ОиФ 7-ми этажный 21 квартирный жилой дом

Графическая часть.dwg

Глина тугопластичная насыщенная водой:
Супесь пластичная насыщенная водой:
Разрез 1-1 ленточного фундамента М 1:50
Инженерно-геологический разрез М 1:100
План фундамента М 1:100
-этажный 21-квартирный жилой дом
ленточного фундамента М 1:50
Раскладка по оси 5 М 1:100
Разрез 2-2 свайного фундамента М 1:50
Монолитная ж.б. плита
Суглинок мягкопластичный:

ОиФ ПЗ.docx

Пояснительная записка курсового проекта содержит:
стр. 5 рис. 5 табл. источников – 10.
Иллюстрационная часть курсового проекта: 1 лист формата А1.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ГРУНТЫ СБОР НАГРУЗОК ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОСАДКА.
Объект исследования: 7-этажный 21-квартирный жилой дом
анализ инженерно-геологических условий
подбор ленточного и свайного фундаментов по заданному сечению.
Предмет исследования: основания и фундамент здания.
Основные конструкции и технико-экономические показатели: количество этажей – 7 номер скважины – 4 нормативная глубина промерзания грунта – 12м нормативная снеговая нагрузка – 15 КПа глубина подвала – 23 м.
Анализ инженерно-геологических условий
Расчёт нагрузок на фундамент здания
Проектирование ленточного фундамента
1 Подбор размеров подошвы фундамента
2 Проверка на внецентренное сжатие
3 Определение группы по несущей способности
4 Определение конечной осадки ленточного фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования
Проектирование свайного фундамента
1 Выбор типа и размеров свай
2 Выбор типа и глубины заложения ростверка
3 Определение несущей способности сваи по грунту
4 Размещение свай и уточнение размеров ростверка
5 Проверка свайного фундамента по I ГПС
6 Расчет свайного фундамента по II ГПС
7 Осадка свайного фундамента
Список использованных источников
В современном мире очень сильно возрос спрос на жильё. Во всех крупных городах нашей страны идёт интенсивное строительство жилых домов. Неотъемлемой частью возведения таких зданий является устройство фундаментов и подготовка основания под них.
Основания и фундаменты зданий и сооружений служат для восприятия нагрузок от строительных конструкций технологического оборудования и нагрузок на полы. Как известно надежность оснований и фундаментов и снижение стоимости работ по их устройству в значительной степени зависят от умения правильно оценить инженерно-геологические условия площадок строительства свойства грунтов и совместную работу этих грунтов с деформирующимися фундаментами и конструкциями сооружения.
Целью данного курсового проекта является проектирование и расчёт фундаментов для 7-этажного 21-квартирного жилого дома со поперечными и продольными несущими стенами из многослойных железобетонных панелей.
При разработке фундаментов для заданного здания выбор конструктивных решений был производен исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом специфики грунтов уровня подземных вод максимального снижения материалоемкости трудоемкости стоимости строительства и т.п.
Запроектированные фундаменты должны обеспечивать необходимую прочность и устойчивость.
Для оценки прочности и сжимаемости грунтов необходимо установить полное наименование грунтов представленных в геологическом разрезе глубину заложения подземных вод. Для этого необходимо рассчитать ряд вспомогательных характеристик грунта.
Рисунок 1 – Инженерно-геологический разрез
Расчёт связных грунтов
Определяем удельный вес грунта
Определяем коэффициент пористости грунта
–удельный вес твердых частиц грунта кНм3
– удельный вес грунта кНм3
– природная влажность грунта.
Определяем степень влажности
где –удельный вес воды 10 кНм3.
Определяем число пластичности
где – влажность на границе раскатывания
– влажность на границе текучести.
Определяем показатель текучести
Определяем главные характеристики грунта
-расчетное сопротивление
-угол внутреннего трения
-нормативное значение модуля упругости .
Результаты занесем в таблицу.
Таблица 1- Расчётные характеристики грунтов
Мягкопластичный суглинок
Тугопластичная глина
песок насыщенный водой средней плотности мелкий
Вывод: судя по геологическому профилю площадка имеет спокойный рельеф. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Суглинок и глина могут служить естественным основанием. Подземные воды не будут влиять на возведение фундаментов мелкого заложения и эксплуатацию здания. Суглинок и глина обладают хорошими прочностными характеристиками.
Для определения нагрузок вычислим грузовую площадь на которую подсчитаем полезную нагрузку и собственную массу конструкций. Подсчёт нагрузки приходящейся на метр длины несущей стены производим на уровне отметки верха фундамента.
Таблица 2 – Сбор нагрузок на фундамент
Нормативная нагрузка кН
Коэффициент надежности по нагрузкеγf
Коэффициент сочетаний
на 1м2 груз. площади
слоя гидроизоляции на битумной мастике
Чердачное перекрытие
Цем.-песчаная стяжка =40мм
Пароизоляция: 1 слой рубероида на битумнорй мастике
Междуэтажное перекрытие 1 этаж
Линолеум на мастике
Стяжка из цесентно-песчаного раствора =40мм
Панель междуэтаж-ного перекрытия
Итого на 7 типовых этажей:
Итого постоянная нагрузка:
Полезная на перекрытие 1 этажа
Полезная на все этажи с учётом n1=062
Итого врем. нагрузка
Итого полная на п.м.
hэт*ст*n*γст=28*064*7*16=2007
После оценки инженерно-геологических условий и сбора нагрузок на фундамент необходимой перейти непосредственно к расчёту.
Расчёт начинается с выбора глубины заложения ленточного фундамента в зависимости от характеристик грунтов и уровня подземных вод глубины промерзания грунта в районе строительства наличия подвала количества и размеров фундаментных стеновых блоков и подушки. На этом этапе глубина заложения назначается предварительно впоследствии она может меняться в результате подбора подушки фундамента и проверок на внецентренное сжатие. Также немаловажное влияние на глубину заложения оказывает наличие подземных коммуникаций и конструктивные особенности здания.
В нашем случае важно учесть:
глубина подвала по заданию – 2.3 м
нормативная глубина промерзания грунта – 12м
Расчётная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
где – нормативная глубина промерзания (по заданию КП)
– коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений.
Глубина подвала глубине промерзания удовлетворяет.
Предварительно назначаем глубину заложения фундамента – 3.1 м исходя из размеров фундаментных блоков и подушки.
Выбранная глубина заложения не находится на границе раздела грунтов. Уровень подземных вод расположен ниже подошвы фундамента.
Подбор размеров подошвы фундамента
Вычислим предварительную площадь фундамента по формуле:
– сумма нагрузок на фундамент для расчета второй группы предельных состояний (для ленточных фундаментов – погонная нагрузка) кН;
– табличное значение расчетного сопротивления грунта несущего слоя кПа;
– средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (принять 20 кНм3);
– глубина заложения фундамента м.
Выбираем фундаментную подушку ФЛ12.24-(1-4):
b=1200мм; L=2380мм; h=300мм; a=350мм; m=163т;
Принимаем блоки бетонные стен подвалов ФБС 24.66-Т
Основным критерием при подборе размеров подошвы фундамента является выполнение условия:
где– внешняя суммарная расчетная нагрузка на фундамент для расчетов по второй группе предельных состояний кН;
– вес фундаментных блоков кН;
– вес фундаментной плиты;
– вес грунта с левой стороны от фундамента кН;
– вес грунта с правой стороны от фундамента кН;
– принятая площадь фундамента м2.
– расчетное сопротивление грунта определяемое по формуле:
– ширина подошвы фундамента;
и – коэффициенты условия работы;
– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (взято по грунту с меньшей несущей способностью);
– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента;
– коэффициент при b ≤ 10 м;
– коэффициент надежности;
- коэффициенты для φ = 16°.
– расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
– глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
где – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала м;
– толщина конструкции пола подвала м;
– расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;
– глубина подвала расстояние от уровня планировки до пола подвала м.
Таким образом имеем
Рисунок 2 – Ленточный фундамент
2Проверка на внецентренное сжатие
При внецентренном загружении фундамента последовательным приближением добиваются удовлетворения следующих условий:
Рисунок 3 – Схема распределения краевых давлений по подошве фундамента
для максимального краевого давления
для минимального давления
Краевые давления по подошве фундамента вычисляют по формуле:
где – суммарная вертикальная расчетная нагрузка в уровне подошвы фундамента вычисляется аналогично как при расчете среднего давления по подошве кН;
– моменты от расчетных нагрузок в уровне подошвы кНм;
– момент сопротивления площади подошвы фундамента м3.
Для ленточного фундамента
Расчетные характеристики грунта засыпки:
Определяю интенсивность давления грунта:
Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственной массы на уровне подошвы фундамента:
Момент от горизонтального активного давления грунта от собственной массы:
Интенсивность горизонтального давления грунта от нагрузки q на поверхности земли:
Момент от горизонтального активного давления грунта от нагрузки q:
Моменты от вертикальных нагрузок:
Опорная реакция в уровне низа плиты перекрытия надподвального этажа:
Момент в уровне подошвы:
Условия выполняются. Размеры фундамента достаточны для восприятия нагрузок от вышележащих конструкций.
Для определения группы по несущей способности необходимо рассмотреть 2 вида ленточного фундамента: с нормативной толщиной стены и с фактической.
Момент по грани стены (нормативный):
где нормативная консоль подушки
- нормативная ширина блоков.
Момент по грани стены (фактический):
где – фактическая консоль подушки.
Приравняем оба момента и выразим :
Так как расчет арматуры всегда ведется по I ГПС необходимо умножить полученное значение на осредненный коэффициент надежности:
Согласно табл. А2 методических указаний для ширины плиты 800мм и толщины стены фундаментного блока не менее 500мм максимальное допустимое напряжение для 1-й группы по несущей способности – 060Мпа следовательно выбранная плита принадлежит этой группе.
Ширина подошвы ленточного фундамента b =1.2м. Среднее давление фундамента РII=35360 кПа
Разбиваем толщину грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои высотой h = 04b = 0412 = 048 м.
Для вертикали проходящей через середину подошвы фундамента находим напряжения от собственного веса грунта zq и дополнительные давления zp .
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя расположенного на глубине Z от подошвы фундамента определяются по формуле:
В уровне подошвы фундамента (точка 0):
Ниже уровня подземных вод (УПВ) в песках и глинистых грунтах с IL05 :
Для супеси пластичной насыщенной водой:= 1169
Для песка насыщенного водой:= 998
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента действующие по оси проходящей через центр подошвы фундамента определяем по формуле:
где – коэффициент затухания дополнительных давлений по глубине;
- дополнительное вертикальное давление на основание в уровне фундамента.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине где выполняется условие:
Расчет приведен в таблице 3.
Осадка основания определяется методом послойного суммирования:
где – безразмерный коэффициент равный 08;
– среднее значение дополнительных вертикальных нормальных напряжений в
– соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.
Таблица 3 - Расчет и
Глина тугопластичная γ0=188
Супесь пластичная насыщенная водой γ0=21.7
Песок средней крупности насыщенный водой γ0=20
Осадка фундамента: S= Su = 01 м.
Осадка основания фундамента находится в пределах допуска.
Рисунок 7 – Осадка ленточного фундамента
Расчёт свайного фундамента начинается с выбора длины сваи в зависимости от характеристик грунтов и уровня подземных вод. Сначала длина назначается предварительно впоследствии она может меняться в результате проверки. Также необходимо учесть конструктивные особенности здания.
Острие сваи следует располагать в прочных малосжимаемых грунтах. Заглубление сваи в опорный (несущий) слой должно быть не менее 05-10 м причем меньшие значения – при прочных грунтах (глинистые с JL 01 пески гравелистые крупные средней крупности). Рекомендуется заводить сваю в несущий слой на 2-3 м. Острие сваи не должно совпадать с границей слоев а быть выше ее на 1 м или ниже на 05 м.
Назначив ориентировочно положение нижнего конца сваи устанавливают требуемую длину сваи округляют ее (в большую сторону) до ближайшей стандартной сваи и уточняют положение нижнею конца сваи. Принимают поперечное сечение сваи. Следует помнить что длина забивных свай измеряется от головы сваи до начала острия.
Минимальная длина свай при центральной нагрузке – не менее 25 м при внецентренной – 4м.
Предварительно выбираем сваю С7-30. Выбранная свая не находится на границе раздела грунтов.
Ростверки выполняют из монолитного или сборного железобетона. Обычно по конструктивным соображениям но не менее 30 см. Чаще всего осуществляется свободное сопряжение сваи с ростверком заделкой ее на глубину 5-10 см.
Ростверк как правило располагается ниже подвала.
В нашем случае принимаем железобетонный ростверк высотой 0.3 м толщиной 0.4м.
Расчет свайных фундаментов должен проводиться по двум группам предельных состояний:
–по первой группе расчетом несущей способности грунта оснований свайных фундаментов;
–по второй группе расчетом осадок оснований свайных фундаментов.
Одиночную сваю по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
где – расчетная несущая способность сваи по грунту;
– коэффициент надежности в курсовой работе принять равным 14;
– расчетная нагрузка передаваемая на сваю определяемая с учетом коэффициентов надежности по нагрузке γf.
Несущая способность висячей сваи по грунту работающей на сжимающую нагрузку определяется по формуле:
где – коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый γс =1;
– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
– площадь опирания на грунт сваи м;
– наружный периметр поперечного сечения сваи м;
– расчетное сопротивление
– толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи м
- коэффициенты условия работы на боковой поверхности сваи
Пласты грунтов следует расчленить на слои толщиной не более 2 м.
при грубине погружения нижнего конца сваи 98 м)
Таблица 4 - Для определения несущей способности сваи по грунту
Расчетная несущая способность сваи с учетом коэффициента надежности:
Определяем количество свай в свайном фундаменте:
где – расчетная нагрузка по I ГПС;
Расстояние между сваями:
В данном курсовом проекте принят прямоугольный ростверк. Сваи размещаются в нём в 1 ряд симметрично относительно оси нагрузки. Минимальное расстояние между осями висячих свай принято не менее 3d (d – диаметр или сторона поперечного сечения сваи) и не менее 07 м. Максимальное расстояние – 6d. Расстояние в свету от края сваи до края ростверка 5 см. Ширину ростверка назначена 300 мм высота – 400 мм.
Законструировав ростверк выполняется окончательная проверка свайного фундамента по несущей способности по условию (28). Проверке подлежит наиболее нагруженная крайняя свая. Расчетная нагрузка на сваю определяется по формуле:
где – соответственно расчетные вертикальные нагрузки и момент всех сил относительно центра тяжести подошвы ростверка кН и кНм;
– количество свай в ростверке;
– расстояние в направлении действия момента до оси наиболее удаленной сваи от центра тяжести свайного поля м;
– то же до оси каждой сваи м.
Так как принимаем одну сваю второе слагаемое равно 0.
т.е. запас несущей способности 8%.
Средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов залегающих в пределах длины сваи при слоистом их напластовании определяется:
Ширина условного фундамента:
Площадь подошвы условного фундамента:
Среднее давление под подошвой условного фундамента:
где кН – внешняя расчетная нагрузка на фундамент для расчета по II ГПС;
Расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента:
Размеры подошвы условного грунтосвайного массива:
Среднее давление под подошвой условного грунтосвайного массива:
Разбиваем толщину грунта ниже подошвы условного фундамента на элементарные слои высотой Δh =
Природное давление грунта на уровне подошвы условного фундамента:
Дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента:
Расчет приведен в таблице 5.
Таблица 5 - Расчет и
Песок насыщеный водой γ0=20 γsb=9.98
S =00140м Su = 01 м.
Осадка основания фундамента находится в пределах допуска.
Рисунок 9 – Осадка свайного фундамента
В результате выполнения данного курсового проекта был произведён: анализ инженерно-геологических условий расчёт нагрузок на фундамент а также расчёт и проектирование ленточного фундамента мелкого заложения и свайного фундамента.
В результате анализа инженерно-геологических условий были рассчитаны все нужные параметры грунтов необходимые для проектирования фундаментов.
При сборе нагрузок на фундамент были учтены все необходимые постоянные и временные нагрузки вычислены итоговые значения по I ГПС и II ГПС.
Для ленточного фундамента были произведены: выбор глубины заложения фундамента подбор размеров подушки фундамента и фундаментных стеновых блоков проверка на внецентренное сжатие определение группы по несущей способности и расчёт величины осадки. В результате были подобраны стеновые блоки ФБС 24.3.6-Т и подушка ФЛ 8.24-1. Величина осадки составляет - 0.033 м что соответствует нормам СНиП. Фундамент прошёл все проверки на прочность следовательно его надежность обеспечена.
Для свайного фундамента были произведены: подбор типа и размера свай выбор типа ростверка определение несущей способности по грунту проверка по I ГПС и расчёт по II ГПС вычислена величина осадки. Подобрана свая С7-30 . Величина осадки составляет – 0.0003м что удовлетворяет требованиям СНиП.
Из двух рассчитанных вариантов фундамента более экономичным является ленточный фундамент мелкого заложения.
Также на листе приведены план фундаментов и развёртка по оси Д на которых представлена раскладка фундаментных блоков и подушек.
Расчет осадки фундамента. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Расчет нагрузок на фундаменты зданий. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Проектирование оснований и фундаментов и стен подвальных помещений. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Берлинов М.В. Ягупов Б.А. Примеры расчёта оснований и фундаментов. Стройиздат.1986г.
Далматов Б.И. Морарескул Н.Н. Науменко В.Г. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений - М.: Высшая школа 2004.- 240 с.
Далматов Б.И. Механика грунтов основания и фундаменты. – М.: Стройиздат 2007г.
Нормативные документы:
СП 22.13330.2011.(СНиП 2.02.01-83*.) «Основания зданий и сооружений» Москва.2011г.
СП 22.13330.2011.(СНиП 2.01.07-87*.) «Нагрузки и воздействия.» Москва.2011г.
СП 24.13330.2011. (СНиП 2.02.03-85*.) «Свайные фундаменты.» Москва.2011г.