

0,077;

. Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок

:

Ро=Рср- (zg0 =0,337-0,169 = 0,168 МПа

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*6,91/2 =1,38м;

Условие Z1=1,38м (0,4в = 0,4*6,91 = 2,76м удовлетворяется с

большим запасом.

Табл.9

|Наименование слоя |Глубина |Мощност|Е,МПа |Z, м |(=2Z/в |( |(zp=(хР|

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

| |сти, м | | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |6,35 |4,5 |11 |- |- |- |- |

|тугопластичный, | | | | | | | |

|непросадочный | | | | | | | |

|3)глина бурая |9,05 |2,7 |16 |- |- |- |- |

|тугопластичная, | | | | | | | |

|непросадочная | | | | | | | |

| |10,55 |1,5 |16 |0,00 |0,00 |1,00 |0,121 |

| | | | |1,40 |0,405 |0,976 |0,118 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |2,80 |0,81 |0,88 |0,106 |

|плотности, | | | |4,20 |1,22 |0,75 |0,091 |

|непросадочная | | | |5,60 |1,62 |0,64 |0,077 |

| | | | |7,00 |2,03 |0,54 |0,065 |

| | | | |8,40 |2,43 |0,473 |0,057 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |9,80 |2,84 |0,41 |0,05 |

|средний,средней | | | |11,20 |3,24 |0,37 |0,045 |

|плотности. | | | |12,60 |3,65 |0,33 |0,04 |

Вычисляем осадку фундамента:

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коофициент, зависящий от коофициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= 0,8*1,4 * (0,121+0,118+ 0,118+0,106)+0,8*1,4* ( 0,106+0,091+

0,091+0,077+ 0,77+

16 2 2 3 2

2

0,065+0,065+0,057+0,057+0,05 )+0,8*1,4*( 0,05+0,045+

0,045+0,04)=0,14м=14,0 см.

2 2 2 33 2 2

По табл.4,3 для гражданских зданий с кирпичными стенами Su=15см,

S=14,0см ( Su= 15см, условие удовлетворяется, следовательно, полная

осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Расчет осадок свайных фундаментов. Сечение 3-3

Расчет осадок свайных фундаментов выполняют для условного фундамента.

Осадки фундаментов из отдельных кустов свай рассчитывают методом послойного

элементарного суммирования, осадки фундаментов в виде свайных полей шириной

b(10м определяют методом линейно-деформируемого слоя конечной толщиной.

Рср=N0II+GpII+GсвII+GrII = 1518,13+172,75+44,84*1,1+414,6 = 259,9кН;

Аусл

8,29

Pср=0,259МПа, природное давление Находим значения эпюры вертикальных

напряжений от действия собственного веса грунта и вспомогательной 0,2(zg:

1) на подошве фундамента:

(zg0=0,017*1,85+4,5*0,0187+0,02*2,7=0,169; 0,2(zg= 0,0338;

2) на подошве 5 слоя:

(zg5= 0,169+0,02*1,5+0,0195*5,7+0,02*3,8=0,386; 0,2(zg1=

0,077;

. Определим дополнительное давление по подошве фундамента от нагрузок

Ро=Рср- (zg0 =0,259-0,169 = 0,091 МПа

Задаемся соотношением ( = 0,4 тогда высота элементарного слоя

грунта

Z1=(*в/2 = 0,4*6,91/2 =1,38м;

Условие Z1=1,38м (0,4в = 0,4*6,91 = 2,76м удовлетворяется с

большим запасом.

Табл.10

|Наименование слоя |Глубина |Мощност|Е,МПа |Z, м |(=2Z/в |( |(zp=(хР|

|грунта |от |ь слоя,| | | | |0,МПа |

| |поверхно|м | | | | | |

| |сти, м | | | | | | |

|1) Чернозем |1,85 |1,85 |4 |- |- |- |- |

|2)суглинок желтый |6,35 |4,5 |11 |- |- |- |- |

|тугопластичный, | | | | | | | |

|непросадочный | | | | | | | |

|3)глина бурая |9,05 |2,7 |16 |- |- |- |- |

|тугопластичная, | | | | | | | |

|непросадочная | | | | | | | |

| |10,55 |1,5 |16 |0,00 |0,00 |1,00 |0,091 |

| | | | |1,40 |0,405 |0,976 |0,089 |

|4)супесь средней | 16,25 |5,7 |3 |2,80 |0,81 |0,88 |0,08 |

|плотности, | | | |4,20 |1,22 |0,75 |0,068 |

|непросадочная | | | |5,60 |1,62 |0,64 |0,058 |

| | | | |7,00 |2,03 |0,54 |0,049 |

| | | | |8,40 |2,43 |0,473 |0,043 |

|5)песок |20,02 |3,8 |33 |9,80 |2,84 |0,41 |0,037 |

|средний,средней | | | |11,20 |3,24 |0,37 |0,034 |

|плотности. | | | |12,60 |3,65 |0,33 |0,03 |

Вычисляем осадку фундамента:

S= ( ((((g+((р(i+1)) х hi , где

2 Еi

(- коофициент, зависящий от коофициента (;

(((g+((р(i+1))/2 – среднее напряжение в i-ом слое;

hi - высота i-ом слоя грунта;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта;

S= 0,8*1,4 * (0,091+0,089+ 0,089+0,08)+0,8*1,4* ( 0,08+0,068+

0,068+0,058+ 0,058+

16 2 2 3 2

2

0,049+0,049+0,043+0,043+0,037 )+0,8*1,4*( 0,037+0,034+

0,034+0,03)=0,117м=11,7 см.

2 2 2 33 2 2

По табл.4,3 для гражданских зданий с кирпичными стенами

Su=15см, S=11,7см ( Su= 15см, условие удовлетворяется, следовательно,

полная осадка фундамента не превышает предельно допустимой.

Заключение

По данным инженерно-геологических изысканий грунты имеют

слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Все они могут

служить естественным основанием.

Согласно расчету и технико-экономическому сравнению вариантов

фундамента предпочтение отдано свайному фундаменту, а не фундаменту мелкого

заложения.

Допускаемая нагрузка на оснавание 1768,1кН.

Отмостка вокруг здания выполнена шириной 0,9м из асфальта,

уплотненного по щебню.

Литература

1. “Основания и фундаменты”. Учебник для строительныхспециальных вузов

–2-е издание, переработанное и дополненное.-М., Высш. шк., 1998. Берлинов

Н.В.

2. “Проектирование оснований и фундаментов(основы теории и примеры

расчета)”, Учебное пособие для вузов-3-е издание,перераб.,и доп.. Веселов

В.А.-М., Стройиздат.,1990г.

3.Методические указания

4. СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”,-

М.,Стройиздат,1985г.

Страницы: 1, 2