Контрольная работа: Архитектура гражданских и промышленных зданий - файл n1.doc

Контрольная работа: Архитектура гражданских и промышленных зданий
скачать (1745.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1746kb.21.10.2012 17:33скачать

n1.doc

Вариант 5. Задание 3

Определить глубину заложения фундамента.
Исходные данные: отметка земли – 1,20 м

Отметка пола подвала – 2,20 м, стена наружная несущая 640 мм

Ширина фундамента плиты 1600 м

Глубина промерзания грунта 1,05 м
Ответ:

Определим глубину заложения фундамента по глубине промерзания грунта около фундаментов здания. Для этого определим нормативную глубину промерзания грунта по нормам СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта принимаем равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунта на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное начение определяется по формуле:

где безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 2.01.01 -82 «Строительная климатология и геофизика».

величина, принимаемая равной:

-для суглинков и глин – 0, 23;

- супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;

- песков гравелистых, крупных передней крупности – 0,30;

- крупнообмолочных грунтов – 0,34.

Значение для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта в м определяется по формуле

,

где нормативная глубина промерзания, определенная выше;

коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таблице 1 (методическое пособие); для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений равен 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

За отметку 0.00 принимаем пол первого этажа.

По исходным данным прочерчиваем сечение ленточного фундамента (см. Рис. 1. Приложение 1)

При этом учитываем, что под стены толщиной 640 мм применяют фундаментные блоки шириной 600 мм, высотой 580 мм (ГОСТ 13579-78). «Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия».

Отметку низа плиты перекрытия, учитывая толщину утеплителя в подвальном перекрытии, принимаем равной 0,32.

Привязку внутренней грани стены в оси принимаем наиболее часто употребляемую – 200 мм.

Произведем расчет глубины заложения по двум условиям.

По условию промерзания грунта отметка глубины заложения фундамента должна быть ниже отметки – 2,25 1,2+1,05=2,25 м.

Исходя из второго условия (конструктивные особенности здания) принимаем отметку подошвы фундамента – 2,6 м, учитывая толщину пола подвала и толщину фундаментной плиты.

2,2+0,1+0,3=2,6 м

Размер фундаментной плиты (ширина 1600 мм, высота 300 мм – ГОСТ 13580-85)

Второе условие определяет глубину заложения фундамента при монолитных фундаментах.

Окончательную глубину заложения фундамента из сборных изделий принимаем учтя размеры блоков и плит по их высоте.

Производим расчет:



Определяем привязку фундаментной плиты к разбивочной оси. Из ширины плиты вычитаем ширину блока.

1600-600=1000 мм

Делим пополам и определяем длину консолей плиты

1000 : 2 =500 мм

Определяем привязки граней к разбивочной оси

400+500=900 мм

200+500=700 мм
Вариант 6. Задание 1

Опишите типы фундаментов гражданских зданий, требования к ним, конструктивные решения различных видов фундаментов.

Ответ:

Фундаменты – подземные несущие конструкции, которые передают силовые воздействия от здания на грунт.

Фундаменты не только передают силовые воздействия от здания основа­нию, но и сами подвергаются ряду статических и динамических силовых и несиловых воздействий . К статическим силовым относятся воз­действия собственного веса конструкций здания с приходящимися на них вертикальными нагрузками, бокового давления грунта, его упругого отпо­ра и неравномерных деформаций основания; к динамическим — ветровые, сейсмические, вибрационные воздействия. При высоком уровне стояния грунтовых вод фундамент подвергается также гидростатическому давле­нию по боковой поверхности и подошве; при основании, сложенном пучинистыми грунтами, — воздействию сил пучения. К несиловым относят воз­действие грунтовых вод и растворенных в них химически агрессивных при­месей, а также переменных температур по высоте фундамента и его толщи­не (при наличии теплого подвала или подполья).

Анализ перечисленных воздействий в процессе проектирования позволя­ет найти конструктивные или строительные меры для исключения или умень­шения некоторых из них.

Например, воздействие сил пучения устраняют со­ответствующим выбором глубины наложения фундаментов; миграция грун­товой влаги через конструкцию может быть исключена или прервана введением гидроизоляционных слоев; воздействие неравномерных осадок затор-фованного грунта оснований — их заменой, горизонтальных подвижек ос­нования и вибраций — отсыпкой вертикальных пазух по внешнему обводу фундаментов амортизирующими материалами (например, шлаком) и т. п. Конструктивно неустранимые внешние силовые воздействия на фундамент определяют его работу на сжатие и изгиб. Он также подвержен воз­действиям грунтовой влаги и теплового потока, если фундамент служит ограждением теплого подвала или подполья.

Соответственно конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости и долговечности, а также общим требованиям экономичности и индуст­риальности. Согласно этим требованиям, выбирают материал фундамента, глубину заложения, конструктивный тип, форму и размеры сечений.

Материалом фундаментов служит естественный или искусственный ка­мень (бетон). Наибольшее распространение получили бетонные и железо­бетонные (сборные и монолитные) конструкции фундаментов.

Глубина заложения фундаментов назначается в зависимости от объемно-планировочного решения здания (наличие подвала, подземных коммуникаций), величины и характера нагрузок на основание, геологического строения и характера напластований отдельных видов грунтов (глубина заложения может быть несколько увеличена с прорезкой слабого слоя грунта для установки подошвы фундамента на более прочный подстилающий слой), гидрогеологических и климатических условий, опре­деляющих глубину сезонного промерзания и оттаивания грунтов.

В случаях когда объемно-планировочные и другие факторы не влияют на глубину заложения фундаментов, ее величина принимается минимальной. На нескальных и непучинистых грунтах она составляет 0,5 м для наружных стен и колонн, для внутренних стен — 0,2 м при сборной конструкции фун­даментов и 0,5 м при монолитной.

В пучинистых глинистых грунтах, мелкозернистых и пылеватых влаж­ных песчаных и илистых грунтах глубина заложения фундаментов зависит от глубины сезонного промерзания и температурного режима здания, его под­вала или подполья. Глубина заложения фундаментов наружных стен и ко­лонн отапливаемых зданий при таких грунтовых условиях принимается не менее расчетной глубины промерзания Н, внутренних опор при холод­ных подвалах и подпольях — 0,5 Н, при теплых — вне зависимости от этой величины. Для неотапливаемых зданий глубина заложения фунда­ментов наружных и внутренних опор принимается не менее Н.

Конструкции фундаментов бывают различных типов: ленточные, столбчатые, плитные (сплошные) и свайные.

Выбор типа фунда­ментов зависит от конструктивной системы зданий, величины передаваемых нагрузок, а также от несущей способности и деформативности грунтов.

Для бескаркасных зданий с несущими стенами чаще всего применяют ленточные или свайные фундаменты, для каркасных — столбчатые или свайные, для многоэтажных и высотных зданий различных конструктивных систем — плитные или свайные фундаменты. Окончательный выбор вари­анта конструкции фундамента осуществляется по результатам технико-эко­номического анализа вариантов.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную подземную стену (рис. 1.1), передающую нагрузку от наземных стен или колонн грунту через уширенную нижнюю часть — подушку и песчаную либо ще­беночную подсыпку толщиной 50—100 мм. Уширение подушки необходимо для приведения в соответствие величины дополнительного давления под подошвой фундамента несущей способности грунта, так как величина рас­четных давлений на грунт существенно меньше расчетных сопротивлений каменных или бетонных стен. Ленточный фундамент без подушек устраивает­ся только под малонагруженными стенами. Ленточные фундаменты проектируют монолитными или сборными. Монолитные ленточные фундаменты выполняют из бетона или бутобетона. Переход к уширенной подошве в бутобетонных фундаментах осуществляется уступами высотой не менее 30 см при отношении высоты уступа к. его ширине в пределах 1,25 — 1,75. Сниже­ние трудоемкости возведения монолитных фундаментов обеспечивается при­менением многократно оборачивающейся инвентарной опалубки.


Рис. 1. Ленточные фундаменты

с - фрагмент плана сборного фундамента -бетонных блоков:.сечения фундаментов; б – из монолитного бетона; в- из пустотелых бетонных блоков; г – панельного; д – сборно-монолитного; е- армирование горизонтальных швов в местах пересечения сборных стен фундамента: 1- железобетонная подушка; 2 – бетонный блок; 3 –цокольная панель; 4 – монолитный бетон (бутобетон); 5 – песчаная подушка; 6 – обмазочная гидроизоляция; 7 – армированный шов; 8 – железобетонный монолитный пояс; 9 – арматурная сетка; 10 – забетонка или заполнение кирпичом по месту; 11- горизонтальная гидроизоляция стен


Рис. 2. Столб­чатые фундамен­ты

а — фрагмент пла­на фундамен­тов. Конструкции опор; а — фунда­ментный блок ста­канного типа; в — железобетонные блоки ленточных фундаментов: г — блок-стакан и же­лезобетонные пли­ты: д— блок-ста­кан; 2 — колон­на: 3 — железобе­тонная фунда­ментная подушка: 4 — железобетон­ная плита: 5 — цо­кольная панель



При различных проектных отметках заложений фундаментов наружных и внутренних стен переход от пониженных отметок к повышенным должен быть отнесен от места пересечения стен и осуществляться уступами длиной 1 - 1,2 м, высотой не более 0,6 м.

Наиболее распространенным вариантом ленточных фундаментов являет­ся сборная конструкция из железобетонных блоков-подушек трапецие­видного сечения и прямоугольных бетонных стеновых блоков. Согласно Об­щесоюзному каталогу индустриальных изделий, номинальные размеры бло­ков-подушек по ширине составляют 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2 8 и 3,0 м; по длине — 1,2; 2,4 и 3,0 м; по высоте — 0,3 и 0,5 м; стеновых блоков соот­ветственно по ширине 0,3; 0,4; 0,5 и 0,6 м при длине от 0,8 до 2,4 м и единой высоте 0,6 м. Совместность статической работы сборных элементов обеспечи­вается их укладкой горизонтальными рядами на цементный раствор с взаим­ной перевязкой швов и армированием стальными сварными сетками гори­зонтальных швов в местах пересечений стен.

Несущую способность сборной конструкции ленточного фундамента при его работе на изгиб на сильно сжимаемых и неравномерно деформирую­щихся грунтах повышают, устраивая монолитный армированный пояс по верху фундамента и армированный горизонтальный шов между подушкой и нижним рядом блоков стенки.

При основаниях из сухих и маловлажных песков можно уменьшить ма­териалоемкость блочной конструкции сборных ленточных фундаментов путем прерывистой раскладки подушек и замены стеновых блоков сплошно­го сечения пустотелыми или уменьшения толщины стеновых блоков в пре­делах, допустимых по требованиям прочности (но не менее 300 мм).

Применение сборных ленточных фундаментов из бетонных блоков со­кращает построечную трудоемкость вдвое по сравнению с монолитными фундаментами. Однако наименее трудоемкой и наиболее индустриальной является панельная конструкция ленточных фундаментов. Она служит ос­новным вариантом конструкции ленточных фундаментов в панельном домо­строении, а в случаях, когда это позволяет материальная база строительст­ва, может применяться в крупноблочных, объемно-блочных и кирпичных зданиях.

Панельные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных поду­шек и бетонных панелей стен подвала или подполья. Панели внутренних стен подполья выполняют сплошного сечения, глухими, с проемами или сквозными из железобетонных рам. Наружные стены подвалов или подполий выполняют из цокольных панелей. В зависимости от температурного режима подполья цокольные панели проектируют утепленными и неутепленными. Для ограждения холодных подполий применяют плоские или ребристые же­лезобетонные панели. Для цоколей теплых подполий применяют однослой­ные панели из легких бетонов или трехслойные из тяжелого или легкого бетона с эффективным утеплителем. Сопротивление теплопередаче цоколь­ных панелей назначается не менее 0,85 наружных стен дома. Цокольные панели соединяются замоноличенными стальными связями в стыках.

Столбчатые фундаменты в виде сборных железобетонных столбов и подушек применяют для передачи грунту нагрузок от колонн кар­касных зданий. Подушки таких фундаментов выполняют в виде специаль­ных блоков стаканного типа или различных комбинаций из трапециевид­ных сборных подушек ленточных фундаментов. При больших нагрузках фундамент колонны может быть дополнен плоскими железобетонными пли­тами необходимых размеров. Наружное ограждение подпольного простран­ства зданий со столбчатыми фундаментами устраивают из цокольных пане­лей, которые опирают на специальные консоли колонн наружных рядов или уступы фундаментных подушек. Если ограждение подполий проектируют из мелкоразмерных элементов, опорой для них служат специальные железо- бетонные балки, уложенные по консолям колонн или фундаментным подушкам.

Сплошные (платные) фундаменты (рис.3) применяют преимущест­венно при строительстве многоэтажных зданий на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах. Фундаментная плита проектируется плоской или реб­ристой с расположением ребер под несущими стенами или колоннами. Реб­ристая конструкция обеспечивает снижение расхода стали и бетона, но от­личается большей трудоемкостью, чем сплошная. При выполнении фунда­ментов из плоских плит предельно упрощаются опалубка, арматурные ра­боты (раскатка готовых арматурных сеток), механизируются бетонные ра­боты. Благодаря меньшей трудоемкости фундаменты в виде плит сплошного сечения распространены больше ребристых. Толщина фундаментной плиты назначается в зависимости от пролета (шага) несущих конструкций и типа самой плиты и составляет для ребристых плит 1/8-1/10 пролета, а для сплошных 1/6—1/8 пролета.

Железобетонные свайные фундаменты (рис.4) применяют для зда­ний различных конструктивных систем, этажности и в разнообразных грун­товых условиях. Наиболее целесообразны такие фундаменты при слабых, неравномерно деформируемых основаниях. Различают два типа свай — сваи-стойки и висячие сваи. Первые прорезают напластования слабых грунтов и передают всю приходящуюся на них нагрузку через острие на подстилаю­щий слой прочного грунта. Фундамент на таких сваях обеспечивает мини­мальную осадку здания. Висячие сваи не достигают прочного слоя и пере­дают нагрузку основанию через острие и через боковые поверхности за счет сил трения между ними и уплотненным грунтом. Наиболее распростране­ны фундаменты из забивных висячих коротких (длиной 4—7 м) железобе­тонных свай квадратного или круглого, сплошного или полого сечения площадью до 0,1 м2. Верхняя часть свай, частично разрушаемая при забив­ке, срезается, усиливается специальным сборным железобетонным оголов­ком, а полость между оголовком и сваей замоноличиваетея. Нагрузка от несущих конструкций передается на сваи через сборные или монолитные элементы — ростверки. Их располагают в плане здания в виде перекрест­ных балок под несущими стенами по сваям, забитым в один- два ряда (в за­висимости от требований прочности).

В панельных домах высотой до 12 этажей с малым шагом поперечных стен и перекрытиями из панелей размером на комнату применяется наиболее экономичный вариант конструкции — безростверковые свайные фундамен­ты. При этом роль продольных ростверков выполняют наружные цоколь­ные панели, роль поперечных ростверков — поперечные стены в первом эта­же, а панели перекрытия в уровне пола первого этажа опираются непосред­ственно на оголовки свай. Эта конструкция требует размещения верхней опорной поверхности оголовков с точностью 7—10 мм. Применение безрост-верковой конструкции фундаментов дает по сравнению с ростверковой сокра­щение стоимости на 31 %, трудоемкости на 27% и расхода стали на 5%.

Под колонны многоэтажных каркасных зданий забивают несколько (куст) свай так как несущая способность одной забивной сваи относительно невелика. Наряду с забивными используют набивные сваи из монолитного бетона, заполняющего специально пробуренные скважины в грунте. Под сильно нагруженные колонны высотных зданий устраивают опоры глубокого заложения (15—40 м) из набивных железобетонных свай-оболочек. Несущая способность таких свай выше, чем забивных, в 8—10 раз.



Рис 3. Плитные фундаменты а — в виде ребристой железобетонной плиты; б — в виде плиты сплошного сечения

Рис 4. Свайные фундаменты а — фрагмент плана фундамента под несущие сте­ны; 6—фундамент под колонну: е — фундамент на сваях-стойках; г — то же. на висячих сваях; д — стык сборного ростверка с забивной сваей: е — деталь свайного фундамента без ростверка; / — свая; 2 — ростверк: 3 — оголовок сваи; 4 — колон­на: 5 — монолитный ростверк стаканного типа под колонну; К — арматура сваи; 7 — свая-стойка: 8 — висячая свая; 9 — монолитный ростверк; 10 — бе­тон замонолнчивания; 11— закладная деталь; 12 — стальная накладка; 13 — панель перекрытия; 14 — панель стены; 15 — цементный раствор

Литература


  1. Архитектура гражданских и промышленных зданий в 5 т. Учеб. Для вузов. Т.5. Промышленные здания. Л.Ф.Шубин. - 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1986.

  2. Архитектура зданий. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников средних специальных учебных заведений по специальности 250103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений». М.: 2010.

  3. Маклакова Т.Г. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1981. – 368 с

Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации