Расчет и проектирование фундаментов гражданских зданий в г. Абакан

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2014 в 08:09, курсовая работа

Краткое описание

Задачей данного курсового проекта является разработка конструкций фундаментов для трех характерных сечений 5-тиэтажного жилого дома и расчет оснований по предельным состояниям II группы.
Целью данного курсового проекта является установление наименование грунтов, их состояния, величины расчетного сопротивления, определение величины нагрузок, действующих на фундаменты, выбор рационального вида фундамента (мелкого заложения или свайный фундамент) и его расчет, а также расчет оснований по предельным состояниям, конструирование наиболее рационального фундамента, подбор схемы производства работ нулевого цикла и вывод по итоговым результатам данного проекта.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1 ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЯ ГРУНТОВ И ИХ СОСТОЯНИЯ
3 СБОР НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФУНДАМЕНТЫ
4 ВЫБОР ТИПА ФУНДАМЕНТА
5 ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВИДА ФУНДАМЕНТА
5.1 Расчет фундаментов мелкого заложения
5.2 Расчет свайного фундамента
5.3 Технико-экономическое сравнение вариантов
6 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ ПРИНЯТОГО ВИДА
6.1 Расчет фундамента мелкого заложения в сечении 2-2
6.2 Расчет фундамента мелкого заложения в сечении 3-3
7 РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ
7.1 Определение осадки в сечении 1-1
7.2 Определение осадки в сечении 2-2
7.3 Определение осадки в сечении 3-3
7.4 Сравнение осадок с предельными значениями
7.5 Расчет затухания осадки во времени для сечения 1-1
7.6 Расчет затухания осадки во времени для сечения 2-2
8 КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
9 СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ НУЛЕВОГО ЦИКЛА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Скачать полностью (164.58 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 1 файл

ОиФ(Куликов;Абакан).doc

— 736.00 Кб (Скачать документ)

Федеральное агентство  по образованию РФ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Братский государственный  университет»

Кафедра «Строительные конструкции»

 

 

 

 

 

Курсовой проект

Основания и фундаменты

 

 

 

 

 

 

Расчет и проектирование фундаментов гражданских зданий в г. Абакан

Пояснительная записка

КП – 2069829 – ПГС  – 07 – 05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы ПГС – 02 – 1     А. В. Петров

 

 

 

Руководитель:

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

 

 

 

Братск 2005

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 

  1. Построение геологического разреза
  2. Определение наименования грунтов и их состояния
  3. Сбор нагрузок, действующих на фундаменты
  4. Выбор типа фундамента
  5. Выбор рационального вида фундамента

5.1 Расчет фундаментов мелкого заложения

5.2 Расчет свайного фундамента

5.3 Технико-экономическое  сравнение вариантов

6 Расчет фундаментов принятого вида

6.1 Расчет фундамента мелкого заложения в сечении 2-2

6.2 Расчет фундамента мелкого заложения в сечении 3-3

7 Расчет фундамента по предельным состояниям

7.1 Определение осадки в сечении 1-1

7.2 Определение осадки в сечении 2-2

7.3 Определение осадки в сечении 3-3

7.4 Сравнение осадок с предельными значениями

7.5 Расчет затухания осадки во времени для сечения 1-1

7.6 Расчет затухания осадки во времени для сечения 2-2

8 Конструирование фундаментов

  1. Схема производства работ нулевого цикла

Заключение

Список  использованных источников

 

Введение

 

Задачей данного курсового  проекта является разработка конструкций  фундаментов для трех характерных  сечений 5-тиэтажного жилого дома и расчет оснований по предельным состояниям II группы.

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

 

1 ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА

 

Строительство ведется в г. Абакан. Вначале решают вопрос о привязке проектируемого сооружения на плане. В случае свободной плановой привязки учитывают условие освещенности объекта, направление действия господствующих ветров в районе строительства, нулевой баланс работ в районе строительства. Сооружение целесообразно размещать по оси, соединяющей соседние скважины. В данном курсовом проекте по освещенности благоприятны направления 1-2 и 2-3, относительно ветров благоприятно направление 1-2, а по минимуму земляных работ – 1-2. Отметка планировки 115,0, что соответствует отметке, полученной при срезке насыпного грунта.

Строим геологический  разрез в следующих масштабах: вертикальный М 1:100 и горизонтальный М 1:500. Геологический разрез и план строительной площадки с окончательной привязкой сооружения приведены в графической части курсового проекта.

 

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЯ ГРУНТОВ, ИХ СОСТОЯНИЯ И ВЕЛИЧИН РАСЧЕТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Ro

 

    1. Образец № 1 взят из 1 слоя скважины № 1 , глубина отбора от поверхности 2,0 м.
      1. Определяем наименование грунта: для песчаного грунта по гранулометрическому составу в соответствии с табл. 3.1 [4] – песок пылеватый.                                            

        1. Определяем коэффициент пористости

                                            ,                                      (2.1)

    где rs – плотность частиц грунта, г/см3;

          r - плотность грунта, г/см3;

          W – весовая влажность грунта в процентах.

    грунт – песок средней  плотности 

    2.1.3 Определяем степень влажности грунта

    ,            (2.2) 

    где  rw – плотность воды, г/см3

    Следовательно, песок  влажный

    2.1.4 Определяем расчетное сопротивление по табл. 4 прил.3 [1]

    Вывод: исследуемый образец  № 1 – песок пылеватый, средней плотности, влажный с расчетным сопротивлением Ro = 150 кПа.

      1. Образец № 2 взят из 1 слоя скважины № 1, глубина отбора от поверхности 3,5 м.
        1. Определяем наименование грунта

    ,  (2.3)

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

    WP – влажность на границе раскатывания, %.

    JP = 19 – 12 = 7 %


    грунт – супесь в соответствии с табл. 1.1 [3]

        1. Определяем коэффициент пористости

        1. Определяем коэффициент консистенции

    , (2.4)

    где W – влажность грунта

    грунт – супесь тугопластичная в соответствии с табл. 1.6 [2]

        1. Определяем расчетное сопротивление по табл. 3 прил.3 [1]

     Вывод: исследуемый  образец № 2 – супесь тугопластичная с расчетным сопротивлением Ro = 257,1 кПа.

      1. Образец № 3 взят из 2 слоя скважины № 1, глубина отбора от поверхности 5,5 м.
        1. Определяем наименование грунта: для песчаного грунта по гранулометрическому составу в соответствии с табл. 3.1 [4] – песок мелкий.
        2. Определяем коэффициент пористости

        1. Определяем степень влажности

    Следовательно, песок  насыщен водой

        1. Определяем расчетное сопротивление по табл. 3 прил.3 [1]

    Вывод: исследуемый образец № 3 – песок мелкий, насыщенный водой, средней плотности с расчетным сопротивлением Ro = 200 кПа.

      1. Образец № 4 взят из 3 слоя скважины № 1, глубина отбора от поверхности 8,0 м.
        • Определяем наименование грунта

    JP = 41,0 - 23,0 = 18 %

    грунт – глина в соответствии с табл. 1.1 [3]

        1. Определяем коэффициент пористости

        1. Определяем коэффициент консистенции

    грунт – глина полутвердая в соответствии с табл. 1.6 [2]

        1. Определяем расчетное сопротивление по табл. 3 прил.3 [1]

    Вывод: исследуемый образец  № 4 – глина полутвердая с расчетным сопротивлением Ro = 331,4 кПа.

      1. Образец № 5 взят из 4 слоя скважины № 3, глубина отбора от поверхности 12,0 м.
        1. Определяют наименование грунта

     JP = 20,0 - 13,0 = 7 %

    грунт - супесь

        1. Определяем коэффициент пористости

     

        1. Определяем коэффициент консистенции


    грунт – супесь тугопластичная             

    2.5.4 Определяем расчетное  сопротивление по табл. 4 прил. 3 [1].

    Вывод: исследуемый образец  № 5 – супесь тугопластичная с расчетным сопротивлением Ro = 300 кПа.

     

    3 СБОР НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФУНДАМЕНТЫ

     

    Сбор нагрузок производят на грузовую площадь, которую устанавливают  в зависимости от статической схемы сооружения. В данном случае в жилом здании мы имеем поперечные несущие стены, в общественном – несущая часть - колонна. Для наружных несущих стен и для внутренних длину грузовой площади принимаем равной 1м., а ширину принимаем равной расстоянию между серединами пролетов для наружной и внутренней стен. Для колонны длина и ширина грузовой площади принимаются равными расстоянию между серединами пролетов для наружной и внутренней стен.

     

    3.1 Определяем нагрузки, действующие на наружную стену в сечении 1-1, грузовая площадь А = 1,51 м2. Сбор нагрузок в сечении 1-1 приводим в таблице 3.1.

     

     

    Таблица 3.1. - Нагрузки на фундамент в сечении 1-1

    Наименование нагрузки и конструкции

    Нормативные нагрузки

    Коэф. надежности по нагрузке

    Расчетное значение нагрузки, кН

    На ед. площади, кН/м2

    На грузовую площадь  кН

    1

    2

    3

    4

    5

    1. Постоянные

    4-х слойный рубероидный  ковер δ=0,04м γ=5кН/м3

    0,20

    0,302

    1,3

    0,393

    Плита покрытия δ=0,22м γ=25кН/м3

    2,8

    4,228

    1,1

    4,651

    Продолжение таблицы 3.1

    1

    2

    3

    4

    5

    Утеплитель δ=0,1м γ=1,25кН/м3

    0,125

    0,189

    1,2

    0,227

    Междуэтажные плиты  перекрытия(6 шт.) δ=0,22м γ=25кН/м3

    2,8

    25,368

    1,1

    27,905

    Наружная стена h=2,8м δ=0,48м γ=18кН/м3

    		  

    120,96

    1,1

    133,56

    Наруж. стена – выше чердачного перекрытия h=1,4м δ=0,48м γ=18кН/м3

    		  

    12,096

    1,1

    13,306

    Наружная цокольная стена h=0,88м δ=0,48м γ=18кН/м3

    		  

    7,603

    1,1

    8,363

    Полы – шпунтованные доски

    δ=0,029м γ=5кН/м3

    0,145

    1,095

    1,2

    1,314

    Лаги - деревянные

    δ=0,04м γ=5кН/м3

    0,2

    1,51

    1,2

    1,812

    Минераловатные плиты  δ=0,06м γ=1,25кН/м3

    0,15

    0,27

    1,2

    0,324

    Итого: 173,917 191,706

    2. Временные

    От снежного покрова

    1,0

    1,51

    1,26

    1,903

    От чердачного перекрытия

    0,7

    1,057

    1,33

    1,406

    Продолжение таблицы 3.1

    1

    2

    3

    4

    5

    От междуэтажного перекрытия (5 этажей)

    1,5

    6,433

    1,33

    8,556

    Итого:                                                              9,0                                        11,865  


    Примечания: 1 Коэффициент надежности gf определяют в соответствии с рекомендациями [5]

      ,                                                  (3.1)

    где m – этажность здания

    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.

     

    3.2 Определяем нагрузки, действующие на внутреннюю стену в сечении 2-2, грузовая площадь А = 3,03 м2. Сбор нагрузок для сечения 2-2 приводим в таблице 3.2.

     

    Таблица 3.2 - Нагрузки на фундамент в сечении 2-2

    Наименование нагрузки и конструкции

    Нормативные нагрузки

    Коэф. надежности по нагрузке

    Расчетное значение нагрузки, кН

    На ед. площади, кН/м2

    На грузовую площадь  кН

    1

    2

    3

    4

    5

     

    Продолжение таблицы 3.2

    1 Постоянные

    4-х слойный рубероидный  ковер δ=0,04м γ=5кН/м3

    0,20

    0,606

    1,3

    0,788

    Плита покрытия δ=0,22м γ=25кН/м3

    2,8

    8,484

    1,1

    9,332

    Утеплитель δ=0,1м γ=1,25кН/м3

    0,125

    0,379

    1,2

    0,455

    Междуэтажные плиты  перекрытия (6 шт.) δ=0,22м γ=25кН/м3

    2,8

    50,904

    1,1

    55,994

    Внутренняя стена h=2,8м δ=0,16м γ=25кН/м3

    		  

    56,0

    1,1

    61,6

    Внутренняя цокольная  стена h=0,88м δ=0,16м γ=25кН/м3

    		  

    3,52

    1,1

    3,872

    Шпунтованные доски δ=0,029м γ=5кН/м3

    0,145

    2,197

    1,2

    2,636

    Лаги - деревянные δ=0,04м γ=5кН/м3

    0,2

    3,03

    1,2

    3,636

    Итого:                   126,256 139,67

    2 Временные

    От снежного покрова

    1,0

    3,03

    1,26

    3,818

    От чердачного перекрытия

    0,7

    2,121

    1,33

    2,821

    От междуэтажного перекрытия (5 этажей)

    1,5

    12,908

    1,33

    17,168

    Продолжение таблицы 3.2

    Итого

    		 

    18,059

    		  

    23,807


     

    Примечания: 1 Коэффициент  надежности gf определяют в соответствии с рекомендациями [5] по формуле (3.1)

    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.

     

    3.3 Определяем нагрузки, действующие на внутреннюю стену в сечении 3-3, грузовая площадь А = 36 м2. Сбор нагрузок в сечении 3-3 приводим в таблице 3.3.

     

    Таблица  3.3 - Нагрузка на фундамент в сечении 3-3

    Наименование нагрузки и конструкции

    Нормативные нагрузки

    Коэфнадежности по нагрузке

    Расчетное значение нагрузки, кН

    На ед. площади, кН/м2

    На грузовую площадь  кН

    1

    2

    3

    4

    5

    1 Постоянные

    Защитный слой гравия δ=0,02м γ=18кН/м3

    0,36

    12,96

    1,3

    16,85

    4-х слойный рубероидный  ковер δ=0,04м γ=5кН/м3

    0,2

    7,2

    1,3

    9,36

             

    Продолжение таблицы 3.3

    1

    2

    3

    4

    5

    Утеплитель – плиты  из ячеистого бетона δ=0,1м γ=0,4кН/м3

    0,04

    1,44

    1,2

    1,73

    Покрытие – сборные ж/б многопустотные панели δ=0,22м γ=25кН/м3

    2,8

    100,8

    1,1

    110,88

    Ригель 0,54х0,4

    		 

    32,4

    1,1

    35,64

    Колонна 0,4х0,4

    		 

    12,0

    1,1

    13,2

    Бетонный пол δ=0,1м γ=24кН/м3

    2,4

    86,4

    1,3

    112,32

    Итого:               253,2 299,98

    2 Временные

    От снежного покрова

    1,0

    36,00

    1,26

    45,36

    Итого:

    		  

    36,00

    		  

    45,36



     

     

    4 ВЫБОР ВИДА ОСНОВАНИЯ

     

    В данном разделе следует  решить вопрос об использовании грунта в естественном или искусственно улучшенном состоянии. В нашем случае необходимость в искусственном  улучшении грунта отсутствует, поэтому  грунт используется в естественном состоянии.

    На основе расчетов определения наименования грунтов, их состояния и величины расчетного сопротивления при анализе геологического разреза делают выбор наиболее пригодного слоя грунта под основание. В данном проекте пригодными для основания являются грунты, начиная со второго слоя с расчетным сопротивление Ro = 257,1 кПа, а также ниже залегающие, так как их расчетное сопротивление еще больше.

    Из геологического разреза  видно, что мощность залегаемых слоев  носит спокойный характер.

    Так как на грунт действуют  небольшие нагрузки, величина которых не превышает 300кН/м, то для фундаментов мелкого заложения естественным основанием может служить второй слой – супесь тугопластичная с расчетным сопротивлением  Ro = 257,1 кПа, а для свайного фундамента – слой глины с расчетным сопротивлением Ro = 331,4кПа.

     

    5 ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВИДА ФУНДАМЕНТОВ

     

    Выбор вида фундаментов  производят на основе технико-экономического сравнения вариантов наиболее часто  используемых в практике индустриального  строительства фундаментов:

    1. мелкого заложения;
    2. свайных фундаментов.

    5.1 Расчет  фундаментов мелкого заложения

    Расчет глубины заложения  подошвы фундамента:

    1) зависит от глубины  промерзания dfn, для глинистых грунтов определяется по карте рис. 5.15 [6] для г.Абакан

    dfn = 210 см

        2)расчетная глубина промерзания

    df = dfn·kh ,                                              (5.1)

    где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (принимается  равным 0,7 в соответствии с табл. 5.9 [6]).

    df = 0,7 · 2,1 = 1,47 м

    3) глубина заложения фундаментов при уровне подземных вод

    dW > df + 2 ,                                                          (5.2)

    3,43 > 1,47 + 2 – глубина заложения фундамента  должна быть не меньше расчетной глубины промерзания df  = 1,47м.

    1. Окончательно глубину заложения подошвы фундамента определяем по конструктивным соображениям, учитывая подвальное помещение, то

    df = 2,47м

    Далее ведём расчет методом  последовательных приближений для  центрально нагруженного фундамента в  следующем порядке:

    Предварительно определяем площадь подошвы фундамента

            ,                                                          (5.3)


    где No – расчетная нагрузка в сечении, кН/м;

           Ro – расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа;

           h – глубина заложения подошвы, м;

           kзап – коэффициент заполнения (принимается равным 0,85);

          g - удельный вес материалов фундамента (принимается равным 25 кН/м3).

     

    По табл. 6.5 и 6.6 [4] подбираем подходящие типовые фундаментные подушки и стеновые блоки.

     

    Таблица 5.1.1 - Фундаментные подушки и блоки

    Марка плиты

    Размеры плиты, мм

    ширина

    длина

    высота

    ФЛ 10.24

    1000

    2380

    300

    ФБС 12.5.6

    400

    2380

    580


     

      Определяем расчетное значение  сопротивления R  по формуле (7) [1]  

    ,                     (5.4)

    где gс1 и gс2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3 [3],

    gс1 = 1,2 и

        gс2 = 1,1;

    k – коэффициент принимаемый равным 1,1, если прочностные характеристики грунта (с и j) приняты по табл. 1-3 приложение 1 [1];

    Мg, Мq, Mc – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [1];

    kZ – коэффициент, принимаемый при b < 10 м равным 1,0;

    b – ширина подошвы фундамента, м;

    gII – расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов (при наличие подземных вод определяется с учетом взвешивающего  действия воды), кН/м3;

    g1II – то же, залегающих выше подошвы;

    сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

    d1 – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, м, определяемая по формуле

    ,                                                         (5.5)

    где hS – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;


     hcf – толщина конструкции пола подвала, м;


     gcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3;              db -  глубина подвала, м.


        1.  Проверяем значение среднего давления под подошвой фундамента

    ,                                     (5.6)

    где Nf - вес фундамента, кН;

     Ng - вес грунта на обрезах фундамента, кН;

     b – ширина фундамента, м;

     l = 1 м, так как все нагрузки приведены на погонный метр.

    ;



    Р превышает R на 3,0%, что удовлетворяет условиям проектирования.

    5.1.2 Строим расчетную схему фундамента мелкого заложения

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 5.1.1 - Расчетная схема фундамента мелкого заложения

     

    5.2Расчет свайного фундамента

    Проектирование свайных  фундаментов ведут в соответствии с [4] и [5]. Для центрально нагруженного фундамента расчеты выполняют в  следующем порядке:

     Назначаем глубину  заложения ростверка FL1 = 126,63. С учетом  толщины ростверка, равной 0,3м, назначаем глубину заложения ростверка, равную 1,3м.

    Выбираем тип и вид  сваи. В нашем случае применяются  забивные ж/б сваи марки С, квадратные в сечении, с продольным и поперечным армированием ствола.


     Назначаем  размеры (длина и поперечное сечение) сваи с учетом геологического строения площадки. Острие висячей сваи должно входить в более плотный грунт на глубину не менее 1 метра. Заготовительная длина сваи определяется с учетом заделки ее в ростверк (5,7 см), затем подбирается стандартная свая. Принимаем сваю марки С 6,0 – 30.

    Определяем несущую  способность сваи по грунту

    ,                                              (5.8)

    где gс – общий коэффициент условия работы равный 1,0;

           R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи от поверхности земли принимается в соответствии с табл.1 [7] равным: ;

           А  – площадь поперечного сечения  сваи, м2;

           U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

           gCR и gcf -  коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и на боковой поверхности сваи (принимаем   gCR = 1,0 и gcf = 1,0 в соответствии с табл. 3 [7]);

           fi -  расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 2 [7], кПа;

            hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

     

     



     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 5.2.1 – Расчетная  схема свайного фундамента

    5.2.1 Определяем ориентировочное число свай в фундаменте

    ,                                                          (5.9)

     

    где No – расчетная нагрузка на фундамент, кН/м;

        N – расчетная нагрузка на сваю, кН, определяемая по формуле

    ,   

         a - коэффициент, принимаемый для ленточных фундаментов 7,5;

         g - удельный вес материала ростверка, кН/м3;

         d – сторона поперечного сечения сваи, м;


         h – глубина заложения подошвы ростверка, м

        1.  Производим размещение свай в плане и конструируем ростверк:

    Определяем расчетное  расстояние между осями свай

    ,                                                               (5.11)

    где lf – длина грузовой площади, м.

    Принимаю ар = 1,8 и размещаю сваи в один ряд.

    Производим проверку фактической нагрузки, приходящейся на каждую сваю

      ,                              (5.13)


     

    где Nf - вес ростверка, кН/м3;

          Ng - вес грунта на обрезах ростверка, кН/м3;

     n – количество свай на погонный метр, м-1.

    .

        1. Проверяем сжимающие напряжения в грунте в плоскости нижних концов свай

    ,                                  (5.14)

    где NSq – вес грунта и свай в объеме условного фундамента, кН/м3;

           Аусл – площадь подошвы условного фундамента, м2;

           Rусл – расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента, кПа (определяем по формуле (5.4)).


    Для определения площади условного  фундамента определяют средне взвешенный угол внутреннего трения

    ,                                                           (5.15)

    где jI и hi – угол внутреннего трения и высота элементарного слоя грунта;

          Н –  длина сваи от ростверка до  конца острия.

     

     


    Тогда находим ширину условного фундамента:

    кН/м3

    ;

    Р = 186,07 кПа < R = 704,79 кПа – условие выполняется, следовательно, сжимающие напряжения в плоскости нижних концов свай – допустимы.


    5.3 Технико-экономическое сравнение вариантов

    Таблица 5.3.1 - Технико-экономическое сравнение вариантов

    Наименование работ

    Ед. изм

    Стоимость ед. измерения, руб.

    Вариант 1

    Вариант 2

    Объем

    стоимость, руб.

    объем

    стоимость, руб.

    Разработка грунта под фундамент глубиной до 3 м

    м3

    36

    10,46

    376,56

    9,47

    340,92

    Устройство монолитного ж/б фундамента и ростверка

    м3

    522

    0,256

    133,63

    0,18

    93,96

    Устройство ленточных  фундаментов

    м3

    1060

    1,011

    1825,87

    1,011

    1825,87

    Погружение ж/б свай в грунты II группы до 12м

    м3

    1806

    		    

    0,302

    545,41

    Итого:

    		      

    2336,06

    		  

    2806,16


     

    Вывод: по предварительной  оценке стоимости основных видов  работ при устройстве фундаментов  из 2-х вариантов более экономичным является фундамент мелкого заложения. Поэтому все дальнейшие расчеты ведут применительно к фундаменту мелкого заложения.

     

    6 Расчет фундаментов принятого вида

     

    6.1 Расчет фундамента в сечении 2-2

    Определяют площадь  подошвы фундамента

    По табл. 6.5, 6.6 [4] подбирают типовые фундаментные подушки

    Таблица 6.1.1. – Фундаментные подушки и блоки

    Марка плиты

    Размеры плиты, мм

    ширина

    длина

    высота

    ФЛ 8.24

    800

    2380

    300

    ФБС 12.4.6

    400

    2380

    580


     

    Определяют расчетное  сопротивление R

     

    Проверяют значение среднего давления под подошвой фундамента

    ;

    Что удовлетворяет условиям проектирования.

     

     

     

     

     

     

     

     


     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 6.1.1. – Расчетная схема фундамента в сечении 2-2

    6.2 Расчет фундамента в сечении 3-3

    Определяют площадь  подошвы фундамента столбчатого  под колонну

    Принимаем фундамент марки ФА7-1. Запроектированный фундамент показан на рис. 6.2.1

     

     

     

     

     

     

     

     

     


     

     

     

     

     

     

    Рисунок 6.2.1. – Расчетная схема фундамента в сечении 3-3

    Определяют расчетное  сопротивление R

    Проверяют значение среднего давления под подошвой фундамента

    ;

    Что удовлетворяет условиям проектирования.

     

    7 РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ

     

    7.1 Расчет по 2 группе предельных состояний заключается в определении осадок, относительной неравномерности осадок и сопоставлении их с предельными значениями, установленными в зависимости от типа сооружения по табл. 11.1 [4].

                                     

                                            (7.1)

    где: S и - расчётные значения абсолютных и средних осадок;

           Su  и - предельные значения абсолютных и средних осадок.

    Расчетные значения осадок определяют методом послойного суммирования в соответствии с требованиями приложения 2 [1].

     7.1.1 Определение осадки в сечении 1-1

    Строим схему распределения  вертикальных напряжений в основании (рис.7.1). Слева от оси, проходящей через  середину подошвы фундамента, строят эпюру напряжений szq от собственного веса грунта

                                               ,                                       (7.2)

    где gi – удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3;

    hi – мощность i-го слоя грунта, м;

    n – число слоев грунта.

    Для определения нижней границы сжимаемой толщи справа от оси, проходящей через центр подошвы  фундамента, строится эпюра  , ординаты которой уменьшены в 5 раз. Точка пересечения образующих этой эпюры и эпюры дополнительных напряжений соответствует нижней границе сжимаемой толщи (рис. 7.1). Определим :


    szq0 = 0 – на поверхности земли

    szq1 = 2,2·17,93 = 39,45 кПа; - на контакте 1 и 2 слоя   

    szq2 = 0,27·18,62 + 39,45 = 44,48 кПа; - под фундаментом

    szq3 = 2,23·18,62 + 44,48 = 86,0 кПа; - на контакте 2 и 3 слоя  

    szq4 = 0,1·19,6 + 86,0 = 87,96 кПа; - на контакте 3 слоя и УГВ

    szq5 = 2,3·9,8 + 87,96 = 110,5 кПа; - на контакте 3 и 4 слоя

    szq6 = 3,8·9,8 + 110,5 = 147,74 кПа; - на контакте 4 и 5 слоя

    szq7 = 3,8·11,45 + 147,74 = 191,25 кПа; - на последнем слое

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 7.1 – Эпюра напряжений сечения 1-1

    Эпюру дополнительных вертикальных напряжений строят справа от оси действия нагрузок. Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента

                                              ,                                          (7.2)

    где p – среднее давление под подошвой фундамента, определяемое по формуле (5.13), кПа;


          szq,о – вертикальное напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента, кПа.

    po = 226,73 – 44,48 = 182,25 кПа.

    Распределение дополнительных напряжений szq по глубине устанавливают по формуле

                                                       ,                                      (7.3)

    где a - коэффициент, определяемый по табл. 1 приложения 2 [3], в зависимости от вида фундамента в плане и относительной глубины  x = 2z / b.

    Расчет szр приводим в табл. 7.1.

    Таблица 7.1 - Распределение напряжений в сечении 1-1

    x, м

    Z = xb / 2, м

    a

    szр, кПа

    Е, кПа

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1,0

    1,2

    1,4

    1,6

    1,8

    2,0

    2,23

    0,0

    0,4

    0,8

    1,2

    1,600

    2,0

    2,4

    2,8

    3,2

    3,6

     

    4,0

    4,46

    1,00

    0,98

    0,88

    0,76

    0,64

    0,55

    0,48

    0,42

    0,37

    0,34

    0,31

    0,277

    182,25

    178,61

    160,38

    138,51

    116,64

    100,24

    87,48

    76,55

    67,43

    61,97

    56,5

    50,48

    17,2

    2,4

    2,6

    2,8

    3,0

    3,2

    3,4

    3,6

    3,8

    4,0

    4,2

    4,4

    4,63

    4,8

    5,2

    5,6

    6,0

    6,4

    6,8

    7,2

    7,6

    8,0

    8,4

    8,8

    9,26

    0,26

    0,24

    0,225

    0,21

    0,195

    0,18

    0,175

    0,17

    0,16

    0,15

    0,145

    0,139

    47,39

    43,74

    41,01

    38,27

    35,54

    32,81

    31,89

    30,98

    29,16

    27,34

    26,43

    25,33

    22,1

    4,8

    5,0

    5,11

    9,6

    10,0

    10,22

    0,135

    0,13

    0,1267

    24,6

    23,69

    23,09

    23,04



     

        1. Для каждого слоя грунта в пределах глубины сжимаемой толщи по данным испытания определяют модуль деформации

                                               

    ,                                      (7.4)                              

    где b - поправочный коэффициент, принимаемый для супесей равным 0,7, для суглинков равным 0,5, для глин – 0,4

          mo – коэффициент сжимаемости, кПа-1;

          ео – коэффициент пористости грунта.

        1. Величину осадки определяют по формуле

                                             ,                                           (7.5)

    где b - корректирующий коэффициент, принимаемый равным 0,8;

           szрi – среднее значение дополнительного напряжения в i-ом слое грунта, кПа;

           hi – толщина i-го слоя грунта, м;

           n – число слоев, на которые разбита сжимающая толща.

     

    Определение осадки в  сечении 1-1

     


    Сравнивают значение величины осадки с предельным. По прил 4 Снип ОЗиС предельное значение осадки равно 8см, что больше полученного значения 2,36см, следовательно, площадь фундамента и глубина заложения выбраны верно.

     

    7.2.1. Расчет осадки проводим аналогично расчету для сечения 2-2. Строим схему распределения вертикальных напряжений в основании (рис. 7.2). Слева от оси, проходящей через середину подошвы фундамента, строят эпюру напряжений szq от собственного веса грунта. Эпюру дополнительных вертикальных напряжений строят справа от оси действия нагрузок. Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента

    po = 213,06 – 44,48 = 168,58 кПа.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 7.2 – Эпюра напряжений сечения 2-2


    Расчет szр приводим в табл. 7.2

    Таблица 7.2 - Распределение напряжений по оси 5с фундамента

    x, м

    Z = xb / 2, м

    a

    szр, кПа

    Е, кПа

    0

    0,16

    0,32

    0,48

    0,64

    0,8

    0,96

    1,12

    1,28

    0

    0,4

    0,8

    1,2

    1,60

    2,0

    2,4

    2,8

    3,2

    1,00

    0,98

    0,88

    0,76

    0,64

    0,55

    0,48

    0,42

    0,37

    168,58

    165,21

    148,35

    128,12

    107,89

    92,72

    80,92

    70,8

    62,37

    17,2

    1,44

    1,6

    1,76

    1,92

    2,08

    2,23

    3,60

    4,0

    4,4

    4,8

    5,2

    5,58

    0,34

    0,31

    0,28

    0,26

    0,24

    0,212

    57,32

    52,26

    47,2

    43,83

    40,46

    35,74

    17,2

    2,4

    2,56

    2,72

    2,88

    3,04

    3,2

    3,36

    3,52

    3,68

    3,84

    4,06

    6,0

    6,4

    6,8

    7,2

    7,6

    8,0

    8,4

    8,8

    9,2

    9,6

    10,15

    0,21

    0,195

    0,18

    0,175

    0,17

    0,16

    0,15

    0,145

    0,14

    0,135

    0,128

    35,4

    32,87

    30,34

    29,5

    28,66

    26,97

    25,29

    24,44

    23,6

    22,76

    21,58

    21,58



    7.2.2. Определяем осадку

    Сравнивают значение величины осадки с предельным. По прил 4 Снип ОЗиС предельное значение осадки равно 8см, что больше полученного значения 2,18cм, следовательно, площадь фундамента и глубина заложения выбраны верно.

     

    7.3  Определение осадки  в сечении 3-3

    7.3.1 Расчет осадки проводим  аналогично расчету для сечения  2-2. Строим схему распределения вертикальных напряжений в основании (рис. 7.3). Значение дополнительных напряжений на уровне подошвы фундамента

    po = 151,94 – 21,52 = 130,42 кПа.

    Расчет szр приводим в табл. 7.3

    .

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 7.3 – Эпюра напряжений сечения 3-3


     

    Таблица 7.3 - Распределение напряжений по оси 4 фундамента

    x, м

    Z = xb / 2, м

    a

    szр, кПа

    Е, кПа

    0

    0,3

    0,6

    0,9

    0

    0,4

    0,8

    1,2

    1,000

    0,96

    0,8

    0,61

    130,42

    125,2

    104,34

    79,56

    7,89

    1,0

    1,33

    0,558

    72,77

    7,89

    1,2

    1,5

    1,8

    2,1

    2,4

    2,7

    2,92

    1,6

    2,0

    2,4

    2,8

    3,2

    3,6

    3,89

    0,45

    0,34

    0,26

    0,2

    0,16

    0,13

    0,1155

    58,69

    44,34

    33,91

    26,08

    20,87

    16,95

    15,06

    15,08


     

        1. Определяем осадку



    Сравнивают значение величины осадки с предельным. По прил 4 Снип ОЗиС предельное значение осадки равно 8см, что больше полученного значения 1,73cм, следовательно, площадь фундамента и глубина заложения выбраны верно.

     

    7.5 Расчет затухания  осадки во времени для сечения  1-1

    Расчет затухания осадки во времени ведем методом эквивалентного слоя при слоистой толще грунтов.

        1. Определяем мощность эквивалентного слоя

                                                 hэ=Awmb,                                      (7.7)

    где Awm – коэффициент принимаемый по табл. 7.2 [3].

    hэ = 2,4 · 1,0 = 2,4 м

        1. Определяем средний относительный коэффициент сжимаемости

                                               ,                                (7.8)

    где hi – толщина i-го слоя грунта, м;

           mni – коэффициент относительной сжимаемости i-го слоя, МПа-1;

           zi – расстояние от середины слоя i-го слоя до глубины 2hэ, м.

     


        1. Определяем средний коэффициент фильтрации

                                         ,                                          (7.9)

    где Н – мощность сжимаемой  толщи, см;

          kфi - коэффициент фильтрации i-го слоя грунта, см/сек.

        1. Определяют коэффициент консолидации

                                                ,                                         (7.10)

    где gw – удельный вес воды , кН/см3.


     

     Определяют осадку

                                                   St = SU,                                            (7.11)

    где S = hэ mvmP,

    S = 2,4 · 0,065/1000 · 182,25 = 2,8 см

     

                                               

                                                (7.12)

     

    Расчет осадки St приводим в табл. 7.4.


     

    Таблица 7.4 – Расчет осадки фундамента в сечении 1-1

    U

    N

    t = NT,сутки

    St = SU, см

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    0,90

    0,95

    0,02

    0,06

    0,13

    0,24

    0,42

    0,69

    1,08

    1,77

    2,54

    0,0014

    0,0042

    0,0091

    0,0168

    0,0294

    0,0483

    0,0756

    0,1239

    0,1778

    0,56

    0,84

    1,12

    1,4

    1,68

    1,96

    2,24

    2,52

    2,66





    7.6 Расчет затухания осадки во  времени для сечения 2-2

    Расчет затухания осадки во времени ведем методом эквивалентного слоя при слоистой толще грунтов аналогично расчету для сечения 1-1.

        1. Определяем мощность эквивалентного слоя

    hэ = 0,8 · 2,4 = 1,92 м

        1. Определяем средний относительный коэффициент сжимаемости

     

     

        1. Определяем средний коэффициент фильтрации

        1. Определяют коэффициент консолидации


     

        1. Определяют осадку по формуле (7.11)

    S = 1,92 · 0,068/1000 · 168,58 = 2,2 см

     

     

    Расчет осадки St приводим в табл. 7.5.

     

    Таблица 7.5 - Расчет осадки фундамента в сечении 2-2

    U

    N

    t = NT,сут

    St = SU, см

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    0,90

    0,95

    0,02

    0,06

    0,13

    0,24

    0,42

    0,69

    1,08

    1,77

    2,54

    0,0007

    0,0021

    0,00455

    0,0084

    0,0147

    0,02415

    0,0378

    0,06195

    0,0889

    0,44

    0,66

    0,88

    1,1

    1,32

    1,54

    1,76

    1,98

    2,09





    7.7  Так как осадки во всех сечениях не превышают предельных значений, то следует сделать вывод, что размеры фундаментов выбраны верно.

     

     

     

     

     

     


     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


     

    Рисунок 7.4 - График затухания осадки во времени

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    8 Конструирование фундаментов


    Исходя из окончательных размеров фундаментов, установленных расчетом по предельным состояниям, произведено конструирование фундаментов в соответствии с[8] главы 8 и 9, или [7].

    Произведена раскладка  фундаментных подушек и стеновых блоков с перевязкой швов. На плане  фундаментов, который указан в графической части проекта, указаны монолитные участки.

    Разрабатывается конструкция  гидроизоляции фундаментов от капиллярной  воды. Для отвода поверхностных вод  предусматривается отмостка.

    Кроме того разработана  конструкция пола первого этажа.

     

    9 СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ НУЛЕВОГО ЦИКЛА

     

    Геометрические размеры  котлована приведены на листе. При  устройстве котлована производят разработку грунта экскаватором ЭО 1612 с вместимостью ковша 0,65м3, для вывоза грунта используется автосамосвал ГАЗ-93А (2,25м3). Впоследствии производят ручную доработку грунта.

     

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    В данном курсовом проекте был разработан вариант фундаментов мелкого заложения под жилое и общественное здание. Выбор рационального вида фундамента осуществлялся на основе технико-экономического сравнения двух вариантов, наиболее часто используемых в строительстве: мелкого заложения и свайные фундаменты. Сравнение было сделано на основе их стоимости, установленной по укрупненным показателям.


    Для выбранного типа фундаментов трех характерных сечениях зданий был произведен расчет оснований по предельному состоянию второй группы и сравнение полученных значений с предельными.

    В данном курсовом проекте даются краткие сведения об устройстве котлована. 
    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

     

    1. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – Взамен СНиП II – 15 – 74 и СН 475-75; введ. 1985-01-01. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 40с.: ил. – (Строительные нормы и правила)
    2. Берлинов М.В., Якубов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов: Учеб. для техникумов. – М.: Стройиздат, 1986. – 173с., ил.
    3. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая спец. курс инженерной геологии). – 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отделение, 1988. – 415с.
    4. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (Основы теории и примеры расчета): Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1990. – 304с., ил.
    5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. – Взамен главы СНиП II-6-74; введ. 1987-01-01. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 36с.: ил – (Строительные нормы и правила)
    6. Основания и фундаменты, подземные сооружения / под ред. Е.Н. Сорочана, Ю.Г, Трофимова. – М.: Стройиздат, 1985. – 480с., ил. - (Справочник проектировщика).
    7. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. – Взамен СНиП II-17-77; введ. 1986-01-01. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 48с.: ил. – (Строительные нормы и правила)
    8. Куликов О.В. Расчет фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений: Метод. указания по выполнению курсового проекта. – Братск: БрИИ, 1988. – 20с.

Информация о работе Расчет и проектирование фундаментов гражданских зданий в г. Абакан