Расчет и проектирование фундамента для 3-хэтажного жилого здания в гУсть-Илимск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ»

 

 

 

 

Курсовой проект

Основания и фундаменты

 

 

 

 

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

ЖИЛОГО ЗДАНИЯ В ГОРОДЕ БРАТСКЕ

Пояснительная записка

КП-2069829-ГСХ-01-06

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент группы ГСХ-03-2        Исаева Е.Ю

 

 

 

Руководитель:

профессор, к.т.н.         Куликов О.В.

 

 

 

Братск 2006 

Содержание

 

 

 

 

Введение

 

Задачей данного курсового проекта является разработка конструкций фундаментов для трех характерных сечений 3-хэтажного жилого дома и расчет оснований по предельным состояниям 2 группы.

Целью данного курсового проекта является установление наименования грунтов, их состояния, величины расчетного сопротивления; определение величины нагрузок, действующих на фундаменты; выбор рационального вида фундамента (мелкого заложения или свайный фундамент) и его расчет; расчет оснований по предельным состояниям; произвести конструирование наиболее рационального фундамента; подобрать схему производства работ нулевого цикла; сделать вывод по итоговым результатам данного проекта.

 

 

 

1. Построение геологического разреза

 

Строительство ведется в г.Братске, строительная площадка №1. Перед построением геологического разреза решают вопрос о привязке проектируемого сооружения на плане (рисунок 1.1). Начинают построение геологического разреза с ориентировочного размещения на плане проектируемого объекта. Оценивают условия освещенности объекта, направление господствующего ветра в районе строительства (в данном случае – это северо-западный ветер), рельеф местности, условия изученности района строительства. Так как на плане не указана застройка, то, следовательно, свободная привязка. Жилую блок-секцию длинной стороной размещаем вдоль оси, соединяющей скважины №1 и №2. Окна дома не обращены на север, значит, выполняется условие инсоляции помещений. Преобладающим направлением ветра за декабрь – февраль является северо-западный.

Первое направление для построения геологического разреза – вдоль длинной оси, соединяющей скважины №1 и №2. Второе направление – вдоль оси, соединяющей скважины №3 и №2. Геологический разрез строится с учётом геологических разрезов по всем скважинам. Строят геологический разрез в следующих масштабах: вертикальный М 1:100 и горизонтальный М 1:200.

Судя по геологическому разрезу (рисунок 1.2), площадка имеет спокойный рельеф. Подземные воды залегают на отметке 92,5 м. Отметка планировки 97,6.

Рисунок 1.1 – План участка строительства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 – Геологический разрез

 

 

 

2. Определение наименования грунтов, их состояния и величин расчетных сопротивлений R0

1. Образец №1.

Образец №1 взят из 3 слоя скважины №1,глубина отбора от поверхности 2,0 м.

1. Определяют наименование грунта по числу пластичности:

,      (2.1.1)

где WL – влажность глинистого грунта на границе текучести, %;

WP – влажность на границе раскатывания, %.

JP = 30,0 – 18,0 = 12,0 %,

грунт – суглинок в соответствии с табл. Б.11 [2].

2. Определяют коэффициент пористости:

,     (2.1.2)

где rs – плотность частиц грунта, г/см3;

r – плотность грунта, г/см3;

W – весовая влажность грунта, %.

.

3. Определяют коэффициент консистенции:

,      (2.1.3)

,

грунт – тугопластичный суглинок в соответствии с табл. Б.14 [2].

4. Определяют расчетное сопротивление грунта Ro по табл.3 приложения 3 [3].

 

Вывод: исследуемый образец – суглинок желто-бурый тугопластичный с коэффициентом пористости =0,721 и Ro = 216,43 кПа.

 

2. Образец №2.

Образец №2 взят из 3 слоя скважины №1,глубина отбора от поверхности 4,6 м.

1. Определяют наименование грунта по формуле (2.1.1):

JP = 31,0 – 18,0 = 13,0 %,

грунт – суглинок в соответствии с табл. Б.11 [2].

2. Определяют коэффициент пористости по формуле (2.1.2):

.

3. Определяют коэффициент консистенции по формуле(2.1.3):

,

грунт – тугопластичный суглинок в соответствии с табл. Б.14 [2].

4. Определяют расчетное сопротивление грунта Ro по табл.3 приложения 3 [3].

 

Вывод: исследуемый образец – суглинок желто-бурый тугопластичный с коэффициентом пористости =0,723 и Ro = 212,9 кПа.

 

3. Образец №3.

Образец №3 взят из 4 слоя скважины №2,глубина отбора от поверхности 7,0 м.

1. Определяют наименование грунта по формуле (2.1.1):

JP = 53,0 – 30,0 = 23,0 %,

грунт – глина в соответствии с табл. Б.11 [2].

2. Определяют коэффициент пористости по формуле (2.1.2):

.

3. Определяют коэффициент консистенции по формуле(2.1.3):

,

грунт – тугопластичная глина в соответствии с табл. Б.14 [2].

4. Определяют расчетное сопротивление грунта Ro по табл.3 приложения 3 [3].

 

Вывод: исследуемый образец – глина желто-бурая тугопластичная с коэффициентом пористости =0,982 и Ro = 235,65 кПа.

 

4. Образец №4.

Образец №4 взят из 5 слоя скважины №2,глубина отбора от поверхности 11,0 м.

1. Определяют наименование грунта по формуле (2.1.1):

JP = 28,5 – 18,5 = 10,0 %,

грунт – суглинок в соответствии с табл. Б.11 [2].

 

2. Определяют коэффициент пористости по формуле (2.1.2):

.

3. Определяют коэффициент консистенции по формуле(2.1.3):

,

грунт – текучепластичный суглинок в соответствии с табл. Б.14 [2].

4. Определяют расчетное сопротивление грунта Ro по табл.3 приложения 3 [3].

 

Вывод: исследуемый образец – суглинок желто-бурый текучепластичный с коэффициентом пористости =0,729 и Ro = 183,2 кПа.

 

5. Образец №5.

Образец №5 взят из 6 слоя скважины №3,глубина отбора от поверхности 14,0 м.

1. Определяют наименование грунта по формуле (2.1.1):

JP = 44,0 – 24,0 = 20,0 %,

грунт – глина в соответствии с табл. Б.11 [2].

2. Определяют коэффициент пористости по формуле (2.1.2):

.

3. Определяют коэффициент консистенции по формуле(2.1.3):

,

грунт – полутвердая глина в соответствии с табл. Б.14 [2].

4. Определяют расчетное сопротивление грунта Ro по табл.3 приложения 3 [3].

 

Вывод: исследуемый образец – полутвердая коричневатая глина с коэффициентом пористости =0,74 и Ro = 340,5 кПа.

 

 

 

3. Сбор нагрузок, действующих на фундаменты

 

Сбор нагрузок производят на грузовую площадь, которую устанавливают в зависимости от статической схемы сооружения. В данном случае конструктивная схема с поперечными несущими стенами, располагаемыми с модульным шагом 6,3 и 3,0 м, двумя продольными железобетонными стенами и плоскими железобетонными перекрытиями, образующими пространственную систему, обеспечивающую сейсмостойкость здания и воспринимающую все вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Величины временных нагрузок устанавливаем в соответствии с [4]. Коэффициенты надежности по нагрузкам gf также определяем по [4].

Сбор нагрузок производится от верха здания до отметки планировки.

Рисунок 3.1 - Грузовая площадь

При расчете временных нагрузок принимаем коэффициент надежности по нагрузке равным 1,4 в соответствии с [4]. Сбор временных нагрузок на междуэтажные перекрытия с учетом понижающего коэффициента:

,

где n – число перекрытий, от которых нагрузка передается на основание;

.

Определяют нагрузки, действующие на наружную стену в сечении 1-1, грузовая площадь А = 1,75 м2.

Таблица 3.1 – Сбор нагрузок в сечении 1-1

Наименование нагрузки	Нормативные нагрузки		Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетные нагрузки, кН
	на ед.площади, кН/м2	на всю грузовую площадь, кН
1	2	3	4	5
1. Постоянные нагрузки - волнистый асбестоцементный лист δ=0,01 м     γ=18 кН/м3 - обрешетка δ=0,05 м     γ=5 кН/м3 - стропильная нога δ=0,18 м     γ=5 кН/м3 - цементно-песчаный раствор δ=0,02 м     γ=18 кН/м3 - утеплитель (мин.плита) δ=0,33 м     γ=0,5 кН/м3 - гидроизоляция (слой из рубероида) δ=0,01 м     γ=6 кН/м3 - железобетонная плита междуэт. перекрытий (3 этажа + чердач. перекр.) δ=0,16 м     γ=25 кН/м3 - наружная стена – керамзитобетонная(3 эт.) δ=0,35 м     γ=16 кН/м3 0,35×16×2,8×3×1,0 - наружная стена выше чердачного  перекрытия δ=0,35 м     γ=16 кН/м3 0,35×16×1,12×1,0 - линолеум (3 эт.) δ=0,008 м     γ=18 кН/м3 - шпунтовая доска δ=0,03 м     γ=5 кН/м3 - лага деревянная δ=0,04 м     γ=5 кН/м3 - слой теплоизоляции δ=0,03 м     γ=1,25 кН/м3 - наружная цокольная стена δ=0,4 м     γ=16 кН/м3 0,4×16×0,9×1,0	0,18   0,25   0,9     0,36   0,17     0,06     4,0       -       -     0,144   0,15   0,20   0,038     -	0,315   0,038   0,09     0,50   0,24     0,084     24,0       47,04       6,272     0,605   0,21   0,14   0,053     5,76	1,3   1,1   1,1     1,3   1,3     1,3     1,3       1,1       1,1     1,2   1,2   1,2   1,3     1,1	0,41   0,04   0,10     0,66   0,31     0,11     31,20       51,74       6,90     0,73   0,25   0,17   0,07     6,34
		Σ=85,347 кН		Σ=99,03 кН

 

 

Продолжение таблицы 3.1

1	2	3	4	5
2. Временные нагрузки - снеговая - полезная нагрузка на чердачное перекрытие - полезная нагрузка на перекрытие	1,0   0,7   1,5	1,75   1,05   6,75	1,4×0,9   1,4×0,95   1,4×0,95	2,21   1,40   8,98
		Σ=9,55 кН		Σ=12,59 кН
Итого на 1 пог. м стены		Σ=94,897 кН		Σ=111,62 кН
Примечание 1. Коэффициент надежности gf определяют в соответствии с рекомендациями [4]. 2. При учете сочетаний, включающих постоянные и не менее 2-х временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок следует умножать на коэффициент сочетаний для длительных нагрузок y = 0,95.

 

Определяют нагрузки, действующие на наружную стену в сечении 2-2, грузовая площадь А = 4,65 м2.

Таблица 3.2 – Сбор нагрузок в сечении 2-2

Наименование нагрузки	Нормативные нагрузки		Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетные нагрузки, кН
	на ед.площади, кН/м2	на всю грузовую площадь, кН
1	2	3	4	5
1. Постоянные нагрузки - волнистый асбестоцементный лист δ=0,01 м     γ=18 кН/м3 - обрешетка δ=0,05 м     γ=5 кН/м3 - стропильная нога δ=0,18 м     γ=5 кН/м3 - цементно-песчаный раствор δ=0,02 м     γ=18 кН/м3 - утеплитель (мин.плита) δ=0,33 м     γ=0,5 кН/м3 - гидроизоляция (слой из рубероида) δ=0,01 м     γ=6 кН/м3 - железобетонная плита междуэт. перекрытий (3 этажа + чердач. перекр.) δ=0,16 м     γ=25 кН/м3	0,18   0,25   0,9     0,36   0,17     0,06     4,0	0,837   0,116   0,135     1,674   0,79     0,279     74,40	1,3   1,1   1,1     1,3   1,3     1,3     1,3	1,088   0,128   0,149     2,176   1,028     0,363     96,72