Содержание

1. Введение……………………………………………………………………………………………4

2. Задание на курсовой проект………………………………………………………………………5

3. Оценка сооружения и ИГУ площадки строительства………….…………………………….8

3.1 Краткая техническая характеристика здания…………………………………………………8

3.2 Характеристика площадки………..……………………………………………………………8

3.3 Климатические особенности района строительства…………………………………………16

4. Вариант фундамента мелкого заложения……………………………………………………….17

4.1 Производственный корпус…………………………………………………………………….

3.1.1 Выбор материала каркаса и типовой серии………………………………………………

3.1.2 Фундаменты…………………………………………………………………………………

3.1.3 Колонны…………………………………………………………………………………….

3.1.4 Ригели……………………………………………………………………………………….

3.1.5 Несущие элементы покрытий перекрытий………………………………………………

3.1.6 Наружные стены………………………………..................................................................

3.1.7 Перегородки………………………………….....................................................................

3.1.8 Остекление…………………………………………………………………………………

3.1.9 Ворота……………………………………………………………………………………….

3.1.10 Двери…………………………………………………………………………………….

3.1.11 Лестницы…………………………………………………………………………………

3.1.12 Лифты…………………………………………………………………………………….

3.1.13 Элементы связей………………………………………………………………………….

3.1.14 Кровля……………………………………………………………………………………..

3.1.15 Полы………………………………………………………………………………………

3.1.16 Элементы фахверка……………………………………………………………………….

3.1.17 Привязка колонн и наружных стен к координационным осям здания………………

3.1.18 Обеспечение пространственной жесткости каркаса здания………………………….

3.1.19 Наличие деформационных швов…………………………………………………………

3.1.20 Отвод воды с покрытия………………………………………………………………….

3.2 Административно-бытовой корпус…………………………………….................................

4 Отделка…………………………………………………………………………………………….

4.1 Отделка помещений цеха и вспомогательных помещений………………………………..

4.2 Отделка фасадов производственного и административно-бытового здания.......................

5 Шумы и вибрации. Воздушная среда, аэрация, освещение…….……………………………..

5.1 Воздушная среда……………………………………………………………………………..

5.2 Решение аэрации и вентиляции……………………………………………………………..

6 Архитектурно-композиционное решение .……………………………………………………………

7 Краткие сведения о санитарно-техническом и инженерном оборудовании…………………

Заключение………………………………………………………….. ……………………………..

Приложение А . Теплотехнический расчет……………………….. ……………………………..

Приложение Б.Расчет естественной освещенности………………………………………..........

Приложение В (справочное). Библиографический список……………………….. …………....

1. Введение

В курсовом проекте необходимо рассчитать и законструировать фундаменты промышленного здания.

Курсовой проект выполнен на основе СНиП, ГОСТ, справочной, технической и учебной литературы по вопросам проектирования оснований и фундаментов. Все расчеты выполнены в технической системе единиц.

В настоящее время возводятся все более высокие здания и тяжелые сооружения. Кроме того, в промышленных зданиях часто устанавливается уникальное оборудование, не допускающее сколько-нибудь ощутимых взаимных смещений. То и другое заставляет предъявлять особые требования к основаниям и фундаментам. Однако при правильном прогнозе совместной деформации грунтов и конструкции возводимого сооружения можно найти решение, обеспечивающее требуемую надежность. По этому перед специалистами стоят задачи разработки методов прогноза с требуемой точностью совместной деформации надземных конструкций и основания.

2. Задание на курсовой проект

3. Оценка сооружения и ИГУ площадки строительства.

3.1 Краткая техническая характеристика здания

Целевое назначение здания: общественное.

В плане имеет форму прямоугольника (размеры в осях 36х21 м).

Количество этажей: максимально – 7 этажей, минимально – 3 этажа. Высота этажа 4,8 м. Имеет подвальное помещение с отметкой низа – 3,6 м (размеры в осях 36х12 м).

Конструктивная система здания с полным железобетонным каркасом, состоящим из железобетонных колонн с размерами сечения 600х400 мм и железобетонных ригелей, опирающихся на консоли колонн. Сетка колонн 6000х6000 мм и 9000х6000 мм. На ригели опираются железобетонные круглопустотные плиты перекрытий толщиной 220 мм, шириной 1,5 м и длиной 6 м и 9 м. Наружные стены выполнены из легкобетонных навесных панелей толщиной 300 мм. Наружные стены подвала выполнены из цокольных панелей, внутренние стены – из бетонных панелей сплошного сечения. Подвал неотапливаемый. Кровля плоская с внутренним водостоком. Отметка пола первого этажа 0,00.

Пол по грунту представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция пола по грунту.

Согласно приложению 4 [1], для производственных зданий с полным железобетонным каркасом относительная разность осадок (S/L)_u=0,002, максимальная осадка S_{u max}=8 cм.

3.2 Характеристика площадки.

3.2.1 План площадки

План площадки см. рис.2. На заданной стройплощадке располагаем здание так, чтобы в его контур попадало не менее двух скважин. После вынесения осей здания на план определяем черные и красные отметки углов здания. Черные отметки определяем по горизонталям методом линейной интерполяции. Красную среднюю отметку спланированной площадки принимаем равной среднему арифметическому черных отметок:

Н_ср.кр.=(Ч)/4=(108,98+108,71+108,62+108)/4=108,58м.

3.2.2 Геологические разрезы

Геологические разрезы - см. рис.3,4. На них показаны границы залегания каждого слоя грунта, причем за ноль принята отметка чистого пола. По известному расстоянию между скважинами для каждого слоя вычислен уклон.

3.2.3 Описание грунтов

Слой № 1 – песок серый, пылеватый.

Коэффициент неоднородности:

Сu=d₆₀/d₁₀==0,835 < 3 – песок однородный (по п.1.1 [3]).

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W).

В данном случае _d=1,75/(1+0,25)=1,4 т/м³ < 1,6 т/м³ – недоуплотненный.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,4/2,66=0,47.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,47/(1-0,47)=0,899 – рыхлый (е>0,8) (по табл. 2.2 [3]).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,8/80=0,01 см²\кгс –среднесжимаемый. β=0,8 (по п.4.2 [2]).

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,25·2,66)/(0,899·1)=0,74 – влажный (0,5≤S_r≤0,8) (по п.2.2 [2]).

Вывод: песок однородный по составу, недоуплотненный, рыхлый, влажный, среднесжимаемый может служить естественным основанием.

Слой №2 – супесь серовато-желтая, пылеватая.

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W)

В данном случае _d=2,01/(1+0,19)=1,69 т/м³ > 1,6 т/м³ – плотная.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,69/2,7=0,37.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,37/(1-0,37)=0,59 – е<0,9.

Число пластичности J_p=W_L-W_p=0,22-0,16=0,06 – супесь (0,01<J_p<0,07) (по табл. 1[2]).

Показатель текучести J_L=(W-W_p)/J_p=(0,19-0,16)/0,06=0,5 – пластичная (0<J_L<1) (по п.2.2 [2]).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,74/160=0,005 см²\кгс –слабосжимаемая. β=0,74 (по п.4.2[2]).

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,19·2,7)/(0,59·1)=0,87 > 0,8 – насыщенная водой, непросадочная (по п.2.2 [2]).

Коэффициент просадочности , где

e_L=0,22·2,7/1=0,594

J_ss=(0,594-0,59)/(1+0,59)=0,003.

Вывод: супесь плотная, пластичная, непросадочная, с коэффициентом пористости e=0,59, насыщенная водой, слабосжимаемая может служить естественным основанием.

Слой №3 – супесь желто-бурая, пылеватая.

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W)

В данном случае _d=1,90/(1+0,15)=1,65 т/м³ > 1,6 т/м³ – плотная.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,65/2,68=0,38.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,38/(1-0,38)=0,61 – е<0,9.

Число пластичности J_p=W_L-W_p=0,19-0,12=0,07 – супесь (0,01<J_p≤0,07) (по табл. 1[2]).

Показатель текучести J_L=(W-W_p)/J_p=(0,15-0,12)/0,07=0,43 – пластичная (0<J_L<1) (по п.2.2 [2]).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,74/70=0,011 см²\кгс –слабосжимаемая. β=0,74 (по п.4.2[2]).

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,15·2,68)/(0,61·1)=0,66 – влажная (0,5≤S_r≤0,8) (по п.2.2 [2]).

Коэффициент просадочности , где

e_L=0,19·2,68/1=0,509

J_ss=(0,509-0,61)/(1+0,61)=-0,062 < J_{ss расч.}=0,1 – при 0,01 ≤ I_P < 0,1 грунт непросадочный (по табл. 3[2]).

Вывод: супесь плотная, пластичная, непросадочная, с коэффициентом пористости e=0,59, влажная, слабосжимаемая может служить естественным основанием.

Слой № 4 – Суглинок красно-бурый, легкий.

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W)

В данном случае _d=2,00/(1+0,21)=1,65 т/м³ > 1,6 т/м³ – плотный.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,65/2,69=0,39.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,39/(1-0,39)=0,64.

Число пластичности J_p=W_L-W_p=0,24-0,14=0,1 – суглинок (0,07 < I_P ≤ 0,17) (по табл. 1[2]).

Показатель текучести J_L=(W-W_p)/J_p=(0,21-0,14)/0,1=0,7 – мягкопластичный (0,5 < I_L ≤ 0,75) (по п.2.2 [2]).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,62/170=0,004 см²\кгс –слабосжимаемая. β=0,62 (по п.4.2[2]).

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,21·2,69)/(0,64·1)=0,88 > 0,8 – насыщенный водой, непросадочный (по п.2.2 [2]).

Коэффициент просадочности , где

e_L=0,24·2,69/1=0,646

J_ss=(0,646-0,64)/(1+0,64)=0,004 < J_{ss расч.}=0,17 – при 0,1 ≤ I_P < 0,14 грунт непросадочный (по табл. 3[2]).

Вывод: суглинок плотный, мягкопластичный, непросадочный, слабосжимаемый может служить естественным основанием.

3.2.4 Наличие слабого подстилающего слоя

Представление о прочности грунта дает величина его расчетного сопротивления, вычисленная по формуле 7[1]:

R=(_c1·_c2)/k·(M_·k_z·b·_п+M_q·d₁·_п'+(M_q-1)·d_b·_п'+M_c·c_п) , (1)

где _с1 и _с2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3[1];

k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения 1[1].

В данном случае все эти коэффициенты равны единице.

M_, M_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по таблице 4[1];

b - ширина подошвы фундамента, м;

_п - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, тс/м³;

k_z - коэффициент, при b<10 м принимаемый равным единице;

_п' - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, тс/м³;

с_п - расчетное значение удельного сцепления грунта, непосредственно залегающего под подошвой фундамента;

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

d₁=h_s+h_cf·_cf/_п , где

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, тс/м³;

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м.

Необходимые данные для скважины №3:

₁=1,75 т/м³ М_1=0,84

h₁=1,5 м М_q1=4,37

₁=26º М_с1=6,90

c₁=0,1 т/м²

₂=2,01 т/м³ М_2=0,72

h₂=5,5 м М_q2=3,87

₂=24º М_с2=6,45

с₂=0,6 т/м²

₃=1,90 т/м³ М _3=0,56

h₃=2,0 м М_q3=3,24

₃=21º М _с3=5,84

c₃=0,3 т/м²

₄=2,00 т/м³ М _4=0,72

h₄=6,0 м М_q4=3,87

₄=24º М _с4=6,45

c₄=3,1 т/м²

Для первого рассматриваемого слоя – песок серый, пылеватый - выше точки 1 - формула (1) примет вид:

R₁=M_1·₂+M_q1·h₁·₁+M_c1·c₁,

R₁=0,84·2,01+4,37·1,5·1,75+6,90·0,1=13,851 тс/м²

Для второго рассматриваемого слоя - супеси серовато-желтой, пылеватой - ниже точки 1 формула (1) будет иметь вид:

R₂=M_2·₂+M_q2·h₁·₁+M_c2·c₂,

R₂=0,72·2,01+3,87·1,5·1,75+6,45·0,6=15,476 тс/м²

Для второго рассматриваемого слоя - супеси серовато-желтой, пылеватой - выше точки 2 формула (1) примет вид:

R₃=M_2·₃+M_q2·(h₁+h₂)·(₁h₁+₂h₂)/(h₁ + h₂)+M_c2·c₂,

R₃=0,72·1,9+3,87·(1,75·1,5+2,01·5,5)+6,45·0,6=58,18 т/м²

Для третьего рассматриваемого слоя – супеси желто-бурой, легкой - ниже точки 2 формула (1) примет вид:

R₄=M_3·₃+M_q3·(₁h₁+₂h₂)+ M_c3·c₃,

R₄=0,56·1,9+3,24·(1,75·1,5+2,01·5,5)+5,84·0,3=47,139 т/м²

Для третьего рассматриваемого слоя – суглинка красно-бурого, легкого - выше точки 3 формула (1) примет вид:

R₅=M_3·₄+M_q3·(h₁+h₂+h₃)·(₁h₁+₂h₂+₃h₃)/(h₁+h₂+h₃)+M_c3·c₃,

R₅=0,56·2,00+3,24·(1,75·1,5+2,01·5,5+1,90·2,0)+5,84·0,3=59,507 т/м²

Для четвертого рассматриваемого слоя – суглинка красно-бурого, легкого - ниже точки 3 формула (1) примет вид:

R₆=M_4·₄+M_q4·(h₁+h₂+h₃)·(₁h₁+₂h₂+₃h₃)/(h₁+h₂+h₃)+M_c4·c₄,

R₆=0,72·2,00+3,87·(1,75·1,5+2,01·5,5+1,90·2,0)+6,45·3,1=59,803 т/м²

3.2.5 Общая оценка строительной площадки

Стройплощадка находится в городе Вологда. Размеры площадки 50х60м.

На площадке пробурено 5 скважин глубиной 15,00-15,40м. Рельеф спокойный (уклон до 10%).

Напластование слоистое.

Обнаруженные геологами слои имеют следующую толщину:

-песок серый, пылеватый, однородный по составу, недоуплотненный, рыхлый, влажный, среднесжимаемый может служить естественным основанием – 0,40-3,80 м;

-супесь серовато-желтая, пылеватая, плотная, пластичная, непросадочная, с коэффициентом пористости e=0,59, насыщенная водой, слабосжимаемая может служить естественным основанием – 4,90-6,30 м;

-супесь желто-бурая, легкая, плотная, пластичная, непросадочная, с коэффициентом пористости e=0,61, влажная, слабосжимаемая может служить естественным основанием – 2,00-6,00 м;

-суглинок красно-бурый, легкий, плотный, мягкопластичный, непросадоч-ный, слабосжимаемый может служить естественным основанием – 2,00-6,00 м;

С отметки 104,00-104,20 обнаружена подземная вода, неагрессивная.

2-й слой слабый по отношению к 1, 3-й слой слабый по отношению ко 2.

3.3 Климатические особенности района строительства

Согласно п.2.26 [1], нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин промерзания грунтов за период не менее 10 лет на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

В данном случае из-за отсутствия данных многолетних наблюдений нормативная глубина сезонного промерзания определяется по формуле 2 [1]:

d_fn=d₀·M_t , где

М_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных температур за зиму (по табл. 3 [10]);

d₀ - величина, принимаемая для песка равной 0,28 (по п.2.27 [1]).

В данном случае М_t=12,6+11,6+5,9+3,5+8,9=42,5º

d_fn=0,28·42,5 =1,83 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания определяется по формуле 3 [1]:

d_f=k_h·d_fn , где

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения k_h=0,5 (по табл. 1[1]).

d_f=0,5·1,83=0,915 м.