Расчет фундаментов

Записка фундаменты 13.05.docx

Министерство Образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Белгородский Государственный Технологический Университет
Кафедра строительства и городского хозяйства
по дисциплине: «Основания и фундаменты»
Фундаменты мелкого заложения
Исходные данные .. 4
Анализ исходных данных . 9
Таблица 2.1 «Исходные данные для определения геологических условий строительной площадки»
Таблица 2.2. «Составленные данные в соответствии с индивидуальным шифром зачетки»
Определение глубины заложения фундамента .12
Таблица 3.1 «Строительная климатология»
Фундаменты мелкого заложения 15
Таблица 4.1 «Нагрузки на междуэтажное перекрытие»
Таблица 4.2 «Нагрузки на чердачное перекрытие»
Таблица 4.3 «Нагрузки на покрытие»
Расчет осадок фундаментов мелкого заложения по схеме линейно деформируемого полупространства методом послойного суммирования .18
Таблица 5.1 «Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования»
Таблица 5.2 «Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования»
Свайные фундаменты .21
1 Определение параметров свайного фундамента 23
Библиографический список
Анализ исходных данных
Инженерно-геологические условия строительной площадки исследуют с целью получения материалов необходимых для составления проекта оснований и фундаментов зданий и сооружений а также для решения вопросов о способах производства работ по устройству фундаментов.
Работы по оценке инженерно-геологических условий строительной площадки включают:
Составление топографического плана строительной площадки с нанесением горизонталей. Это необходимо для выбора планировочной отметки участка и определения способов удаления с участка поверхностных вод.
Сбор сведений о состоянии соседних сооружений. Эти сведения ценны для характеристики будущего основания и выбора типа фундамента. Используя их можно сократить изыскательские работы на строительной площадке.
Изучение грунтовых условий на строительной площадке (бурение скважин и составление инженерно-геологической колонки).
Изучение гидрогеологических данных (режим грунтовых вод отметки максимального и минимального их уровня их химический состав). Определяются одновременно с изучением грунтовых условий.
Изучение физических характеристик грунтов оснований необходимых для определения расчётных давлений. Данные характеристики определяются в лаборатории.
Для расчета оснований и фундаментов по предельным состояниям необходимо располагать расчётными характеристиками всех обнаруженных разновидностей грунтов.
Рис.1 План строительной площадки
Определение глубины заложения фундамента
По назначению и конструктивным особенностям проектируемого сооружения.
При составление плана здания был разработан теплотехнический расчет наружной стены и покрытия. Стена состоит из кирпича минераловатные плиты и облицованно штукатуркой. Покрытие состоит из цементно-песчаного раствора утеплителя (минераловатной плиты) пароизоляции и жб плиты. Глубина заложения 15м.
По глубине заложения фундаментов примыкающих (существующих) сооружений.
Примыкающие здания имеют туже глубину заложения фундамента что и проектируемое(15м).
По нагрузкам и воздействиям на основания и фундаменты и инженерно-геологическим условиям местности на которой находится площадка строительства.
По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории.
Рельеф спокойный ограничений не накладывает.
По гидро-геологическим условиям.
Грунтовые воды не обнаружены.
По глубине сезонного промерзания грунтов.
- расчетная глубина промерзания грунтов
- коэффициент учитывающий влияние теплового режима эксплуатации сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых зданий по табл. 4 для неотапливаемых сооружений.
Итого глубина заложения фундамента в каждом пункте:
Вывод: максимальная глубина заложения принимаем равной 15 м.
Нагрузки на междуэтажное перекрытие
Таблица 1. Усилия на верхних обрезах фундаментов
коэффициент надежности
Постоянные нагрузки нагрузки
гидроизоляционный ковер три слоя
стяжка из цементно песчаного раствора
чердачное перекрытие
временная на чердачное перекрытие
Временная на междуэтажное перекрытие
497 кН горизонтальная нагрузка71497кН крутящий момент 3575 кН*м
366 кН горизонтальная нагрузка 8337кН крутящий момент 4168 кН*м
ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения
Размеры подошвы фундаментов мелкого заложения определяют методом последовательного приближения.
Вычисляют площадь подошвы А в первом приближении:
где =71497 - расчетная нагрузка приложенная к обрезу фундамента (приведено в задании);
=200 кПА - расчетное сопротивление грунта основания определяемое по геологическому разрезу;
=20 кНм3 - средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах;
=15м - глубина заложения фундамента.
Выбираем форму подошвы - прямоугольную.
Исходя из вычисляют ширину и длину фундамента. Для прямоугольной: . 1=421 м
Определяют расчетное сопротивление грунта основания:
R=(12*10911)*(134*096*421*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=32982кПа
gс1=1 gс2=1 - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице;
- коэффициенты принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения ;
Kz=096 - коэффициент принимаемый равным: при b 10 м - kz = 1;
b=421 - ширина подошвы фундамента м;
gII =196 - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента кНм3 ;
gII =196 - то же залегающих выше подошвы;
сII =2 - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
d1=15 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки
Вычисляют площадь подошвы во втором приближении:
R=(12*10911)*(134*096*238*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=2749кПа
Вычисляют площадь подошвы в третьем приближении:
R=(12*10911)*(134*096*292*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=29111
Вычисляют площадь подошвы в четвертом приближении.
R=(12*10911)*(134*096*274*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=28571
Вычисляют площадь подошвы в пятом приближении.
R=(12*10911)*(134*096*280*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=28750
Вычисляют площадь подошвы в шестом приближении.
R=(12*10911)*(134*096*277*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=28660
Вычисляют площадь подошвы в седьмом приближении.
R=(12*10911)*(134*096*279*196+634*15*196+(63-1)*0*196+855*2=28709
Вычисляют площадь подошвы в восьмом приближении.
Уточняют размеры подошвы и . На этом приближении можно остановиться приняв
Проверяют выполнение следующих условий:
а) среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания т.е. ;
б) при действии момента давление под наиболее и наименее нагруженной гранью фундамента должно быть соответственно:
где - вес фундамента и грунта на его уступах соответственно;
Расчет с учетом имеющихся сборных элементов.
- эксцентриситет приложения нагрузки.
Условия выполняются принимаем b=2.8м
Расчет осадок фундаментов мелкого заложения по схеме линейно деформируемого полупространства методом послойного суммирования
Осадки возможные в период строительства и эксплуатации определяют используя решения теории линейно деформируемых сред. Основное условие применимости к грунтам теории линейного деформирования заключается в том чтобы напряжения по подошве фундамента находились в пределах первых двух фаз напряженного состояния грунта т. е. соблюдалось условие. Помимо данного в методе послойного суммирования используют и другие упрощающие гипотезы. В частности считается что осадка зависит только от вертикального давления создаваемого фундаментом сооружения другие компоненты напряжений не учитываются. Предполагается также что боковое расширение грунта невозможно а фундамент не имеет жесткости.
Осадка основания в методе послойного суммирования зависит от вертикального дополнительного давления равного разности между средним давлением и вертикальными напряжениями от собственного веса грунта на уровне центра подошвы фундамента так как считается что грунты основания уплотнились от действия собственного веса грунта задолго до начала строительства.
Расчет осадок ленточного фундамента методом послойного суммирования
Толщина элементарного слоя принимаем 1м.
Величина осадки в элементарном слое грунта
где – коэффициент бокового давления зависящий от коэффициента относительных поперечных деформаций для показания условности схемы принимаем 08
- среднее напряжение в i-ом элементарном слое
- модуль деформации
Для удобства расчета осадки фундамента все данные представим в виде таблицы 4.4 Определение осадки фундамента.
Рис. 4.3. Схема к определению осадки фундаментов
Таблица4.4. Определение осадки фундаментов
Общая деформация основания составляет 223см что не превышает предельно допустимую для данного типа зданий равную 10 см.
Назначение и работа сваи
Сваи представляют собой круглые или многогранные стержни (деревянные бетонные железобетонные или металлические) погруженные в грунт. По длине они могут быть постоянного сечения (цилиндрические и призматические) и переменного (конические и пирамидальные).
Группу свай образующую свайный фундамент поверху связывают жесткой конструкцией в виде балки или плиты обеспечивающей передачу давления от сооружения на все сваи и препятствующей горизонтальному перемещению верхней части последней.
Конструкции связывающие головы свай называют ростверками и выполняют в зависимости от материала свай и постоянного уровня грунтовых вод из дерева бетона или железобетона. Различают ростверки высокие и низкие. Высокими называют ростверки нижняя плоскость которых лежит выше поверхности грунта. Такие ростверки устраивают когда поверхность грунта покрыта водой например при строительстве набережных мостовых опор и т. д. Однако возможно устройство высоких ростверков и при строительстве гражданских зданий например при устройстве технического подполья.
Низкими называют ростверки с заглубленной в грунт нижней плоскостью. В промышленном и гражданском строительстве обычно применяют низкие ростверки. Отметка заглубления низкого ростверка в грунт зависит от наличия подвалов и проходящих в нем подземных коммуникаций возможности пучения грунтов глубины заложения соседних фундаментов и ряда других причин.
Основы классификации свай
Сваи могут быть деревянными металлическими бетонными и железобетонными. В последнее время начали применять грунтобетонные или грунтоцементные сваи.
По способу внедрения в грунт различают сваи готовые погружаемые в грунт забивкой задавливанием завинчиванием и т. д. и набивные изготовляемые непосредственно в скважине предварительно сделанной в грунте. Готовые сваи погружаемые в грунт с помощью молотов и вибропогружателей называют забивными.
Поперечное сечение свай может быть сплошным (полнотелые сваи) или полым (пустотелые сваи и сваи-оболочки). Принципиального различия между пустотелыми сваями и сваями-оболочками нет. При диаметре (стороне) поперечного сечения сваи до 800 мм и наличии внутренней полости сваи называют пустотелыми. При тех же условиях но при диаметре более 800 мм сваи называют оболочками.
Пустотелые сваи и сваи-оболочки могут быть с открытым или закрытым нижним концом что сказывается на способе производства работ и на несущей способности сваи.
Чтобы повысить несущую способность сваи у ее нижнего конца устраивают уширенную пяту (разбуриванием или камуфлетным взрывом). Устройство уширенной пяты тем или другим способом возможно у забивных свай но наиболее часто применяется у набивных свай.
Конструкции готовых свай как это видно из сказанкого более или менее стандартны. Конструкций набивных свай исключительно разнообразны. Скважины для устройства набивных свай могут выполниться непосредственно в грунте бурением или пробивкой под защитой обсадной трубы или без нее или с обсадной трубой удаляемой после бетонирования сваи или остающейся в качестве внешней оболочки сваи. Возможно комбинирование различных методов устройства ствола сваи и уширенной пяты.
В рамках курсовой работы студентами рассматриваются висячие забивные железобетонные сваи.
Забивные железобетонные сваи получили наибольшее распространение и применяются в различных конструктивных модификациях. Железобетонные сваи изготовляют из обычного или предварительно-напряженного железобетона.
Наиболее распространены железобетонные призматические сваи сплошного квадратного сечения. Такие сван применяют размерами сечения от 200200 до 400400 мм длиной 3—24 м.
Интервалы длины для таких свай приняты для длин 3—6 м через 05 м и для длин 6—24 м через 1 м. Ненапряженные сваи изготовляют длиной 3—16 м а предварительно-напряженные — длиной более 16 м. Сплошные призматические железобетонные сваи армируют по расчету продольными стержнями из горячекатаной арматуры стали периодического профиля диаметром 12—22 мм класса А300 и поперечной арматурой спиралями сетками в голове сваи и петлями из обыкновенной арматурной проволоки класса A240 диаметром 5—6 мм. Бетон для свай с ненапряженной арматурой принимается класса В15 а для свай с предварительно-напряженной арматурой — класса В30. В качестве крупного заполнителя для бетона применяют щебень крупностью не более 40 мм.
1 Определение параметров свайного фундамента
Первоначальные параметры сваи принимаем согласно [6]:
Для забивных и набивных висячих формулы имеют одинаковый вид:
где - коэффициент условий работа сваи в фунте;
- расчетное сопротивление грунтов под сваей кПа; табл1 [6] =3050 кПа
- площадь опирания сваи м2;=025 м2
- периметр сваи м;=20м
-коэффициенты условий работы грунта соответственно на
боковой поверхности и под нижним концом сваи;= 09 и 08 соответственно(вибропогружение и вибровдавливание)
- расчетное сопротивление
- толщина i –го слоя грунта м.
Вычисляют количество свай в первом приближении
n=14*49561140.618=061 (берем 1 сваю)
где - коэффициент надежности (при определении несущей способности свай по СП = 14 ).
Количество свай n=1. Располагаем забивные сваи в один ряд с расстоянием между центрами свай d с соблюдением условия ;
где – сторона сечения сваи ;
- расстояние от грани сваи до края ростверка.
Заделка сваи в ростверк – свободная высота ростверка .
Расчетная нагрузка на сваи:
где – вес ростверка ;
– вес грунта на обрезах фундамента;
– расстояние от центральной оси ростверка до оси каждой сваи. При однорядном расположении свай .
Условие выполняется следовательно используем полученную конструкцию фундамента для дальнейших расчетов.
2. Расчет осадок свайного фундамента методом послойного суммирования.
Для расчета осадок свайного фундамента рассмотрим его как условный массивный фундамент. Для определения границ условного фундамента необходимо найти расстояние от наружной грани сваи до вертикальной плоскости условного фундамента
где - осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта определяемое по формуле
Ширина условного фундамента
Величина среднего фактического давления под подошвой условного фундамента
– вес грунта в пределах условного фундамента
Вертикальное дополнительное давление
Сжимающую толщу основания ограничивают глубиной на которой вертикальные напряжения от действия дополнительного давления не превышают 20% напряжений от собственного веса грунта:
Толщина элементарного слоя принимаем 05м
Рис. 6.2 Схема к определению осадки свайных фундаментов
Таблица 6.2 Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.
Общая деформация основания составляет 141 см что не превышает предельно допустимую равную 10 см.
Сравнение технических характеристик фундаментов глубокого и мелкого заложения
Общий объем бетона м3
Наиболее экономичный по расходуемому материалу является фундамент мелкого заложения что и видно из сравнительной характеристики. (Примечание: сравнение по земляным работам не проводилось)
«Фундаменты мелкого заложения Свайные фундаменты» Черныш А.С. Долженко А.В. Решетняк А.В.
СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»
СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»
СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»
"Механика грунтов основания и фундаменты" Ухов С.Б.
СНиП 2.02.03-85 «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ»

фундаменты 11.06.15.dwg

Часовой график монтажа конструкций в осях А-Е
Наименование процессов
принят состав звена рабочих
Укрупнительная сборка металлических ферм
монтажн. 5р. - 1 4р. - 1 3р. - 1
монтажн. 6р. - 1 4р. - 1 3р. - 1
Монтаж металлических ферм
Монтаж прогонов и связи
Монтаж кровельные панели покрытий
Инженерно-геологический разрез
Условные обозначения
-суглинок с черноземом
-суглинок светло-желтый
-суглинок темно-бурый
Схема расположения элементов свайного фундамента
Схема расположения элементов фундамента мелкого заложения
Швы на ц.п. растворе М150
Асфальтобетон Щебеночная подготовка 80мм
слоя гидроизоляционной мастики
Плита железобетонная
песчаная подготовка из песка средней крупности
Курсовой проект по дисциплине "Основания и фундаменты
Проектирование фундаментов
БГТУ им. В.Г.Шухова Кафедра ГКИИ группа С-316
Геологический разрез
схема расположения элементов фундамента мелкого заложения
схема раскладки ФБС
Схема раскладки фундаментных блоков