ОИФ, 5 курс СГАСУ

ОИФ.dwg

Раствор цемнтно-песчанный
Подстилающий слой из бетона
Прокладка 120*250*20
Подстилающий слой Б7.5
Асфальтобетон 20мм Щебень 80мм Утрамбованный грунт
Покрытие из бетона Б15 Подстилающий слой Б7.5 Утрамбованный грунт
Доски пола 29мм Лаги 50*80 Прокладка 120*250*20 Пароизоляция Жб плита перекрытия
Обмазка битумом за 2раза
Подстил.слой(гравиЙ)-80мм
Обмазка битумом за 2 раза
сит. план: ос. пр-ва работ: разрезы: 1-1 2-2; схема
СамГАСУ БС-582 Каф. ЖБК
Технологическая карта на монтаж плит покрытия
Покрытие из цем. песч р-ра
Уплотненное основание
Подстропильный слой гравия
План свайных фундаментов
Подстропильный слой из гравия
За нулевую отметку принимаем уровень чистого пола 1 этажа 2. Бетонная подготовка выполнена из бетона класс В 15 3.Горизонтальную гидроизоляцию в цокольной части здания выполняем из двух слоев рубероида
На плане свайнфх фундаментов показан план ростверков 2. За нулевую отметку принят уровень чистого пола 1 этажа здания 3. Бетонная подготовка выполнена из бетона класса В 15
СамГАСУ БС-03 Каф. ОиФ
Проектирование фундаментов мелкого заложения
Проектирование свайных фундаментов
Ситуационный план(1:1000).
Инженерно-геологический разрез
Проектирование свайных фундаментов 9-и этажного жилого дома.
СГАСУ БФ гр.БС-53 Каф. ОиФ
План свайных фундаментов. Разрез. Развертка. Сечения.
Проектирование фундаментов мелкого заложения 8-и этажной гостиницы.
План фундаментов. Разрез. Развертка. Сечения.
Проектирование фундаментов мелкого заложения 9-и этажного жилого дома.
За нулевую отметку принимаем уровень чистого пола 1 этажа
что соответствует абсолютной отметке 122
м. 2. Бетонная подготовка выполнена из бетона класс В 15. 3. Горизонтальную гидроизоляцию в цокольной части здания выполняем из двух слоев рубероида.
План фундаментов мелкого заложения
На плане свайных фундаментов показан план ростверков 2. За нулевую отметку принят уровень чистого пола 1 этажа здания 3. Бетонная подготовка выполнена из бетона класса В 15

ОиФ.docx

Задание на проектирование.
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.
1.Построение ситуационного плана и инженерно геологического разреза.
2.Определение производных и классификационных характеристик грунтов.
3.Строительная классификация грунтов.
4.Определение нормативных значений и показателей характеризующих механические свойства грунта.
5.Определение условного значения сопротивления грунтов основания.
6.Составление сводной ведомости нормативных значений физико-механических характеристик грунтовых свойств.
7.Определение расчетных значений физико-механических характеристик грунта.
Сбор нагрузок в характерных сечениях.
2.Определение расчетных значений нагрузок.
Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании по предельным состояниям.
1.Расчетная схема столбчатого центрально-нагруженного фундамента.
1.1.Подбор площади столбчатого центрально-наружного фундамента.
2.2.Расчет подошвы ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю несущую стену в бесподвальной части здания.
2.3.Расчет ленточного внецентренно-нагруженного фундамента под наружную стену в бесподвальной части здания.
2.4.Расчет ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю стену в подвальной части здания.
2 .5 Расчет ленточного внецентренного нагруженного фундамента под наружную несущую стену в подвальной части здания.
3.Расчет осадки основания фундамента.
4.Расчет столбчатого внецентренно-нагруженного фундамента на изгиб и продавливание.
4.1.Расчёт на изгиб для подбора арматуры плитной части фундамента.
4.2.Расчет оснований по несущей способности.
4.3. Расчёт ленточного фундамента на изгиб.
4.4. Расчет по несущей способности основания.
Расчет свайных фундаментов по предельным состояниям.
2.Расчет кустового свайного фундамента под центрально-нагруженную колонну.
2.2.Расчет осадки основания фундамента.
3.Расчет ленточного свайного фундамента под центрально-нагруженную стену.
4.Расчет ленточного свайного фундамента под внецентренно-нагруженную стену.
5.Расчет ленточного свайного фундамента под центрально-нагруженную стену.
6.Расчет ленточного свайного фундамента под внецентренно-нагруженную стену.
6.2.Расчет осадки основания фундамента.
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
Список использованной литературы.
В данном курсовом проекте по дисциплине “Основания и фундаменты” рассчитаны и запроектированы фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты. Приведены необходимые данные по инженерно-геологическим изысканиям схемы жилого здания действующие нагрузки по расчетным сечениям. Расчет оснований и фундаментов произведен в соответствии с нормативными документами по первой и второй группе предельных состояний.
В конце пояснительной записки на основе технико-экономического сравнения произведён вывод о наиболее экономическом варианте фундаментов.
В данном варианте проекта экономически выгоднее является вариант фундамента мелкого заложения.
СНиП 2.02.01-83 Основания и фундаменты;
СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты;
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции
1 Построение ситуационного плана и инженерно-геологического разреза.
Рис. 2.1 Ситуационный план и инженерно-геологический разрез.
2 Определение производных и классификационных характеристик грунтов
Определение производных и классификационных характеристик грунтов производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 25100-96 Грунты «Классификация» . При определении данных характеристик в расчетах принимают участие основные физические показатели грунтов приведенные в задании (см. табл. 2)
) Плотность сухого грунта:
(таб.2ст.14) ; (таб.2ст.11)
для верхнего слоя: гсм3;
для среднего слоя гсм3;
для нижнего слоя: гсм3;
) Пористость грунта:
для верхнего слоя: ;
для среднего слоя: ;
) Коэффициент пористости грунта:
) Коэффициент пористости грунта при влажности на границе текучести
) Степень влажности - степень насыщенности пор водой: ;
) Число пластичности:
-влажность на границе раскатывания (т.2 ст.13)
) Показатель текучести:
) Показатель косвенной оценки набухания и просадочности грунтов.
) Удельный вес грунта в природном состоянии:
-плотность грунта природная (т.2 ст.14)
где - ускорение свободного падения на земле;
) Удельный вес частиц грунта: ;
) Удельный вес сухого грунта: ;
) Удельный вес грунта в насыщенном водой состоянии: определяется только для пылевато-глинистых грунтов расположенных ниже УГВ; назначается для 2 слоя.
где - удельный вес воды;
) Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии: определяется только для песчаных грунтов (для 3 слоя) расположенных ниже УГВ.
) Степень неоднородности песков
-диаметр частиц менее которого находятся 60%
- диаметр частиц которых не более 10%
) Высота капиллярного поднятия воды: определяется только для пылевато-глинистых грунтов расположенных выше УГВ т.к. ниже грунты считаются залюченными.
3 Строительная классификация грунтов.
Строительная классификация заключается в определении полного наименования грунтов характеризующего их строительные свойства. Классификация производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 25100-96 «Грунты. Классификация». Выделяют связные и несвязные грунты.
По виду пылевато-глинястого грунта зависит от табл. 5:
JP1 = 021 017Jp – глина.
JP2 = 009 017Jp – суглинок.
По консистенции JL табл. 6:
JL1=005 0=J1=025 - полутвердый.
JL2=033 025=J1=050 - тугопластичный.
По набуханию грунта Jss табл.7:Jss1= 029 Jss103 – ненабухающий.
Jss2 = 0022 Jss203 – ненабухающий.
По просадочности Sr табл. 8: Sr1 =091 - не просадочный.
II.Несвязаные грунты.
Песок т.к. большая часть частиц диаметром менее чем 2 мм.
По гранулометрическому составу табл.1
Нижний слой песок мелкий d > 01 мм процент массы воздушного сухого грунта > 75%.
По степени влажности зависит от Sr табл. 2: влажный Sr=061 05 Sr 08.
По плотности сложения табл. 3: песок гравелистый крупный и средней крупности; средней плотности l=066 055 l 07.
По степени неоднородности песков
; песок неоднородный.
Вывод: ИГЭ 1 – Глина полутвердая ненабухающая непросадочная.
ИГЭ 2 – Суглинок тугопластичная ненабухающая непросадочная.
ИГЭ 3 – Песок мелкий влажный средней плотности неоднородный.
4 Определение нормативных значений и показателей характеризующих механические свойства грунта.
С- удельное сцепление грунта [кПа] прочностные хар-ки грунта
φ- угол внутреннего трения угла [град]
E-модуль деформации [мПа] деформационные хар-ки грунта
-показатель сжимаемости [Мпа-1]
Кф - коэффициент фильтрации грунта [мсут]
Существуют 2 способа определения прочностных и деформационных хар-к.
Непосредственное испытание в полевых или лабораторных условиях.
Нормативные значения механических характеристик грунтов на стадии проектирования допускается определять по таблицам СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
Для определения нормативных показателей механических свойств грунтов воспользуемся таблицами 1-3 прил. 1 СНиП 2.02.01-83*.
Для нахождения С φ Е песчаных грунтов воспользуемся таб.1 прил.1.
В таблице даны среднестатистические данные и если в таблице значения отсутствуют то это не значит что данные хар-ка отсутствует. Просто необходимо испытать данный грунт в полевых или лабораторных условиях.
Для пылевато-глинистых грунтов прочностные показатели φ С Е определяем по табл. 2 прил. 1 для песчаных грунтов по табл. 1 прил.1. Модуль деформации Е определяем по табл.3 прил.1.
Сn = 105 Е = 168 МПа.
Значения показателя сжимаемости :
-коэф. зависит от вида грунта.
Нормативные значения коэффициента фильтрации определяются по данным справочника «Основания фундаменты и подземные сооружения» Е.А.Сорочан.
5 Определение условного значения сопротивления грунтов основания .
Значение R0 определяется в соответствии с СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» по табл. 1-6 прил. 3. (справочник таб.4-5).
6 Составление сводной ведомости нормативных значений физико-механических характеристик грунтовых свойств.
7 Определение расчетных значений физико-механических характеристик грунта.
Определение расчетных значений физико-механических характеристик грунта производится в соответствии со СНиП 2.02.01-83* по формуле:
В расчетах основания по деформациям для всех грунтовых характеристик .
В расчетах основания по несущей способности при определении удельного сцепления:
Значения основных показателей грунтов представлены в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Расчетные значения основных физико-механических свойств грунта.
Характерис-тика грунта
Нормативное значение характе-ристики
Для расчета по II пред. сост.
Для расчета по I пред. сост.
Глина-полутвердая ненабухающая непросадочная
Удельное сцепления грунта
Угол внутреннего трения
Суглинок-тугопластичная ненабухающая непросадочная
Песок мелкий влажный средней плотности неоднородный.
СБОР НАГРУЗОК В ХАРАКТЕРНЫХ СЕЧЕНИЯХ.
Сбор нагрузок для проектируемого сооружения ведется на обрез фундамента в характерных сечениях указанных в задании. При сборе нагрузок учитываются указания и рекомендации СНиП. Сбор нагрузок выполняется на основное сочетание нагрузок. Для упрощения расчетов при сборе нагрузок учитываются только наиболее характерные виды вертикальных нагрузок. Ветровая нагрузка не учитывается. Расчетные значения нагрузок по 2-м группам предельных состояний определяются по формуле:
- расчетное значение любого вида нагрузки
- коэффициент надежности по нагрузке определяется по указаниям.
При определении расчетного значения нагрузки учитывают класс ответственности здания введением коэффициента . Проектируемое сооружение относится ко II классу (=095). При определении расчетных значений временных нагрузок их значения принимаются с коэффициентом сочетания нагрузок =09.
Коэффициент учитывающий одновременность загруженности перекрытий не используется.
Расчет производится в табличной форме.
Сбор нагрузок на столбчатый фундамент производится на 1 м2 площади подошвы а на ленточный фундамент на 1 погонный метр длины фундамента.
Сбор нагрузок учитывает следующие объемно-планировочные и конструктивные особенности сооружения:
-плиты перекрытия и покрытия приняты с опиранием по 2-м сторонам одинаковые.
-стены подвалов устраиваются из сборных бетонных фундаментных блоков.
2 Определение расчетных значений нагрузок.
Рис. 2.1. Конструктивный план для сбора нагрузок.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ.
Расчёт по II предельному состоянию по деформациям.
1 Подбор площади подошвы фундамента. Определяем требуемую площадь подошвы фундамента.
- сумма нагрузок на обрез фундамента по II предельному состоянию (Кн);
- расчетное сопротивление несущего слоя грунта (1 слой-несущий) (кПа);
d- глубина заложения подошвы фундамента (м);
- осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта уступках ().
1 .1 Расчет столбчатого центрально-наружного фундамента.
Сечение 1-1. Подбор площади подошвы входит в группу (подошвы) расчётов по II предельному состоянию.
Схема расчёта фундамента и определение его предварительной глубины заложения.
1. Расчетная схема столбчатого центрально-нагруженного фундамента.
Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:
где суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с. (табл. 2.1)
значение расчетного сопротивления грунта
усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах
глубина заложения фундамента.
Определяем требуемые размеры подошвы фундамента:
Уточняем размеры подошвы фундамента исходя из модульных размеров:
- ширина подошвы ф-та (уточнение)
Определяем расчетное сопротивление грунтов основания по формуле СНиП 2.02.01-83* «Основ. зданий и сооружений»:
где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием определяемые по табл. 3;
к=1 если прочностные хар-ки грунта определены по результатам полевых или лабораторных испытаний.
- коэффициент надежности принятый равным 11 т.к. прочностные характеристики грунта приняты по табл. СНиП;
- коэффициенты принимаемые по табл. 4 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя.
- коэффициент при ширине подошвы ф-та ; - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента [];
При наличии подземных вод определяется с учётом взвешенного и насыщенного действия воды.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента;
СII = 1002 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
м - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки;
Определяем среднее давление действующее под подошвой фундамента:
Условие не выполняется значит увеличиваем размеры подошвы фундамента и повторить расчёт с 3 пункта.
Уточняем размеры фундамента
Находим значение расчетного сопротивления грунтов основания:
326 кНм2 19938 кНм2.
Проверяем экономичность принятого решения:
2 .2 Подбор подошвы ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю несущую стену в бесподвальной части здания.
Схема расчёта фундаментов
где суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с. (табл. 2.2)
усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах.
Уточняем размеры подошвы фундамента:
- коэффициент при ;
СII = 105 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
м - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки; ;
- расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах;
-собственный вес грунта на уступах ф-та (кН);
- собственный вес ф-та.
2.3. Расчет ленточного внецентренно-нагруженного фундамента под наружную стену в бесподвальной части здания. Сечение 5-5.
Схема расчёта фундаментов:
Выбор глубины заложения.
-расчетное значение глубины сезонного промерзания грунтов.
- нормативное значение глубины сезонного промерзания грунтов.
-коэффициент учитывающий влияние теплового режима здания; зависит от температуры внутреннего воздуха в помещении примыкающим к наружным стенам.
- ширина подошвы ф-та (уточнение).
- коэффициенты принимаемые по табл. 4 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя.
- расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах.
Условие выполняется.
2.4. Расчет ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю стену в подвальной части здания. Сечение 3-3.
Схема расчёта фундаментов:
Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:
где - суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с. (табл. 2.1)
Определяем расчетное сопротивление грунтов основания:
где -приведенная глубина заложения подошвы наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
-толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала
- толщина пола подвала
-расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала
-глубина подвала или расстояние от уровня планировки до пола подвала.
Для сооружения с подвальной шириной и глубиной >2м шириной
- коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием определяемые по табл. 3;
- коэффициент при ширине подошвы ф-та ;
СII = 10б5 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
где - расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах.
2 .5. Расчет ленточного внецентренного нагруженного фундамента под наружную несущую стену в подвальной части здания. Сечение 4-4
где 04 -приведенная глубина заложения подошвы наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
Для сооружения с подвальной шириной и глубиной >2м шириной .
Определяем краевые давления действующее под подошвой фундамента:
Определяем момент относительно точки О:
Определим активное давление грунта .
Определим приведенную толщину слоя грунта эквивалентно равномерно-распределенная нагрузка .
Определим напряжение возникающее на уровне земли и на уровне подошвы фундамента.
Определим среднее равнодействующее
Условие выполняется. Принимаю
3.Расчет осадки основания фундамента.
Осадка- вертикальные деформации происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок структура грунта не меняется. Расчёт выполняем по II предельному состоянию в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» исходя из условия SSU
где S – расчетное значение осадки определяемая методом послойного суммирования.
SU - предельно-допустимое значение общих деформаций. Определятся по прил. 4. СНиП. SU=10см.
Расчетная схема. Расчёт осадки выполняем для сечения 1-1.
Рис. 3.1. Схема к расчёту осадки фундамента в сечении 1-1 методом послойного суммирования.
Разбиваем грунтовый массив ниже подошвы фундамента на элементарные слои исходя из следующих условий:
а. мощность любого элементарного слоя
б. слои должны быть однородными по своим свойствам.
Строим эпюру природных давлений: . Природные напряжения создаются собственным весом грунтового массива. Напряжения определяются на границах элементарных слоёв. Определим природные напряжения на уровне подошвы фундамента.
Строим эпюру дополнительных давлений от сооружений.
-коэффициент учитывающий убывания с глубин дополнительных значений.
-дополнительные давления на уровне подошвы фундамента.
; -расстояние от подошвы до границы элементарного слоя.
Выполняем расчет в табличной форме. 9 11
Определим мощность сжимаемой толщи -расстояние от подошвы фундамента до границы слоя где выполняется одно из условий.
Определяем осадку грунта основания:
где - коэффициент учитывающий боковое расширение грунта;
n - количество элементарных слоев;
- мощность соответствующего элементарного слоя м;
- дополнительное напряжение в середине элементарного слоя кПа.
Проверяем условие SSU SU=10 см :
Предельно допустимая осадка для зданий рассматриваемого типа составляет 10 смпри принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
Расчетная схема. Расчёт осадки выполняем для сечения 3-3.
Рис. 3.2. Схема к расчёту осадки фундамента в сечении 3-3 методом послойного суммирования.
4. Расчет столбчатого внецентренно-нагруженного фундамента на изгиб и продавливание.
Расчет выполняется по I предельному состоянию по несущей способности.
Расчёт на продавливание для определенной рабочей высоты бетона.
-коэффициент зависящий от вида бетона(тяжелый=1)
-средний периметр пирамиды продавливания
-расчетное сопротивление бетона на растяжение.
-рабочая высота продавливания.
Проверяем условие: :
условие выполняется рабочая высота фундамента достаточна прочность на продавливание обеспечена.
4.1.Расчёт на изгиб для подбора арматуры плитной части фундамента. Рабочая арматура в обоих направлениях .
Определяем значение поперечной силы:
Определяем значение изгибающего момента:
Определяем минимальную рабочую высоту из условия работы фундамента на изгиб.
-коэффициент принимаемый в зависимости от вида бетона
-расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.
Определим площадь поперечного сечения рабочей арматуры:
Принимаем сетку из 20 стержней диаметром 10 мм (AS=1570мм2)
шагом S=200 мм. (20 d=10 S=200мм).
4.2.Расчёт ленточного фундамента на изгиб. Сечение 3-3.
Вычисляем среднее давление под подошвой фундамента.
Определяем перерезывающую силу и момент.
Определяем минимальную рабочую высоту на изгиб.
=09-расчётное сопротивление бетона
Определяем площадь поперечного сечения рабочей арматуры.
-коэффициент Пуассона(09)
-расчётное сопротивление растяжения
-фактическая рабочая высота
Принимаем сетку из 5 стержней диаметром 18 мм (AS=12717 см2) шагом S=200 мм.
4.3 Расчет по несущей способности основания.
Расчет производится по первому предельному состоянию в соответствии со СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» исходя из условия .
-расчетное значение нагрузки на уровне подошвы фундамента.
-коэффициент условия работы принимаемый в зависимости от вида грунта(=09-пылевато глинистые).
-несущая способность основания.
-коэффициент принимаемый от класса ответственности здания.(115-IIкл.).
)Проверяем условие :
-расчетное значение угла внутреннего трения несущего слоя по Iп.с.
Если условие выполняется расчет выполняем по схеме глубинного сдвига тогда несущая способность будет определяться по формуле:
Для ленточных фундаментов :
Размеры фундамента достаточны несущая способность основания обеспечена.Принимаем b=4 м.
РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ.
В курсовом проекте в качестве свайного фундамента рекомендуется
принять сечение 1-1 под колонну куст сваи в остальных сечениях под несущие стены ленточные свайные фундаменты. Сваи приняты готовые сборные железобетонные призматические сплошного квадратного сечения. Способ устройства свай - забивка дизель-молотом. По характеру передачи нагрузки на грунт - сваи висячие. Ростверки принять монолитные
железобетонные в сечениях 1-1 в виде плиты с подколонником. Размеры подколонника аналогично фмз. В остальных сечениях - в виде балки. Сопряжение ростверка со сваями - шарнирное. Тип ростверка - низкий.
Расчет по Iп.с. по несущей способности.
Расчет свайных фундаментов производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Определение несущей способности железобетонной сваи.
Определяем несущую способность свай по прочности материала:
- коэффициент продольного изгиба
- коэффициент зависящий от размеров поперечного сечения сваи;
- расчетные сопротивления сжатию для I п.с. бетона и арматуры соответственно Rb=85 МПа (В 15) Rsc=225 МПа (А-I);
- площади поперечного сечения соответственно сваи и сжатой арматуры м2-3%.
Несущая способность одиночной сваи по грунту.
Несущая способность одиночной висячей забивной сваи сплошного сечения определяется в соответствии с рекомендациями СНиП «Свайные фундаменты» определяется по формуле:
-коэффициент условия работы сваи в грунте для забивания=1
-коэф. работы условного грунта под нижним концом и на боковой поверхности.
А-площадь поперечного сечения сваи(м2).Размеры поперечного сечения сваи 200*200-400*400
U-периметр поперечного сечения сваи(м)-4d
hi-толщина i слоя грунта основания соприкасающаяся с боковой поверхностью сваи(м)
R-расчетное сопротив. грунта под нижним концом сваи(кПа)-т.8
fi-расчет.сопротив. i слоя грунта основания соприкасающаяся с боковой поверхностью сваи(кПа)-т.9
Длину сваи принимаем 3-14м кратно 1м.
Подбор размеров сваи несущей способности.
Рассмотрим II схемы подбора сваи по несущей способности.
Задаемся длиной сваи и размерами поперечного сечения.
Определяем несущую способность сваи по грунту и по материалам(меньший из 2-х значений несущей способности).
Определим расчетное значение несущей способности сваи.
-коэф. Принимаемый в зависимости от способа определения несущей способности сваи(аналитический=14 или полевой метод).
Определим количество свай.
Условие экономичности.
Нагрузка приходящаяся на 1 сваю.
Определим требуемую несущую способность сваи.
Изменяем длину сваи и а*в.
Условие экономичности
Расчет ведем по 2-ой схеме.
Подбор сваи в кустовом свайном фундаменте под центрально-нагруженную колонну сеч.1-1.
Задаемся количеством свай и а*в(размер поперечного сечения)
n = 4 шт.; a x b = 04 x 04 м2.
Конструируем ростверк.
Для забивания свай погружают их без выемки грунта минимальное расстояние между осями 3d.
Определяем значение допускаемой нагрузки приходящуюся на одну сваю:
Определяем требуемую несущую способность сваи:
где - коэффициент надежности зависящий от способа определения несущей способности сваи.
Изменяя длину сваи а при необходимости a x b и кол-ва свай подбираем такие значения параметров сваи при котором выполняется условие - меньшее значение несущей способности по грунту.
Условие экономичности:
Решение экономичное.
Подбор кол-ва свай в ленточном свайном фундаменте под центрально-нагруженную несущую стену. Сечении 2-2.
Задаемся количеством свай на 1 п.м. Задаемся шагом свай-3d-6d=а. Задаемся размерами поперечного сечения:
n=11 ; a x b = 03 x 03 м2
Конструируем ростверк .
Определяем дополнительную нагрузку приходящуюся на одну сваю:
Определяем требуемую несущую способность сваи по грунту:
Изменяя длину сваи а при необходимости a x b и кол-ва свай подбираем такие значения параметров сваи при котором выполняется условие - меньшее значение несущей способности по грунту.
Задаемся количеством свай на 1 п.м. и размерами поперечного сечения:
n =083 ; a x b = 04 x 04 м2 l = 14 м
n=095 ; a x b = 035 x 035 м2 l = 11 м.
Определяем дополнительную нагрузку на одну сваю:
. Условие выполняется.
Подбор кол-ва свай в ленточном свайном ф-те под внецентренно-нагруженную несущую стену 4-4.
n = 11 ; a x b = 03 x 03 м2 l = 11 м
Определяем допускаемую нагрузку на одну сваю:
-коэф. учитавыющий внецентренное загружение
2 Расчет осадки свайного фундамента по II предельному состоянию.
Производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* СНиП 2.02.03.-85. Расчет производится методом послойного суммирования как для условного свайно-грунтового массива и исходя из условия SSu.
Строим грунтовый массив определяем размеры условно свайно-грунтового массива.
)Определяем размеры грунтового массива:
Определим ширину массива Вм.
где к - количество рядов свай (2);
а - расстояние между осями свай(12) м;
-осредненное значение угла внутреннего трения массива.
Определяем расчетное сопротивление на уровне подошвы массива:
Определяем среднее давление действующее под подошвой массива:
- условие выполняется.
Определяем осадку условного свайного грунтового массива:
а) Строим расчетную схему.
Схема к расчёту осадки свайного фундамента в сечении 1-1 методом послойного суммирования
б) Разбиваем грунтовый массив:
в) Строим эпюру природных давлений от сооружений:
г) Строим эпюру дополнительных давлений :
д)Расчет осадки фундамента ведется в табличной форме (табл. 4.1)
Таблица 4.1. Расчет эпюр природных и дополнительных давлений.
е) Определяем осадку грунта основания:
З)Проверяем условие SSU :
S=29 см SU=10 см при принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
а х b = 035 х 035 м.
Схема к расчёту осадки свайного фундамента в сечении 3-3 методом послойного суммирования
д)Расчет осадки фундамента ведется в табличной форме (табл. 4.2)
Таблица 4.2. Расчет эпюр природных и дополнительных давлений.
S=37 см SU=10 см при принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ.
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов проводится в соответствии с рекомендациями. Технико-экономическое сравнение в курсовой работе производится для максимально-нагруженного сечения здания административно-бытового корпуса. Сравнение проводится по прямым затратам и трудозатратам в ценах 1984 года с учетом переводного коэффициента удоражания стоимости работ n=15. Технико-экономическое сравнение представлено в таблице 5.1.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ГОСТ 25100-96. Грунты. Классификация. Госстрой СССР - М.: Стройиздат. 1995 - 24 с.
Методические указания по решению отдельных этапов проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений. Часть I. Фундаменты мелкого заложения Самара. 1996 - 52 с.
СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР - М.: Стройиздат. 1985 - 40 с.
Основания фундаменты и подземные сооружения М.И. Горбунов-Посадов В.А. Ильичев В.И. Крутов и др.; Под общ. Ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат 1985 - 480 с. ил. - (Справочник проектировщика).
СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействияГосстрой СССР.- М.: Стройиздат.1985.- 58 с.
СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой СССР. - М.: Стройиздат. 1985. - 156 с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986 - 48 с.
Справочник. Основания и фундаменты. Под ред. Г.И. Швецова М.:Высшая школа 1991 - 383 с.
Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) Ленпромстройпроект. - Ленинград.: 1989 - 88 с.
СНиП 3.02.01 - 87. Земляные сооружения основания и фундаменты Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР 1989 - 82 с.
Г.А. Дружинин О.В. Дидковская. Оценка и выбор вариантов проектных решений оснований и фундаментов (Методические указания по дипломному проектированию) КуИСИ. 1987

ОиФ.doc

Задание на проектирование.
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.
1.Построение ситуационного плана и инженерно геологического разреза.
2.Определение производных и классификационных характеристик грунтов.
3.Строительная классификация грунтов.
4.Определение нормативных значений и показателей характеризующих механические свойства грунта.
5.Определение условного значения сопротивления грунтов основания.
6.Составление сводной ведомости нормативных значений физико-механических характеристик грунтовых свойств.
7.Определение расчетных значений физико-механических характеристик грунта.
Сбор нагрузок в характерных сечениях.
2.Определение расчетных значений нагрузок.
Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании по предельным состояниям.
1.Расчетная схема столбчатого центрально-нагруженного фундамента.
1.1.Подбор площади столбчатого центрально-наружного фундамента.
2.2.Расчет подошвы ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю несущую стену в бесподвальной части здания.
2.3.Расчет ленточного внецентренно-нагруженного фундамента под наружную стену в бесподвальной части здания.
2.4.Расчет ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю стену в подвальной части здания.
2 .5 Расчет ленточного внецентренного нагруженного фундамента под наружную несущую стену в подвальной части здания.
3.Расчет осадки основания фундамента.
4.Расчет столбчатого внецентренно-нагруженного фундамента на изгиб и продавливание.
4.1.Расчёт на изгиб для подбора арматуры плитной части фундамента.
4.2.Расчет оснований по несущей способности.
4.3. Расчёт ленточного фундамента на изгиб.
4.4. Расчет по несущей способности основания.
Расчет свайных фундаментов по предельным состояниям.
2.Расчет кустового свайного фундамента под центрально-нагруженную колонну.
2.2.Расчет осадки основания фундамента.
3.Расчет ленточного свайного фундамента под центрально-нагруженную стену.
4.Расчет ленточного свайного фундамента под внецентренно-нагруженную стену.
5.Расчет ленточного свайного фундамента под центрально-нагруженную стену.
6.Расчет ленточного свайного фундамента под внецентренно-нагруженную стену.
6.2.Расчет осадки основания фундамента.
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
Список использованной литературы.
В данном курсовом проекте по дисциплине “Основания и фундаменты” рассчитаны и запроектированы фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты. Приведены необходимые данные по инженерно-геологическим изысканиям схемы жилого здания действующие нагрузки по расчетным сечениям. Расчет оснований и фундаментов произведен в соответствии с нормативными документами по первой и второй группе предельных состояний.
В конце пояснительной записки на основе технико-экономического сравнения произведён вывод о наиболее экономическом варианте фундаментов.
В данном варианте проекта экономически выгоднее является вариант фундамента мелкого заложения.
СНиП 2.02.01-83 Основания и фундаменты;
СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты;
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции
1 Построение ситуационного плана и инженерно-геологического разреза.
Рис. 2.1 Ситуационный план и инженерно-геологический разрез.
2 Определение производных и классификационных характеристик грунтов
Определение производных и классификационных характеристик грунтов производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 25100-96 Грунты «Классификация» . При определении данных характеристик в расчетах принимают участие основные физические показатели грунтов приведенные в задании (см. табл. 2)
) Плотность сухого грунта:
(таб.2ст.14) ; (таб.2ст.11)
для верхнего слоя: гсм3;
для среднего слоя гсм3;
для нижнего слоя: гсм3;
) Пористость грунта:
для верхнего слоя: ;
для среднего слоя: ;
) Коэффициент пористости грунта:
) Коэффициент пористости грунта при влажности на границе текучести ():
) Степень влажности - степень насыщенности пор водой: ;
) Число пластичности:
-влажность на границе раскатывания (т.2 ст.13)
) Показатель текучести:
) Показатель косвенной оценки набухания и просадочности грунтов.
) Удельный вес грунта в природном состоянии:
-плотность грунта природная (т.2 ст.14)
где - ускорение свободного падения на земле;
) Удельный вес частиц грунта: ;
) Удельный вес сухого грунта: ;
) Удельный вес грунта в насыщенном водой состоянии: определяется только для пылевато-глинистых грунтов расположенных ниже УГВ; назначается для 2 слоя.
где - удельный вес воды;
) Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии: определяется только для песчаных грунтов (для 3 слоя) расположенных ниже УГВ.
) Степень неоднородности песков
-диаметр частиц менее которого находятся 60%
- диаметр частиц которых не более 10%
) Высота капиллярного поднятия воды: определяется только для пылевато-глинистых грунтов расположенных выше УГВ т.к. ниже грунты считаются залюченными.
3 Строительная классификация грунтов.
Строительная классификация заключается в определении полного наименования грунтов характеризующего их строительные свойства. Классификация производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 25100-96 «Грунты. Классификация». Выделяют связные и несвязные грунты.
По виду пылевато-глинястого грунта зависит от табл. 5:
JP1 = 021 017Jp – глина.
JP2 = 009 017Jp – суглинок.
По консистенции JL табл. 6:
JL1=005 0=J1=025 - полутвердый.
JL2=033 025=J1=050 - тугопластичный.
По набуханию грунта Jss табл.7:Jss1= 029 Jss103 – ненабухающий.
Jss2 = 0022 Jss203 – ненабухающий.
По просадочности Sr табл. 8: Sr1 =091 - не просадочный.
II.Несвязаные грунты.
Песок т.к. большая часть частиц диаметром менее чем 2 мм.
По гранулометрическому составу табл.1
Нижний слой песок мелкий d > 01 мм процент массы воздушного сухого грунта > 75%.
По степени влажности зависит от Sr табл. 2: влажный Sr=061 05 Sr 08.
По плотности сложения табл. 3: песок гравелистый крупный и средней крупности; средней плотности l=066 055 l 07.
По степени неоднородности песков
; песок неоднородный.
Вывод: ИГЭ 1 – Глина полутвердая ненабухающая непросадочная.
ИГЭ 2 – Суглинок тугопластичная ненабухающая непросадочная.
ИГЭ 3 – Песок мелкий влажный средней плотности неоднородный.
4 Определение нормативных значений и показателей характеризующих механические свойства грунта.
С- удельное сцепление грунта [кПа] прочностные хар-ки грунта
φ- угол внутреннего трения угла [град]
E-модуль деформации [мПа] деформационные хар-ки грунта
a-показатель сжимаемости [Мпа-1]
Кф - коэффициент фильтрации грунта [мсут]
Существуют 2 способа определения прочностных и деформационных хар-к.
Непосредственное испытание в полевых или лабораторных условиях.
Нормативные значения механических характеристик грунтов на стадии проектирования допускается определять по таблицам СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
Для определения нормативных показателей механических свойств грунтов воспользуемся таблицами 1-3 прил. 1 СНиП 2.02.01-83*.
Для нахождения С φ Е песчаных грунтов воспользуемся таб.1 прил.1.
В таблице даны среднестатистические данные и если в таблице значения отсутствуют то это не значит что данные хар-ка отсутствует. Просто необходимо испытать данный грунт в полевых или лабораторных условиях.
Для пылевато-глинистых грунтов прочностные показатели φ С Е определяем по табл. 2 прил. 1 для песчаных грунтов по табл. 1 прил.1. Модуль деформации Е определяем по табл.3 прил.1.
Сn = 105 Е = 168 МПа.
Значения показателя сжимаемости :
-коэф. зависит от вида грунта.
Нормативные значения коэффициента фильтрации определяются по данным справочника «Основания фундаменты и подземные сооружения» Е.А.Сорочан.
5 Определение условного значения сопротивления грунтов основания .
Значение R0 определяется в соответствии с СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» по табл. 1-6 прил. 3. (справочник таб.4-5).
6 Составление сводной ведомости нормативных значений физико-механических характеристик грунтовых свойств.
7 Определение расчетных значений физико-механических характеристик грунта.
Определение расчетных значений физико-механических характеристик грунта производится в соответствии со СНиП 2.02.01-83* по формуле:
В расчетах основания по деформациям для всех грунтовых характеристик .
В расчетах основания по несущей способности при определении удельного сцепления:
Значения основных показателей грунтов представлены в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Расчетные значения основных физико-механических свойств грунта.
Характерис-тика грунта
Нормативное значение характе-ристики
Для расчета по II пред. сост.
Для расчета по I пред. сост.
Глина-полутвердая ненабухающая непросадочная
Удельное сцепления грунта
Угол внутреннего трения
Суглинок-тугопластичная ненабухающая непросадочная
Песок мелкий влажный средней плотности неоднородный.
СБОР НАГРУЗОК В ХАРАКТЕРНЫХ СЕЧЕНИЯХ.
Сбор нагрузок для проектируемого сооружения ведется на обрез фундамента в характерных сечениях указанных в задании. При сборе нагрузок учитываются указания и рекомендации СНиП. Сбор нагрузок выполняется на основное сочетание нагрузок. Для упрощения расчетов при сборе нагрузок учитываются только наиболее характерные виды вертикальных нагрузок. Ветровая нагрузка не учитывается. Расчетные значения нагрузок по 2-м группам предельных состояний определяются по формуле:
- расчетное значение любого вида нагрузки
- коэффициент надежности по нагрузке определяется по указаниям.
При определении расчетного значения нагрузки учитывают класс ответственности здания введением коэффициента . Проектируемое сооружение относится ко II классу (=095). При определении расчетных значений временных нагрузок их значения принимаются с коэффициентом сочетания нагрузок =09.
Коэффициент учитывающий одновременность загруженности перекрытий не используется.
Расчет производится в табличной форме.
Сбор нагрузок на столбчатый фундамент производится на 1 м2 площади подошвы а на ленточный фундамент на 1 погонный метр длины фундамента.
Сбор нагрузок учитывает следующие объемно-планировочные и конструктивные особенности сооружения:
-плиты перекрытия и покрытия приняты с опиранием по 2-м сторонам одинаковые.
-стены подвалов устраиваются из сборных бетонных фундаментных блоков.
2 Определение расчетных значений нагрузок.
Рис. 2.1. Конструктивный план для сбора нагрузок.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ.
Расчёт по II предельному состоянию по деформациям.
1 Подбор площади подошвы фундамента. Определяем требуемую площадь подошвы фундамента.
- сумма нагрузок на обрез фундамента по II предельному состоянию (Кн);
- расчетное сопротивление несущего слоя грунта (1 слой-несущий) (кПа);
d- глубина заложения подошвы фундамента (м);
- осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта уступках ().
1 .1 Расчет столбчатого центрально-наружного фундамента.
Сечение 1-1. Подбор площади подошвы входит в группу (подошвы) расчётов по II предельному состоянию.
Схема расчёта фундамента и определение его предварительной глубины заложения.
1. Расчетная схема столбчатого центрально-нагруженного фундамента.
Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:
где суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с. (табл. 2.1)
значение расчетного сопротивления грунта
усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах
глубина заложения фундамента.
Определяем требуемые размеры подошвы фундамента:
Уточняем размеры подошвы фундамента исходя из модульных размеров:
- ширина подошвы ф-та (уточнение)
Определяем расчетное сопротивление грунтов основания по формуле СНиП 2.02.01-83* «Основ. зданий и сооружений»:
где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием определяемые по табл. 3;
к=1 если прочностные хар-ки грунта определены по результатам полевых или лабораторных испытаний.
- коэффициент надежности принятый равным 11 т.к. прочностные характеристики грунта приняты по табл. СНиП;
- коэффициенты принимаемые по табл. 4 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя.
- коэффициент при ширине подошвы ф-та ; - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента [];
При наличии подземных вод определяется с учётом взвешенного и насыщенного действия воды.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента;
СII = 1002 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
м - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки;
Определяем среднее давление действующее под подошвой фундамента:
Условие не выполняется значит увеличиваем размеры подошвы фундамента и повторить расчёт с 3 пункта.
Уточняем размеры фундамента
Находим значение расчетного сопротивления грунтов основания:
326 кНм2 19938 кНм2.
Проверяем экономичность принятого решения:
2 .2 Подбор подошвы ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю несущую стену в бесподвальной части здания.
Схема расчёта фундаментов
где суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с. (табл. 2.2)
усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах.
Уточняем размеры подошвы фундамента:
- коэффициент при ;
СII = 105 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
м - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки; ;
- расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах;
-собственный вес грунта на уступах ф-та (кН);
- собственный вес ф-та.
2.3. Расчет ленточного внецентренно-нагруженного фундамента под наружную стену в бесподвальной части здания. Сечение 5-5.
Схема расчёта фундаментов:
Выбор глубины заложения.
-расчетное значение глубины сезонного промерзания грунтов.
- нормативное значение глубины сезонного промерзания грунтов.
-коэффициент учитывающий влияние теплового режима здания; зависит от температуры внутреннего воздуха в помещении примыкающим к наружным стенам.
- ширина подошвы ф-та (уточнение).
- коэффициенты принимаемые по табл. 4 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения несущего слоя.
- расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах.
Условие выполняется.
2.4. Расчет ленточного центрально-нагруженного фундамента под внутреннюю стену в подвальной части здания. Сечение 3-3.
Схема расчёта фундаментов:
Определяем требуемую площадь подошвы фундамента:
где - суммарная расчетная нагрузка на фундамент по II п.с. (табл. 2.1)
Определяем расчетное сопротивление грунтов основания:
где -приведенная глубина заложения подошвы наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
-толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала
- толщина пола подвала
-расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала
-глубина подвала или расстояние от уровня планировки до пола подвала.
Для сооружения с подвальной шириной и глубиной >2м шириной
- коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием определяемые по табл. 3;
- коэффициент при ширине подошвы ф-та ;
СII = 10б5 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
где - расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его уступах.
2 .5. Расчет ленточного внецентренного нагруженного фундамента под наружную несущую стену в подвальной части здания. Сечение 4-4
где 04 -приведенная глубина заложения подошвы наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
Для сооружения с подвальной шириной и глубиной >2м шириной .
Определяем краевые давления действующее под подошвой фундамента:
Определяем момент относительно точки О:
Определим активное давление грунта .
Определим приведенную толщину слоя грунта эквивалентно равномерно-распределенная нагрузка .
Определим напряжение возникающее на уровне земли и на уровне подошвы фундамента.
Определим среднее равнодействующее
Условие выполняется. Принимаю
3.Расчет осадки основания фундамента.
Осадка- вертикальные деформации происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок структура грунта не меняется. Расчёт выполняем по II предельному состоянию в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» исходя из условия SSU
где S – расчетное значение осадки определяемая методом послойного суммирования.
SU - предельно-допустимое значение общих деформаций. Определятся по прил. 4. СНиП. SU=10см.
Расчетная схема. Расчёт осадки выполняем для сечения 1-1.
Рис. 3.1. Схема к расчёту осадки фундамента в сечении 1-1 методом послойного суммирования.
Разбиваем грунтовый массив ниже подошвы фундамента на элементарные слои исходя из следующих условий:
а. мощность любого элементарного слоя
б. слои должны быть однородными по своим свойствам.
Строим эпюру природных давлений: . Природные напряжения создаются собственным весом грунтового массива. Напряжения определяются на границах элементарных слоёв. Определим природные напряжения на уровне подошвы фундамента.
Строим эпюру дополнительных давлений от сооружений.
-коэффициент учитывающий убывания с глубин дополнительных значений.
-дополнительные давления на уровне подошвы фундамента.
; -расстояние от подошвы до границы элементарного слоя.
Выполняем расчет в табличной форме. 9 11
Определим мощность сжимаемой толщи -расстояние от подошвы фундамента до границы слоя где выполняется одно из условий.
Определяем осадку грунта основания:
где - коэффициент учитывающий боковое расширение грунта;
n - количество элементарных слоев;
- мощность соответствующего элементарного слоя м;
- дополнительное напряжение в середине элементарного слоя кПа.
Проверяем условие SSU SU=10 см :
Предельно допустимая осадка для зданий рассматриваемого типа составляет 10 смпри принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
Расчетная схема. Расчёт осадки выполняем для сечения 3-3.
Рис. 3.2. Схема к расчёту осадки фундамента в сечении 3-3 методом послойного суммирования.
4. Расчет столбчатого внецентренно-нагруженного фундамента на изгиб и продавливание.
Расчет выполняется по I предельному состоянию по несущей способности.
Расчёт на продавливание для определенной рабочей высоты бетона.
-коэффициент зависящий от вида бетона(тяжелый=1)
-средний периметр пирамиды продавливания
-расчетное сопротивление бетона на растяжение.
-рабочая высота продавливания.
Проверяем условие: :
условие выполняется рабочая высота фундамента достаточна прочность на продавливание обеспечена.
4.1.Расчёт на изгиб для подбора арматуры плитной части фундамента. Рабочая арматура в обоих направлениях .
Определяем значение поперечной силы:
Определяем значение изгибающего момента:
Определяем минимальную рабочую высоту из условия работы фундамента на изгиб.
-коэффициент принимаемый в зависимости от вида бетона
-расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.
Определим площадь поперечного сечения рабочей арматуры:
Принимаем сетку из 20 стержней диаметром 10 мм (AS=1570мм2)
шагом S=200 мм. (20 d=10 S=200мм).
4.2.Расчёт ленточного фундамента на изгиб. Сечение 3-3.
Вычисляем среднее давление под подошвой фундамента.
Определяем перерезывающую силу и момент.
Определяем минимальную рабочую высоту на изгиб.
=09-расчётное сопротивление бетона
Определяем площадь поперечного сечения рабочей арматуры.
-коэффициент Пуассона(09)
-расчётное сопротивление растяжения
-фактическая рабочая высота
Принимаем сетку из 5 стержней диаметром 18 мм (AS=12717 см2) шагом S=200 мм.
4.3 Расчет по несущей способности основания.
Расчет производится по первому предельному состоянию в соответствии со СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» исходя из условия .
-расчетное значение нагрузки на уровне подошвы фундамента.
-коэффициент условия работы принимаемый в зависимости от вида грунта(=09-пылевато глинистые).
-несущая способность основания.
-коэффициент принимаемый от класса ответственности здания.(115-IIкл.).
)Проверяем условие :
-расчетное значение угла внутреннего трения несущего слоя по Iп.с.
Если условие выполняется расчет выполняем по схеме глубинного сдвига тогда несущая способность будет определяться по формуле:
Для ленточных фундаментов :
Размеры фундамента достаточны несущая способность основания обеспечена.Принимаем b=4 м.
РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ.
В курсовом проекте в качестве свайного фундамента рекомендуется
принять сечение 1-1 под колонну куст сваи в остальных сечениях под несущие стены ленточные свайные фундаменты. Сваи приняты готовые сборные железобетонные призматические сплошного квадратного сечения. Способ устройства свай - забивка дизель-молотом. По характеру передачи нагрузки на грунт - сваи висячие. Ростверки принять монолитные
железобетонные в сечениях 1-1 в виде плиты с подколонником. Размеры подколонника аналогично фмз. В остальных сечениях - в виде балки. Сопряжение ростверка со сваями - шарнирное. Тип ростверка - низкий.
Расчет по Iп.с. по несущей способности.
Расчет свайных фундаментов производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Определение несущей способности железобетонной сваи.
Определяем несущую способность свай по прочности материала:
- коэффициент продольного изгиба
- коэффициент зависящий от размеров поперечного сечения сваи;
- расчетные сопротивления сжатию для I п.с. бетона и арматуры соответственно Rb=85 МПа (В 15) Rsc=225 МПа (А-I);
- площади поперечного сечения соответственно сваи и сжатой арматуры м2-3%.
Несущая способность одиночной сваи по грунту.
Несущая способность одиночной висячей забивной сваи сплошного сечения определяется в соответствии с рекомендациями СНиП «Свайные фундаменты» определяется по формуле:
-коэффициент условия работы сваи в грунте для забивания=1
-коэф. работы условного грунта под нижним концом и на боковой поверхности.
А-площадь поперечного сечения сваи(м2).Размеры поперечного сечения сваи 200*200-400*400
U-периметр поперечного сечения сваи(м)-4d
hi-толщина i слоя грунта основания соприкасающаяся с боковой поверхностью сваи(м)
R-расчетное сопротив. грунта под нижним концом сваи(кПа)-т.8
fi-расчет.сопротив. i слоя грунта основания соприкасающаяся с боковой поверхностью сваи(кПа)-т.9
Длину сваи принимаем 3-14м кратно 1м.
Подбор размеров сваи несущей способности.
Рассмотрим II схемы подбора сваи по несущей способности.
Задаемся длиной сваи и размерами поперечного сечения.
Определяем несущую способность сваи по грунту и по материалам(меньший из 2-х значений несущей способности).
Определим расчетное значение несущей способности сваи.
-коэф. Принимаемый в зависимости от способа определения несущей способности сваи(аналитический=14 или полевой метод).
Определим количество свай.
Условие экономичности.
Нагрузка приходящаяся на 1 сваю.
Определим требуемую несущую способность сваи.
Изменяем длину сваи и а*в.
Условие экономичности
Расчет ведем по 2-ой схеме.
Подбор сваи в кустовом свайном фундаменте под центрально-нагруженную колонну сеч.1-1.
Задаемся количеством свай и а*в(размер поперечного сечения)
n = 4 шт.; a x b = 04 x 04 м2.
Конструируем ростверк.
Для забивания свай погружают их без выемки грунта минимальное расстояние между осями 3d.
Определяем значение допускаемой нагрузки приходящуюся на одну сваю:
Определяем требуемую несущую способность сваи:
где - коэффициент надежности зависящий от способа определения несущей способности сваи.
Изменяя длину сваи а при необходимости a x b и кол-ва свай подбираем такие значения параметров сваи при котором выполняется условие - меньшее значение несущей способности по грунту.
Условие экономичности:
Решение экономичное.
Подбор кол-ва свай в ленточном свайном фундаменте под центрально-нагруженную несущую стену. Сечении 2-2.
Задаемся количеством свай на 1 п.м. Задаемся шагом свай-3d-6d=а. Задаемся размерами поперечного сечения:
n=11 ; a x b = 03 x 03 м2
Конструируем ростверк .
Определяем дополнительную нагрузку приходящуюся на одну сваю:
Определяем требуемую несущую способность сваи по грунту:
Изменяя длину сваи а при необходимости a x b и кол-ва свай подбираем такие значения параметров сваи при котором выполняется условие - меньшее значение несущей способности по грунту.
Задаемся количеством свай на 1 п.м. и размерами поперечного сечения:
n =083 ; a x b = 04 x 04 м2 l = 14 м
n=095 ; a x b = 035 x 035 м2 l = 11 м.
Определяем дополнительную нагрузку на одну сваю:
. Условие выполняется.
Подбор кол-ва свай в ленточном свайном ф-те под внецентренно-нагруженную несущую стену 4-4.
n = 11 ; a x b = 03 x 03 м2 l = 11 м
Определяем допускаемую нагрузку на одну сваю:
-коэф. учитавыющий внецентренное загружение
2 Расчет осадки свайного фундамента по II предельному состоянию.
Производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* СНиП 2.02.03.-85. Расчет производится методом послойного суммирования как для условного свайно-грунтового массива и исходя из условия SSu.
Строим грунтовый массив определяем размеры условно свайно-грунтового массива.
)Определяем размеры грунтового массива:
Определим ширину массива Вм.
где к - количество рядов свай (2);
а - расстояние между осями свай(12) м;
-осредненное значение угла внутреннего трения массива.
Определяем расчетное сопротивление на уровне подошвы массива:
Определяем среднее давление действующее под подошвой массива:
- условие выполняется.
Определяем осадку условного свайного грунтового массива:
а) Строим расчетную схему.
Схема к расчёту осадки свайного фундамента в сечении 1-1 методом послойного суммирования
б) Разбиваем грунтовый массив:
в) Строим эпюру природных давлений от сооружений:
г) Строим эпюру дополнительных давлений :
д)Расчет осадки фундамента ведется в табличной форме (табл. 4.1)
Таблица 4.1. Расчет эпюр природных и дополнительных давлений.
е) Определяем осадку грунта основания:
З)Проверяем условие SSU :
S=29 см SU=10 см при принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
а х b = 035 х 035 м.
Схема к расчёту осадки свайного фундамента в сечении 3-3 методом послойного суммирования
д)Расчет осадки фундамента ведется в табличной форме (табл. 4.2)
Таблица 4.2. Расчет эпюр природных и дополнительных давлений.
S=37 см SU=10 см при принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ.
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов проводится в соответствии с рекомендациями. Технико-экономическое сравнение в курсовой работе производится для максимально-нагруженного сечения здания административно-бытового корпуса. Сравнение проводится по прямым затратам и трудозатратам в ценах 1984 года с учетом переводного коэффициента удоражания стоимости работ n=15. Технико-экономическое сравнение представлено в таблице 5.1.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ГОСТ 25100-96. Грунты. Классификация. Госстрой СССР - М.: Стройиздат. 1995 - 24 с.
Методические указания по решению отдельных этапов проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений. Часть I. Фундаменты мелкого заложения Самара. 1996 - 52 с.
СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР - М.: Стройиздат. 1985 - 40 с.
Основания фундаменты и подземные сооружения М.И. Горбунов-Посадов В.А. Ильичев В.И. Крутов и др.; Под общ. Ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат 1985 - 480 с. ил. - (Справочник проектировщика).
СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействияГосстрой СССР.- М.: Стройиздат.1985.- 58 с.
СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой СССР. - М.: Стройиздат. 1985. - 156 с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986 - 48 с.
Справочник. Основания и фундаменты. Под ред. Г.И. Швецова М.:Высшая школа 1991 - 383 с.
Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) Ленпромстройпроект. - Ленинград.: 1989 - 88 с.
СНиП 3.02.01 - 87. Земляные сооружения основания и фундаменты Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР 1989 - 82 с.
Г.А. Дружинин О.В. Дидковская. Оценка и выбор вариантов проектных решений оснований и фундаментов (Методические указания по дипломному проектированию) КуИСИ. 1987