Строительные конструкции, Выбор фундаментов - Архитектура и строительство
Выбор фундаментов
Проектирование оснований и фундаментов заключается в выборе основания, типа, конструкции и основных размеров фундамента в совместном расчете основания и фундамента как одной из частей сооружения. Проектирование производится по данным инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, данным о климатических условиях района строительства с учетом местных условий.
За основание принимают массив грунта, на котором возводят сооружение. Если для оснований используют грунты в условиях природного залегания или после несложной предварительной подготовки, их называют естественными основаниями.
Грунты - раздробленные горные породы, состоящие из отдельных минеральных частиц различной формы и крупности, пустоты между которыми заполнены водой (раствором) или газом.
Фундамент - подземная часть здания, расположенная ниже поверхности земли, которая воспринимает нагрузку от надземной части и передает ее на основание.
Поверхность опирания фундамента на основание называется его подошвой, а расстояние от спланированной отметки земли до подошвы - глубиной заложения. Границу между фундаментом и опирающей конструкцией и границы между отдельными уступами называют обрезами.
В зависимости от геологического строения основание состоит из одного или нескольких слоев грунта и, соответственно, называется однородным или слоистым. Верхний пласт слоистого основания, на котором непосредственно расположен фундамент, называют несущим, а пласты, расположенные ниже - подстилающими слоями.
Основание, фундамент и наземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформация и устойчивость грунтов основания зависят от особенности приложения нагрузки, размеров и конструкции фундамента и всего сооружения. Основные размеры конструкции фундамента назначаются в зависимости от геологического строения строительной площадки, сжимаемости грунтов, а так же от давления, которое грунты могут воспринять.
Основной расчет производят по деформациям основания зданий и сооружений. В зависимости от угла внутреннего трения, удельного сцепления и модуля деформации, а так же по допускаемому давлению на грунт.
Глубина заложения фундаментов определяется с учетом:
- - назначения, конструктивных особенностей здания или сооружения (наличия подвалов, подземных коммуникаций. Фундаментов под оборудование и др. ); - глубины заложения примыкающих фундаментов рядом расположенных зданий и сооружений; - глубины сезонного промерзания грунтов; - СНиП 2.02.01-83 (выбор глубины заложения подошвы фундамента, назначения, типа и вида фундамента, определение расчетного сопротивления грунта основания, проверка среднего давления под подошвой); - расчет осадки фундамента.
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
Площадка строительства находится в сельской местности пензенской области. Инженерно-геологические условия площадки строительства выявлены бурением пяти скважин на глубину 13-14 м. При бурении вскрыто следующее напластование грунтов (сверху вниз):
Слой 1 - насыпной ( мощность пласта 0,5 м);
Слой 2 - суглинки (мощность пласта 6,0 м);
Слой 3 - супеси (мощность пласта 10,0 м).
Подземные воды наблюдаются на глубине 11,5 м от дневной поверхности. Глубина сезонного промерзания - 1,5м.
Физико-механические характеристики слоев грунта с исходными данными инженерно-геологических изысканий приведены в задании.
Физико-механические характеристики грунтов
Суглинок
- коэффициент пористости:
; , (2.1)
Где - плотность частиц сухого грунта;
- плотность частиц грунта;
- влажность грунта.
- коэффициент относительной сжимаемости:
; , (2.2)
Где - коэффициент относительной сжимаемости.
- модуль деформации:
; ; (2.3)
- степень влажности:
; ; (2.4)
Где - удельный вес сухого грунта;
- удельный вес воды.
- показатель текучести:
; , (2.5)
Где - влажность на границе раскатывания;
- влажность на границе текучести.
При суглинки относятся к категории текучепластичных.
Супесь
- коэффициент пористости:
; (2.1)
- коэффициент относительной сжимаемости:
; (2.2)
- модуль деформации:
; (2.3)
- степень влажности:
; (2.4)
- показатель текучести:
. (2.5)
При 0<<1 супеси относятся к категории пластичных. Супеси являются насыщенными водой.
Оценка конструктивных особенностей здания и характера нагрузок
Фундамент рассчитываем для наиболее характерного участка здания банка - наружной стены. На плане первого этажа указываем основные несущие конструкции подземной части и определяем расчетные нагрузки, действующие в уровне обреза фундамента.
Расчетные величины действующих нагрузок определяются как произведение нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке, которые должны соответствовать рассматриваемому предельному состоянию и учитывать возможные отклонения нагрузок в благоприятную сторону от нормативных значений.
Нагрузки и воздействия на основание, передаваемые фундаментом здания, должны устанавливаться расчетом, исходя из рассмотрения совместной работы здания и основания или фундамента и основания, и приниматься с учетом требований СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия".
В большинстве случаев расчет совместной работы надземной конструкции, фундамента и основания достаточно сложен, в связи с чем нагрузку на фундаменты определяют отдельно. При этом учитываются нагрузки, которые возникают при строительстве и эксплуатации зданий.
При проектировании фундаментов необходимо иметь в виду, что расчет оснований по деформациям должен производиться на расчетное сочетание нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке. При расчете оснований зданий и сооружений по первой группе предельных состояний (несущей способности) принимается: металлические конструкции ; бетонные конструкции ; железобетонные, каменные, деревянные ; крановая нагрузка ; снеговая и ветровая нагрузка.
Нормативные значения равномерно распределенных временных нагрузок на плиты перекрытий, лестницы и полы на грунтах приведены в СНиП 2.01.07
Нагрузки сечения 1-1:
Грузовая площадь:
Постоянные нагрузки:
Нагрузка от собственного веса стены:
(2.6)
Нагрузка от собственного веса плит перекрытия:
(2.7)
От собственного веса крыши:
(2.8)
Нагрузка от собственного веса перегородок:
(2.9)
Временные нагрузки:
Полезная нагрузка на этаж:
(2.10)
Нагрузка от веса снегового покрова:
(2.11)
Итого: (2.12)
Проектирование фундаментов мелкого заложения
Согласно заданию принимаем фундамент мелкого заложения. Здание банка имеет подвал. В основании фундаментов запроектированы сборные железобетонные плиты. Стены фундаментов - сборные ж/б блоки по ГОСТ 17.98-79. Отметка низа сборного фундамента находится на высоте -3,620 м.
Фундаменты мелкого заложения проектируются, как правило, по второй группе предельных состояний (по деформациям). Расчет фундаментов и их оснований по деформациям должен производиться на основные сочетания расчетных нагрузок, , с коэффициентами надежности, равными единице.
Предварительные размеры подошвы фундамента вычисляются на основе сравнения среднего давления под подошвой фундамента и расчетного сопротивления грунта основания:
, (2.13)
Где Р - давление под подошвой фундамента;
R - расчетное сопротивление грунта основания, контактирующего с подошвой фундамента.
Затем определяется величина расчетной осадки, которая сопоставляется с предельно допустимой, для данного типа здания:
, (2.14)
Где S - расчетная величина осадки;
S - предельно допустимая осадка.
Расчет осадки выполняется методом послойного суммирования.
Рассчитываем фундамент на естественном основании под наружную стену здания банка. Максимальная нагрузка по обрезу фундамента для расчета по деформациям =158,54 кН. Основанием служат суглинки с мощностью слоя 6,0 м. Подстилающий слой - супесь.
Стены несущие кирпичные. Принимаем непрерывный (ленточный) фундамент из железобетонных подушек и бетонных блоков (рис. 2.1).
Рис. 2.1 Расчетная схема ленточного фундамента
Назначаем глубину заложения фундамента в соответствии с требованиями [ , пп. 2.25 - 2.33].
Расчетная глубина сезонного промерзания определяется по формуле:
(2.15)
[ , табл. 1];
.
Учитывая конструктивные особенности здания назначаем отметку подошвы фундамента -3,620 м.
Определяем ширину подошвы фундамента из условия, чтобы среднее давление под его подошвой Р не превышало расчетного сопротивления грунта основания R.
Назначаем в первом приближении ширину подошвы фундамента.
Определяем расчетное сопротивление грунта основания по [ , формула 7]:
; (2.16)
Где и - коэффициенты условий работы, принимаемые по [ , табл. 3].
;
;
- коэффициенты, принимаемые по [ ,табл. 4], при ;
- ширина подошвы фундамента;
- среднее значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента;
- среднее значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
- глубина заложения фундамента в здании с подвалом.
,
(2.17)
;
Определяем примерную площадь подошвы на 1м фундамента, принимая среднее расчетное значение удельного веса фундамента и грунта при наличии подвала.
. (2.18)
Принимаем фундаментную подушку
Среднее давление под подошвой фундамента
(2.19)
206,15 > 198,78 ()
Расчет деформации основания фундамента
Деформации грунтов основания под нагрузкой происходят главным образом в результате перемещения и перегруппировки минеральных частиц, вызывающих сжатие и сдвиг грунтов. Сами частицы и воду в порах считают недеформируемыми. Вертикальные деформации естественных оснований могут происходить за счет осадки и просадки грунтов.
Осадка происходит при небольших, близких к вертикальным перемещениям частиц - сжатии грунта.
Расчетную осадку определяют методом послойного суммирования осадок отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи основания. Осадка этим методом находится приближенно только от вертикальных напряжений. Толщу грунта ниже подошвы фундамента делят на элементарные слои. Расчетную осадку определяем на ЭВМ по учебной программе "OSADKA".
Совместная деформация основания и сооружения меньше предельного значения.
Похожие статьи
-
Особенности проектирования строительных конструкций, Расчет фундамента - Индивидуальный жилой дом
Расчет ширины подушки ленточного фундамента под наружную несущую кирпичную стену проектируемого жилого дома, расчет и конструирование подушки ленточного...
-
Фундаментом называется подземная часть здания, воспринимающая всю нагрузку от здания и передающая эту нагрузку на основание. Фундаменты работают в...
-
Выбор типа, материала и конструкции свай Принимаем сваю железобетонную с ненапрягаемой арматурой, забивную, форма поперечного сечения - квадрат со...
-
К фундаментам мелкого заложения относятся: ленточные, столбчатые, плитные и др. Их назначение - передача нагрузки от сооружения на естественные или...
-
Выбор глубины заложения фундамента По инженерно-геологическим условиям глубина заложения определяется необходимостью прорезки насыпного слоя и...
-
Рекомендации по выбору фундаментов - Строительство и архитектура
В результате технико-экономического анализа конструктивных решений фундаментов получены следующие рекомендации по выбору типа фундаментов в зависимости...
-
Сплошные и свайные фундаменты - Строительство и архитектура
Сплошные фундаменты применяют при строительстве на слабых и неоднородных грунтах, при больших нагрузках, передаваемых на основание при строительстве...
-
Конструктивные решения сборных элементов лестниц Лестницы разделяются на главные и вспомогательные, а по количеству маршей в пределах одного этажа...
-
Галерейные жилые дома, Основания. Характеристики грунтов оснований - Строительство и архитектура
Галерейные жилые дома по планировке отличаются от коридорных тем, что входы в квартиры в таких домах устраиваются с поэтажных открытых коридоров-галерей,...
-
Проект жилого 9-и этажного кирпичного здания с размерами в осях 12,0 м х 22,5 м и высотой 29 м. Под зданием запроектирован технический этаж. В надземных...
-
Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования согласно СНиП 2.02.01, который позволяет учесть неоднородность основания,...
-
Основанием для расчета состава персонала строительства является график движения рабочей силы для максимально загруженной смены. Общая численность...
-
Марки стали для строительных конструкций Выбор стали производиться по нормам созданных на основе конструктивного проектирования по вариантам и...
-
Железобетонный усиленный ленточный фундамент: При большой толще слабых грунтов для предотвращения значительных неравномерных осадок естественных...
-
Строительные приемы и конструкции - Готическая архитектура
Самым выдающимся техническим достижением эпохи является конструкция готического базиликального храма. Как уже отмечалось, эволюция романского храма шла...
-
Фундамент строительный вокзал осадка Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов НОМЕР ГРУНТА НАИМЕНОВАНИЕ ГРУНТА УДЕЛЬНЫЙ ВЕС, г, кН/м...
-
Расчетная глубина промерзания грунта Нормативная глубина промерзания определяется по формуле: Где: - условная глубина промерзания (СП 22.13330.2011),...
-
Проектирование фундамента на естественном основании Выбор и обоснование глубины заложения фундамента Глубина заложения фундамента зависит в основном от...
-
Принцип проектирования оснований по предельным состояниям взамен принятого по допускаемым давлениям, исходя из условий совместной работы всей конструкции...
-
ДК. Предельным состоянием называется такое состояние конструкций, за пределами которой дальнейшая эксплуатация ее не возможна. Два вида предельных...
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 dF = 1,65 м от отметки пола подвала, высота...
-
Расчет основания и фундамента по второй группе предельных состояний - это расчет по деформациям. Расчет основания и фундамента по деформациям...
-
Расчет фундамента в сечении 2-2 Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной...
-
При выбранной глубине заложения подошвы фундамента ее площадь предварительно определяется исходя из расчетов по II группе предельных состояний по...
-
Вариантное проектирование заключается в рассмотрении как минимум 2-х различных вариантов фундаментов в одном расчетном сечении с последующим...
-
Конструируем ростверк. Сваю размещаем по центру ростверка. Проверяем фактическую нагрузку на сваю. Объем бетона ростверка: ; объем грунта на ступенях: ....
-
Цель Инженерно-геологического изучения оснований промышленных, городских, транспортных и гидротехнических сооружений - Оценка деформируемости и сдвига...
-
Исходные данные: N0II=790кH, M0II=126кН, под железобетонную колонну сечением 510Ч510. Расчет производится для г. Пермь. Назначение глубины заложения...
-
ОГНЕСТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ - Пожарная безопасность в строительстве
Огнестойкость строительных конструкций является основой всей системы противопожарной защиты здания и означает их способность сопротивляться воздействию...
-
Монолитное строительство - основная технология возведения зданий. Технология, позволяющая возвести монолитные многоэтажные здания, коттеджи, сооружения...
-
Потребность в строительных конструкциях, деталях, полуфабрикатах, материалах для постройки здания находим исходя из объемов работ и построим график их...
-
Ленточные фундаменты и столбчатые фундаменты - Строительство и архитектура
Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стену-ленту под несущими и самонесущими стенами или стойками каркасов. В поперечном сечении ленточные...
-
Строительная площадка представлена слоистым напластованием, что благоприятно для строительства. Абсолютная отметка строительной площадки - 56,6м. Замена...
-
Привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки Рельеф поверхности грунта строительной площадки, представленный на рис.1, с...
-
Фундаменты, стены, каркасы, перекрытия и покрытия воспринимают нагрузку от своей массы, нагрузку от других конструкций и грузов. а также от ветра и снега...
-
Вариант - 84, Шифр - 712 Количество пролетов - 3 Район строительства - г. Луга Монтаж строительный кран стреловой ВЫБОР МЕТОДОВ ВЕДЕНИЯ РАБОТ Организация...
-
Определение нагрузок - Архитектура и строительство
Собственный нормативный вес плиты при ; ; расчетный вес плиты ; расчетный вес крайнего пристенного ребра, расчетный вес лобового ребра(за вычетом веса...
-
Таблица. Комбинация усилий M, N и Q от колонны по оси А Случай расчета Первая Вторая Третья N M Q N M Q N M Q Основание 638,01 -204,56 -27,53 558,01...
-
Целью оценки инженерно-геологических условий площадки строительства является выбор несущего слоя естественного основания или типа искусственного...
-
Строительство фундаментов на площадке ГКС намечено осуществлять: - компрессорный цех №1 - по II принципу строительства - использование грунтов оснований...
Строительные конструкции, Выбор фундаментов - Архитектура и строительство