Расчёт и конструирование фундамента
Методика определения эквивалентного ветрового напряжения. Нагружение линии влияния реакции колонны крановой нагрузкой. Вычисление усилий, действующих на обрезе фундамента. Расчетное сопротивление грунта. Проверка прочности слабого подстилающего слоя.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.01.2016 |
Размер файла | 188,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Введение
Курсовой проект разработан в соответствии с заданием и представляет собой расчёт и конструирование фундамента. Проект состоит из пояснительной записки и графической части. Графическая часть разработана на 1-м листе А1.Проект включает подбор для заданного промышленного здания столбчатый фундамент мелкого заложения и свайный фундамент, выбор наиболее экономичного варианта фундамента и подбор для него арматурного каркаса. Целью курсового проекта является закрепление и углубление теоретических знания, полученных при изучении дисциплины «Основания и фундаменты».
Исходные данные:
1. Тип здания 2.
2. Высота этажа - 13 м.
3. Количество этажей -1.
4. Грузоподъёмность крана Q=50 т.
5. Высота подвального помещения - м.
6. Район строительства - г. Воронеж.
7. Пролёт здания - L=18 м.
8. Шаг колон - В=6 м.
Рис. 1. Схема здания
Конструкция здания:
Сечение ж/б колонн крайнего ряда подкрановой части -1300Ч400 мм, надкрановой - 500Ч400 мм, высота подкрановой части 8,4 м, надкрановой -5,1 м.
Сечение ж/б колонн среднего ряда подкрановой части -1800Ч400 мм, надкрановой - 700Ч400 мм, высота подкрановой части 8,4м, надкрановой -5,1 м.
Навесные керамзитобетонные панели - длинна 12 м, толщина 200 мм.
Высота стен 15,5 м.
Несущая часть покрытия -ферма с параллельными поясами: пролёт 18 м, шаг стоек 6м, высота- 2,4 м. Вес фермы 15 т.
Ребристые плиты перекрытий6Ч3 м - вес 1,5 кН/м2.
Подкрановая балка - высота 1,0 м.
1. Расчёт и проектирование фундаментов мелкого заложения
1. Сбор нагрузок на фундамент.
Нагрузки по сечению 3-3.
Рис. 1. Грузовая площадь
Грузовая площадь 54 м2
Таблица 1
Высота, м |
Коэффициент для типов местности |
|||
А |
В |
С |
||
5 |
0,75 |
0,5 |
0,4 |
|
10 |
1,0 |
0,65 |
0,4 |
|
20 |
1,25 |
0,85 |
0,55 |
|
40 |
1,5 |
1,1 |
0,8 |
|
60 |
1,7 |
1,3 |
1,0 |
|
80 |
1,85 |
1,45 |
1,15 |
|
100 |
2,0 |
1,6 |
1,25 |
|
150 |
2,25 |
1,9 |
1,55 |
|
200 |
2,45 |
2,1 |
1,8 |
|
250 |
2,65 |
2,3 |
2,0 |
|
300 |
2,75 |
2,5 |
2,2 |
|
350 |
2,75 |
2,75 |
2,35 |
|
480 |
2,75 |
2,75 |
2,75 |
Определение эквивалентной ветровой нагрузки.
За эквивалентную принимаем равномерно распределённую нагрузку, распределённую от обреза фундамента до низа конструкций покрытия (фермы).
Таблица 2. Действующая ветровая нагрузка
Z,м |
k |
Wнав, кН/м |
Wзав, кН/м |
|
0 |
0,5 |
1,01 |
0,76 |
|
5 |
0,5 |
1,01 |
0,76 |
|
10 |
0,65 |
1,31 |
0,98 |
|
13 |
0,71 |
1,43 |
1,07 |
|
16,00 |
0,77 |
1,55 |
1,16 |
|
20 |
0,85 |
1,71 |
1,29 |
,
=>
Всю нагрузку действующую на уровне фермы и выше заменяю сосредоточенной силой, действующей в уровне нижнего пояса фермы.
(по интерполяции).
Всю нагрузку действующую на уровне фермы и выше заменяю сосредоточенной силой, действующей в уровне нижнего пояса фермы.
W=W1+W2=7,9 Кн
Fнав= Wнав Н = 1,35*13= 17,6 kH
Fзав = Wзав Н = 1,01*13= 13,2 kH
Снеговая нагрузка:
s=s0м
По заданию город строительства - Воронеж, он находится в III зоне и s0=1,8 кПа.
Нагрузка от 2-х кранов в одном пролёте:
Коэффициент сочетания ш=0,85
Коэффициент надёжности по нагрузке гf =1,2
СП «Нагрузки и воздействия» 20.13330.2011 (пункт 9)
Максимальное давление колеса крана кН,
Минимальное давление колеса:
;
Ширина В = 6860 мм,
Высота H=3150 мм,
Вес тележки кН.
Вес крана с тележкой кН.
Рис. 2. Нагружение линии влияния реакции колонны крановой нагрузкой
380?(1+0,79+0,067)0,85*1,2=720 кН
103?(1+0,79+0,067)0,85*1,2=194 кН
Горизонтальная нагрузка при торможении крана:
15,6?(1+0,79+0,067)0,85*1,2 =27 кН
(металлические конструкции, учебник, кудишин-беленя)
Таблица 3. Нормативные и расчетные вертикальные нагрузки, действующие на фундамент под колонной крайнего ряда (сечение 1-1)
Вид нагрузки |
Нормативная, NII, кН |
гf |
Расчётная, NI, кН |
|
Постоянная: |
||||
а) от покрытия - защитный слой гравия на мастике 0,4?54 |
21,6 |
1,3 |
28,1 |
|
б) трёхслойный рубероидный ковёр 0,12?54 |
6,48 |
1,2 |
7,8 |
|
в) асфальтобетонная стяжка t=20мм (г=20 кН/м3) 0,4?54 |
21,6 |
1,3 |
28,1 |
|
г) утеплитель пенобетон t=12см (г=4 кН/м3) 0,48?54 |
25,9 |
1,2 |
31,1 |
|
д) пароизоляция - 2 слоя пергамина на мастике 0,1?54 |
5,4 |
1,2 |
6,5 |
|
е) ребристые панели (6Ч3Ч0,45) 1,5?54 |
81 |
1,1 |
89,1 |
|
ж) собственный вес фермы 180/2 |
90 |
1,1 |
99 |
|
Всего |
252,0 |
289,6 |
||
з) собственный вес керамзитобетонных стеновых (г=10 кН/м3), цокольных и фундаментной балки 0,2?6?10?(16-6)+0,52?6?0,4?25 |
151,2 |
1,2 |
181,44 |
|
и) вес заполнений оконных проемов 0,5?6?6 |
18 |
1,1 |
19,8 |
|
к) собственный вес колонны ((0,4•0,5•4,4)+(13-4,4)(0,4•1,3)+1,8•0,4•1,5-(0,5•0,4•0,5•0,7))•25 |
159,1 |
1,1 |
175,0 |
|
л) вес кранового пути 1,5?6+2,67?6 |
25,0 |
1,05 |
26,3 |
|
Всего |
353,3 |
402,5 |
||
Всего постоянной нагрузки |
605,3 |
692,1 |
||
Временная: |
||||
Длительная |
||||
Снеговая 1,8?0,7?0,3?54 СП «Нагрузки и воздействия» 20.13330.2011 (пункт 10) |
20,4 |
|||
Кратковременная |
||||
Снеговая 1,8?54 |
97,2 |
|||
Всего |
625,7 |
789,3 |
2. Определение усилий, действующих на столбчатый фундамент
Рис. 3. Схема передачи нагрузки на фундамент через колонну
Таблица 4. Определение усилий, действующих на обрезе фундамента
Нагрузка |
Обозначение |
Коэффициент сочетаний |
Значение |
||
II гр. |
I гр. |
||||
Вертикальная: |
|||||
1. От покрытия |
Gпокр |
1 |
252,0 |
289,6 |
|
2. От снега (кратковременная) |
Gснег |
0,9 |
87,5 |
||
От снега (длительная) |
0,95 |
19,4 |
|||
3. Стеновые панели, фундаментные балки и оконные заполнения |
Gп |
1 |
169,2 |
201,2 |
|
4. Колонны |
Gкол |
1 |
159,05 |
175,0 |
|
5. Подкрановый путь |
Gб |
1 |
25,0 |
26,3 |
|
6. Вертикальное давление |
Dкmax |
1 |
599,7 |
720 |
|
Dкmin |
1 |
161,8 |
194 |
||
(г=1,2) |
|||||
Суммарное значение вертикальной нагрузки |
Fv |
||||
Кран слева |
Gпокр+ Gснег+ Gп+ Gкол+ Gб+ Dкmax |
1224,4 |
1499,2 |
||
Кран справа |
Gпокр+ Gснег+ Gп+ Gкол+ Gб+ Dкmin |
786,4 |
973,7 |
||
Горизонтальная: |
|||||
Ветровая от шатра |
W |
0,9 |
5,0 |
7,0 |
|
Ветровая от стен |
FW (нав) |
0,9 |
11,3 |
15,8 |
|
FW (зав) |
0,9 |
8,5 (г=1,4) |
11,9 |
||
Тормозная от крана |
Т |
1 |
24,5 (г=1,2) |
27,0 |
|
1. +T+W+ FW(нав) |
40,9 |
49,9 |
|||
2. +T -W- FW(зав) |
11,0 |
8,1 |
|||
3. -T +W+ FW(нав) |
-8,2 |
-4,1 |
|||
4. -T -W- FW(зав) |
-38,1 |
-45,9 |
|||
Момент: |
|||||
1. Момент от стеновых панелей и фундаментной балки(е=0,75 м) |
-Mп |
126,9 |
150,9 |
||
2.Момент от FW (е=6,5+1,8 м) |
MW(нав) |
73,5 |
102,9 |
||
MW(зав) |
55,1 |
77,2 |
|||
3.Момент от шатра (е=13 +1,8 м) |
|||||
+/-MW |
28,1 |
39,3 |
|||
4.Момент от нагрузки при торможении крана (е=9,8м) |
+/-МТ |
240 |
265 |
||
5.Момент от вертикальной крановой нагрузки и подкранового пути(е=0,6м) |
МD(max) |
359,8 |
431,8 |
||
МD(min) |
97,1 |
116,5 |
Таблица. 5. Сочетание нагрузок
Сочетание |
Обозначение |
Значение |
|||
II гр. |
I гр. |
||||
1. Ветровая (с наветренной стороны), кран у колонны |
W> |
Fv |
1224,4 |
1499,2 |
|
T< |
Fh |
-8,2 |
-4,1 |
||
Dкmax |
M |
-131,4 |
-210,9 |
||
2. Ветровая (с заветренной стороны), кран у колонны |
W< |
Fv |
1224,4 |
1499,2 |
|
T< |
Fh |
-38,1 |
-45,9 |
||
Dкmax |
M |
128,2 |
152,5 |
||
3. Ветровая (с наветренной стороны), кран не у колонны |
W> |
Fv |
786,4 |
973,7 |
|
T> |
Fh |
40,9 |
49,9 |
||
Dкmin |
M |
-349,6 |
-424,6 |
||
4. Ветровая (с заветренной стороны), кран не у колонны |
W< |
Fv |
786,4 |
973,7 |
|
T> |
Fh |
11,0 |
8,1 |
||
Dкmin |
M |
-90,1 |
-61,3 |
Наиболее нагружено 1-е сочетание и 3-е
Средняя колонна:
Снеговая нагрузка s=s0м
По заданию город строительства - Воронеж, он находится в III зоне и s0=1,8кПа.
Грузовая площадь - 108 м2
Таблица 6. Нормативные и расчетные вертикальные нагрузки, действующие на фундамент под колонной среднего ряда (сечение 2-2)
Вид нагрузки |
Нормативная, NII, кН |
гf |
Расчётная, NI, кН |
|
Постоянная: |
||||
а) от покрытия - защитный слой гравия на мастике 0,4?108 |
43,2 |
1,3 |
56,2 |
|
б) трёхслойный рубероидный ковёр 0,12?108 |
12,96 |
1,2 |
15,6 |
|
в) асфальтобетонная стяжка t=20мм (г=20 кН/м3) 0,4?108 |
43,2 |
1,3 |
56,2 |
|
г) утеплитель пенобетон t=12см (г=4 кН/м3) 0,48?108 |
51,8 |
1,2 |
62,2 |
|
д) пароизоляция - 2 слоя пергамина на мастике 0,1?108 |
10,8 |
1,2 |
13,0 |
|
е) ребристые панели (12Ч3Ч0,45) 1,5?108 |
162 |
1,1 |
178,2 |
|
ж) собственный вес фермы 180 |
180 |
1,1 |
198 |
|
Всего |
504,0 |
579,2 |
||
к) собственный вес колонны ((0,6•0,5•4,4)+(13-4,4)(0,5•1,8)+2,4•0,5•1,5-(0,3•0,4•0,7))•25 |
268,9 |
1,1 |
295,8 |
|
л) вес кранового пути (1,5?6+2,67?6)2 |
50,0 |
1,05 |
52,5 |
|
Всего |
318,9 |
348,3 |
||
Всего постоянной нагрузки |
822,9 |
927,5 |
||
Временная: |
||||
Длительная |
||||
Снеговая 1,8?0,7?0,3?108 |
40,8 |
|||
Кратковременная |
||||
Снеговая 1,8?108 |
194,4 |
|||
Всего |
863,7 |
1121,9 |
Определение усилий, действующих на столбчатый фундамент.
Рис. 4. Схема передачи нагрузки на фундамент через колонну
Таблица 7. Определение усилий, действующих на обрезе фундамента
Нагрузка |
Обозначение |
Коэффициент |
Значение |
||
сочетаний |
|||||
II гр. |
I гр. |
||||
Вертикальная: |
|||||
1. От покрытия |
Gпокр |
1 |
504,0 |
579,2 |
|
2. От снега (кратковременная) |
Gснег |
0,9 |
175,0 |
||
От снега (длительная) |
0,95 |
38,8 |
175,0 |
||
3. Колонны |
Gкол |
1 |
|||
268,9 |
295,8 |
||||
5. Подкрановый путь |
Gб |
1 |
50,0 |
52,5 |
|
6. Вертикальное давление |
Dкmax |
1 |
599,7 |
719,6 |
|
Dкmin |
1 |
161,8 |
194,1 |
||
Горизонтальная: |
|||||
Ветровая от шатра |
W |
0,9 |
0,0 |
0,0 |
|
Ветровая от стен |
FW (нав) |
0,9 |
0,0 |
0,0 |
|
FW (зав) |
0,9 |
0,0 |
0,0 |
||
Тормозная от крана |
Т |
1 |
24,5 |
27,0 |
|
1. +T+W+ FW |
24,5 |
27,0 |
|||
2. +T-W- FW |
24,5 |
27,0 |
|||
3. -T +W+ FW |
-24,5 |
-27,0 |
|||
4. -T -W- FW |
-24,5 |
-27,0 |
|||
Момент: |
|||||
1.Момент от нагрузки при торможении крана (е=9,8м) |
+/-МТ |
240 |
265 |
||
2.Момент от вертикальной крановой нагрузки и подкранового пути(е=1м) |
МD(max) |
599,7 |
719,6 |
3. Определение глубины заложения фундамента
Грунт основания - суглинок тугопластичный. Температура воздуха в помещении - 18°С. Нормативная глубина промерзания для суглинка dfn=1,3 м (г. Воронеж). Коэффициент учитывающий влияние теплового режима (пол устраивается на грунте).
Расчетная глубина промерзания:
м - грунт может испытывать морозное пучение и глубина заложения подошвы должна быть не менее 0,65 м.
dw=3-0,65=2,35 м
Высота типового монолитного фундамента -1,8 м. Тогда
dw=3-1,9=1,1 м
Рис. 5. Схема фундамента
4. Определение размеров подошвы отдельно стоящего фундамента
Грунт основания - Песок, имеет характеристики:
Нагрузки на фундамент по 2-ой гр. пред. сост.: Fv=1224 кН, Fh=8,2 кН, M=131 кН•м
Так как фундамент внецентренно загружен:
м,
где кН/м - удельный вес фундамента с грунтом, d = 1,9 м - глубина заложения от уровня планировки, =1,4 - соотношение размеров подошвы.
Расчетное сопротивление грунта:
= = кПа.
Где гс1=1,2; гс2=1 (1, табл.3); k=1,1, т.к. с и ц были определены по прил.3 (1);
Mg=1,15; Mq=5,59; Mc=7,95(1, табл.4); kz=1, т.к. b<10м; d=1,9м; сII =4кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
Необходимо уточнить размеры подошвы:
м
Проверка условия:
Второе приближение:
= = кПа.
Необходимо уточнить размеры подошвы:
м
Проверка условия:
Принимаем типовой монолитный фундамент 1-я ступень 3,0Ч2,1Ч0,3 м, 2-я ступень 2,4Ч2,1Ч0,3 м
= = кПа.
Среднее давление:
кПа
Проверка краевого давления:
кПа
По 3-му сочетанию?
кПа
Условие выполняется, размеры фундамента подобраны верно.
5. Проверка прочности слабого подстилающего слоя
Поскольку ниже песка, на который опирается подошва фундамента, залегают менее прочные слои, необходима проверка подстилающего слоя.
Определим напряжения от собственного веса грунта и дополнительные напряжения на кровле проверяемого слоя.
уzg=1,9•19•0,95=34,30 кПа
уzg=34,30+1,1?19+0,4?9,86=59,1 кПа
Дополнительное давление от фундамента на основание:
уzp=бp
уzp=0,60?232=139,2 кПа
уzg + уzp=59,1+139,2=198 кПа;
Площадь условного фундамента:
Aусл=(NII)/уzp=(1224)/139,2=8,8 м2
,
a=(l-b)/2=0,45
Расчетное сопротивление подстилающего слоя:
= = кПа.
уzg + уzp =198<R=256 кПа
фундамент крановый колонна подстилающий
Условие выполняется. Принятые размеры подошвы могут быть оставлены без изменений.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Конструирование фундамента мелкого заложения. Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта. Расчет осадок фундамента мелкого заложения и свайного фундамента.
курсовая работа [188,1 K], добавлен 16.02.2016Инженерно-геологические условия строительной площадки. Проектирование фундамента мелкого заложения. Определение осадки фундамента. Расчетное сопротивление основания. Нагрузки, передаваемые на основание фундамента. Требуемая площадь подошвы фундамента.
курсовая работа [552,3 K], добавлен 10.05.2012Определение глубины заложения фундамента сооружения. Расчет осадки фундамента методами послойного суммирования и эквивалентного слоя. Проектирование свайного фундамента. Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта, конструкции и числа свай.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.11.2014Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании. Проектирование свайных фундаментов и фундаментов на искусственном основании. Проверка прочности подстилающего слоя грунта.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.06.2010Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проверка слоев грунта на наличие слабого подстилающего слоя. Расчет деформации основания фундамента.
курсовая работа [802,9 K], добавлен 02.10.2011Подбор для заданного промышленного здания столбчатого фундамента мелкого заложения и свайного фундамента. Выбор слоя грунта для возведения. Сбор нагрузок на колонны. Выбор наиболее экономичного варианта фундамента и подбор для него арматурного каркаса.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.06.2015Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Определение минимальных размеров подошвы и осадки фундамента методом послойного суммирования. Проверка несущей способности подстилающего слоя грунта. Конструирование свайного ростверка.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 11.09.2012Оценка конструктивной характеристики сооружения. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании. Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента. Полная осадка грунтов основания. Напряжение от собственного веса грунта.
контрольная работа [581,3 K], добавлен 17.12.2014Статический расчет рамы, ее компоновка. Сбор нагрузок на раму. Расчет, конструирование колонны по оси Б. Проектирование фундамента под колонну по оси Б. Сведения о материале, расчет арматуры фундамента. Расчет подколонника, конструирование фундамента.
курсовая работа [443,9 K], добавлен 21.10.2008Характеристика объекта строительства. Рельеф площадки и оценка ее инженерно-геологических условий. Определение физических свойств грунтов, расчет коэффициента пористости, консистенции, плотности. Проверка прочности подстилающего слоя и осадок фундамента.
курсовая работа [113,2 K], добавлен 13.10.2009Расчёт и конструирование жёсткого фундамента мелкого заложения на естественном основании под промежуточную опору моста. Расчёт свайного фундамента с низким жёстким ростверком. Определение расчётного сопротивления грунта, глубины заложения ростверка.
курсовая работа [267,2 K], добавлен 27.02.2015Определение глубины промерзания грунта Олонецкого района. Геологическое и гидрогеологическое строение грунта. Климатические условия района строительства. Конструкция сооружаемого здания и фундамента. Характер нагрузок, действующих на грунт основания.
контрольная работа [30,4 K], добавлен 05.10.2012Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Физико-механические свойства грунтов. Выбор глубины заложения фундамента и определение площади его подошвы. Расчетное сопротивление грунта основания. Виды и конструкция свайного ростверка.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.05.2012Формулы для расчета сопротивления грунта основания. Интенсивность вертикального бытового давления грунта на уровне подошвы фундамента. Определение угла внутреннего трения грунта и максимального модуля его деформации. Оптимальная форма подошвы фундамента.
контрольная работа [118,4 K], добавлен 14.12.2014Компоновка поперечной рамы. Определение нагрузок и усилий. Расчет колонн крайнего и среднего ряда. Расчетное сопротивление грунта. Расчет железобетонной сегментной фермы и монолитного внецентренно нагруженного фундамента под колонну крайнего ряда.
курсовая работа [755,1 K], добавлен 09.08.2012Анализ условий площадки строительства. Оценка назначения и конструктивные решения здания. Нагрузки в обрезе фундамента. Проектирование малозаглубленного железобетонного фундамента стаканного типа. Определение сечений арматуры плитной части фундамента.
курсовая работа [861,4 K], добавлен 19.02.2015Определение активного давления на подпорную стену несвязного грунта нарушенного сложения. Расчет фундамента мелкого заложения по второй группе предельных состояний. Определение глубины заложения фундамента. Расчетное давление грунта по деформациям.
курсовая работа [720,0 K], добавлен 11.04.2013Компоновка конструктивной схемы одноэтажного промышленного здания. Сбор нагрузок на поперечную раму; определение усилий в колоннах; расчёт прочности надкрановой и подкрановой частей колонны. Определение усилий в элементах стропильной фермы и фундамента.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 04.04.2012Анализ инженерно-геологических данных. Определение значения условного расчетного сопротивления грунта. Расчет фундамента мелкого заложения, свайного фундамента и его осадки. Конструирование ростверка, его приближенный вес и глубина заложения, число свай.
курсовая работа [973,6 K], добавлен 18.01.2014Компоновка сборного балочного перекрытия. Расчет и конструирование колонны среднего ряда первого этажа многоэтажного производственного здания. Определение расчетных усилий и размеров фундамента. Расчет прочности продольных рёбер по нормальным сечениям.
курсовая работа [446,7 K], добавлен 04.09.2013