Проектирование фундаментов под жилой дом с неполным каркасом

Содержание.docx

Объемно-планировочное решение ..6
Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунта 7
Фундаменты мелкого заложения на естественном основании ..9
1 Выбор глубины заложения фундамента 9
2 Определение размеров подошвы ленточного фундамента .10
2.1 Предварительное определение размеров подошвы фундамента 10
2.2 Определение расчетного сопротивления грунта основания ..11
2.3 Проверка напряжений в грунте основания под подошвой фундамента 12
3 Расчет осадок ленточного фундамента методом послойного суммирования 14
3.1 Определение вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта ..14
Фундамент под внутреннюю колонну .16
1 Предварительное определение размеров подошвы фундамента 16
2 Определение расчетного сопротивления грунта основания 17
3 Определение площади подошвы во втором приближении .18
4 Определение фактического давления под подошвой фундамента 18
5 Расчет осадок фундамента под колонну 19
Свайные фундаменты под наружную стену 22
1 Определение глубины заложения ростверка 23
2 Выбор вида и размера свай 23
3 Определение несущей способности сваи ..23
3.1 Несущая способность сваи по материалу 23
3.2 Несущая способность сваи по грунту .24
4 Определение размера ростверка 26
5 Определение количества свай в фундаменте и их размещение .26
6 Определение осадок свайного фундамента .27
6.1 Определение границ условного фундамента ..27
6.2 Определение осадок условного фундамента 30
Расчет свайного фундамента .33
1 Выбор вида и размера свай. Глубина заложения ростверка 33
2 Определение несущей способности свай по грунту 34
3 Определение количества свай ростверка и их размещение и конструирование ростверка . . . 35
4 Расчет оснований по предельным состояниям ..36
5 Определение осадки условного свайного фундамента ..39
Сравнение вариантов 41
Список литературы ..42

ОиФ.dwg

КР ГСХ 10 026 05 ОиФ
Проектирование фундаментов под
жилой дом с неполным каркасом
Плиты железобетонные для ленточного фундамента
Стеновые блоки для ленточных фундаментов
Фундаменты под колонну
Фундаменты мелкого заложения
Спецификация элементов
Район строительства: г. Калуга
План расположения фундамента мелкого заложения
план расположения элементов свайного фундамента
схема раскладки блоков по оси А
схема раскладки блоков по оси 6
инженерно-геологический разрез
спецификация элементов
ПЛАН РАСПОЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ
ПЛАН РАСПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
Схема раскладки блоков по оси А
Схема раскладки блоков по оси 6
Монолитный жб ростверк
Суглинок светло-бурый
Суглинок желто-бурый
Песок зелено-бурый мелкий
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ПО СКВАЖИНАМ
(ВЕРТИКАЛЬНЫЙ МАСШТАБ 1:100
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ МАСШТАБ 1:50)
Жб фундаментные блоки подвала

Таблица 1.docx

Таблица 1 - Сводная таблица нормативных значений характеристик грунтов
Номер инж.-геолог. элемента
Номер образца грунта
Глубина от поверхности земли м
Наименование грунта
Индексационные (классифицированные)

Основная часть.docx

Основанием зданий и сооружений называется массив грунта находящийся ниже подошвы их фундаментов и воспринимающий нагрузку от фундаментов и надземных конструкций.
Фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий или сооружений а также оборудования на грунты основания. Фундаменты служат для более равномерного распределения нагрузок по поверхности основания и передачи таких давлений подошвой фундамента на грунты которые не вызовут их разрушения или недопустимых деформаций.
При проектировании обязательно соблюдаются требования нормативных документов (СНиП). В нормах имеются положения обязательные и рекомендуемые. При проектировании следует обеспечить прочность зданий или сооружений а также обеспечить удовлетворение технологических требований к ним возможность их нормальной эксплуатации. Экономические требования сводятся к минимальной стоимости конструкций устройства оснований а также последующих ремонтных работ и к сокращению сроков строительства.
Выполнение курсового проекта по дисциплине «Основания и фундаменты» направлено на усвоение знаний полученных при изучении теоретической части этой дисциплины и на выработку практических навыков расчета и проектирования оснований и фундаментов.
ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ
Необходимо запроектировать фундаменты под 7-ти этажное здание с неполным каркасом в г. Калуга. Наружные стены здание выполнены из кирпичной кладки с удельным весом 18 кНм³. Толщина стен 510 мм. Внутренний каркас выполнен из колонн 400*400 мм и ригелей 540*300 мм. Междуэтажные перекрытия выполнены из железобетонного настила вес 1 м2 настила 28 кН. Здание запроектировано с подвалом. Отметка пола подвала -2500. Габаритные размеры здания: пролеты здания – 36000×14400×21500.
В соответствии с СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» предельная деформация основания для фундаментов такого здания 10 см.
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СВОЙСТВ ГРУНТА НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ
Рис. 1 – План строительной площадки М 1:500
Классификация и оценка состояния грунтов производится в результате сопоставления их физических и механических характеристик с классификационными (приведенными в нормативных документах). Такое сопоставление позволяет оценить свойства грунтов и выявить возможность их использования в основании сооружения. При проектировании оснований зданий и сооружений используются расчетные значения характеристики грунтов которые определяются на основе испытаний в лабораторных условиях с последующей статической обработкой результатов.
ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ
1 Выбор глубины заложения фундамента
Рис. 2 – Разрез ленточного фундамента под наружную несущую стену
Глубина заложения фундамента определяется от отметки планировочной до поверхности фундамента. Фундаментную подушку закладывают таким образом чтобы ее верх был на 150 мм ниже пола подвала.
В качестве несущего слоя используем суглинок желто-бурый. Уровень грунтовых вод находится ниже проектной отметки подошвы фундамента. По условиям недопущения морозного пучения глубину заложения фундамента определяем по формуле:
где - нормативная глубина промерзания (м)
- безразмерный коэффициент численно равен сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном регионе в градусах;
Расчетная глубина промерзания:
- коэффициент учитывающий влияние теплового режима здания равный 11
Проектируемая глубина заложения ниже расчетной глубины промерзания 135714927.
Фундамент опирается на слой суглинка мощностью 25 метров имеющая расчетное сопротивление .
2 Определение размеров подошвы ленточного фундамента
2.1 Предварительное определение размеров подошвы фундамента
Первоначальную площадь подошвы фундамента определяем в первом приближении по формуле:
где A – площадь подошвы м²
– расчетная нагрузка на фундамент кНм
– расчетное сопротивление рабочего слоя грунта кПа
– удельный вес бетона
d – глубина заложения фундамента
Получена предварительная ширина фундамента и определяем ближайшую по размеру плиту: Ф16
2.2 Определение расчетного сопротивления грунта основания
Определяем расчетное сопротивление грунта основания :
где - коэффициенты условий работы;
- коэффициент принимаемый равным 11;
- коэффициент принимаемый равным: при
- ширина подошвы фундамента м;
- осредненное расчетное значение удельное веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) кНм3;
- осредненное расчетное значение удельное веса грунтов залегающих выше подошвы кНм3;
- расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
- 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 кНм3;
- глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала м;
Так как сопротивление слоя грунта ( на который опирается фундамент приближенно равно расчетному сопротивлению грунта основания ( формула 4) тогда не требуется определять площадь подошвы фундамента во втором приближении.
Следовательно марка подушки фундамента Ф16.
2.3 Проверка напряжений в грунте основания под подошвой фундамента
Среднее давление под подошвой фундамента:
- расчетная нагрузка на фундамент
- вес одного погонного метра фундамента
- вес грунта обратной засыпки
– площадь 1-го метра фундаментной подушки
Сравниваем полученную величину фактического среднего давления под подошвой фундамента Р с расчетным сопротивлением грунта R при принятых размерах фундамента Ф16.
P R (236 262). Условие выполняется окончательно принимаем фундамент марки Ф16.
3 Расчет осадок ленточного фундамента методом послойного суммирования
3.1 Определение вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта.
Расчет осадок ленточного фундамента производится методом послойного суммирования.
Вычерчиваем расчетную схему и вычисляем вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта
где – удельный вес частиц грунта кНм³
– мощность слоя грунта м
Определяем величину дополнительного осадочного давления под подошвой по формуле:
Разбиваем толщу основания на элементарные слои толщиной исходя из условия
Рис.3 – Схема для расчета осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ ПОД КОЛОННУ
Рис. 4 – Разрез фундамента под внутреннюю колонну
1 Предварительное определение размеров подошвы фундамента
Необходимо запроектировать фундаменты под внутренние колонны 7-этажного здания с расстояниями между осями колонн 72 м. Сечение колонн 40*40 см. Отметка пола подвала -25 м. отметка пола первого этажа на 06 м. выше планировочной.
Найдем ориентировочные размеры квадратной подошвы фундамента под одну колонну исходя из табличного значения расчетного сопротивления несущего слоя грунтового основания
Сторона квадрата фундамента определяется по формуле:
2 Определение расчетного сопротивления грунта основания
3 Определение площади подошвы во втором приближении
Так как полученное сопротивление грунта основания отличается от принятого то определим новое значение площади по формуле 6:
Принимаем подошву фундамента равной 36×36 м
4 Определение фактического давления под подошвой фундамента
Определим фактическое давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента при действии момента и горизонтальной нагрузки
где – минимальные и максимальные значения давлений действующих по краям фундамент
– суммарная расчетная вертикальная нагрузка действующая на подошву фундамента от всех видов вертикальных воздействий
А – площадь подошвы фундамента
– суммарный расчетный момент действующий в уровне подошвы фундамента
W – момент сопротивления фундамента в плоскости подошвы
Условие выполняется.
5 Расчет осадок фундамента под колонну
Расчет осадок фундамента под колонну производится методом послойного суммирования.
Определим величину дополнительного осадочного давления под подошвой фундамента по формуле:
Рис. 5 – Схема для расчета осадки фундамента под колонну методом послойного суммирования
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ ПОД НАРУЖНУЮ СТЕНУ
Рис. 6 – Разрез свайного фундамента под наружную стену
1 Определение глубины заложения ростверка
При наличии в здании подвала ростверк следует располагать ниже пола подвала.
По конструктивным соображениям высота ростверка:
где – высота заделки ростверка = 02м
При назначении глубины заложения ростверка учитывают расчетную глубину промерзания грунта. Подошва ростверка должна быть ниже глубины промерзания = 149 м
Глубина заложения ростверка определяется по формуле:
2 Выбор вида и размера свай
Определим размер свай. Примем сечение сваи 400×400 мм. Свая должна заглубляться в хороший грунт на 1-15 м. Сопряжение у сваи жесткое. Свая заделывается в ростверк на 02 м. Длину свай определяем по расчетной схеме.
Принимаем сваю С6-40. Глубина погружения нижнего конца сваи от поверхности грунта 82 м.
3 Определение несущей способности сваи
Несущая способность сваи определяется по прочности материала и по грунту.
3.1 Несущая способность сваи по материалу
– коэффициент условия работы для бетона равняется 1
– коэффициент продольного изгиба для стержня равняется 1
– расчетное сопротивление бетона при сжатии равняется 11500 кПа
– расчетное сопротивление для арматуры равняется 280000 кПа
– площадь поперечного сечения сваи равняется 016 м²
– площадь сечения арматуры равняется 000045
3.2 Несущая способность сваи по грунту
Несущая способность свай под острием сваи определяется по формуле:
– коэффициент однородности грунта под подошвой равняется 1
– площадь опирания сваи на грунт равняется 016 м2
– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи в кПа
Несущая способность свай по боковой поверхности
Для определения несущей способности свай по боковой поверхности каждый пласт грунта разбиваем на более мелкие слои толщина не более двух метров.
Несущая способность сваи по боковой поверхности определяется по формуле:
– коэффициент условия работы сваи в грунте равняется 1
– наружный периметр наружного сечения сваи равняется 16 м
– коэффициент условия работы грунта учитывающий способность погружения сваи и равняется 1
– расчетное сопротивление i-ого слоя грунта основание на боковой поверхности сваи принимаемое по таблице кПа
– толщина i-ого слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи м
Суммируем несущую способность сваи под острием и по боковой поверхности
Рис. 7 – Схема для расчета осадки свайного фундамента методом послойного суммирования
Несущая способность сваи по грунту меньше чем по материалу поэтому за расчетное значение примем несущую способность сваи по грунту.
4 Определение размера ростверка
Ширина ростверка зависит от схемы размещения сваи.
Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи при однорядном размещении сваи
– длина стороны сечения сваи и равняется 04 м
Примем ширину ростверка 08 метров. Принимаем сечение ростверка 08×05 м. вес одного погонного метра ростверка равен: кН
5 Определение количества свай в фундаменте и их размещение
Забивные сваи в плане размещаются с соблюдением условия
где – сторона сечения сваи = 04 м
– расстояние между осями свай м
Усилие от ростверка на сваи на уровне подошвы на один погонный метр определяется по формуле:
– вес грунта на обрезах ростверка
Количество свай на один погонный метр
– коэффициент надежности по грунту и равняется 1.4
Шаг свай: 1043=24– конструктивно принимаем шаг =24 м
6 Определение осадок свайного фундамента
Расчет фундамента из забивных свай и его основания по деформациям производится как для условного фундамента на естественном основании.
Расчет сводится к определению размеров условного фундамента проверки напряжения на его подошве и вычислению осадок.
6.1 Определение границ условного фундамента
Границы условного фундамента определяют следующим образом:
В начале определяют среднее расчетное значение угла внутреннего трения грунта находящегося в пределах длины сваи.
Затем проводим наклонные плоскости под полученным углом 23684=592 от точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до плоскости KB проходящей через нижние концы сваи.
Путем построения боковых вертикальных плоскостей проходящих через точки K и B до пересечения с плоскостью рельефа и пола подвала находят очертания условного фундамента.
Ширина условного фундамента:
Определив площадь условного фундамента и глубины его заложения определяют давление на его подошве и сравнивают с расчетным сопротивлением грунта на этой глубине.
Рис.8 – Схема для определения ширины условного фундамента
– нагрузка по обрезу фундамента
– вес грунта границ условного фундамента
– ширина условного фундамента
– один погонный метр
Расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле:
Вывод: основное требование расчета свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется: PR следовательно фундамент запроектирован правильно.
6.2 Определение осадок условного фундамента
Для определения осадок условного свайного фундамента построим эпюру вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента.
Рис. 9 – Схема для расчета осадки свайного фундамента методом послойного суммирования
РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
Рис. 10 – Разрез свайного фундамента под внутреннюю колонну
1. Выбор вида и размера свай. Глубина заложения ростверка
В соответствии с инженерно-геологическим разрезом выбираем сваи С65-40 сечением 400х400 заглубленные на 65 в песок средней крупности средней плотности. Сваи жестко заделываются в ростверк на 02м.
Ростверк заложен конструктивно на глубине 135 м от уровня пола подвала так как он запроектирован с двумя ступенями высотой 03м подколонником высотой 09м.
Глубина заложения ростверка от планировочной отметки -385 м.
Глубина погружения нижнего конца сваи от планировочной отметки для сваи С65 – 40 равна 1035 м.
2 Определение несущей способности свай по грунту
а) Несущая способность свай под острием сваи определяется по формуле:
б) по боковой поверхности сваи
Рис.11- Схема для определения несущей способности сваи по боковой поверхности
Общая несущая способность сваи
За расчетное значение принимаем несущую способность сваи
3 Определение количества свай ростверка и их размещение конструирование ростверка
Нагрузка на одну сваю в первом приближенном будет
Так как на ростверк действует неучтенный момент и горизонтальная нагрузка то принимаем количество свай с запасом с учетом удобного размещения 9 штук.
Определим размеры ростверка в плане.
При условии размещения свай с минимальным зазором 3а=120 м и при расстоянии от края ростверка до первого края свай = 50-100 мм принято следующее расстояние свай на плане подошвы ростверка.
Конструирование ростверка.
4 Расчет оснований по предельным состояниям
Определим фактическую нагрузку на одну сваю под подошвой внецентренно нагруженного фундамента при действии момента и горизонтальной нагрузки.
Определим площадь условного фундамента
Площадь условного фундамента (м²)
Определим давление по подошве условного фундамента
Вывод: основное требование расчета свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется: PR следовательно фундамент запроектирован правильно
5 Определение осадки условного свайного фундамента
Вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта и строим эпюру слева от оси z и эпюру 02 справа ниже.
Определим величину дополнительного осадочного давления на грунт под подошвой фундамента
Рис. 12 – Схема для расчета осадки свайного фундамента методом послойного суммирования
Фундаменты мелкого заложения
Плиты железобетонные для ленточного фундамента
Стеновые блоки для ленточных фундаментов
Фундаменты под колонну
СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. М.: Стройиздат 1986. 40 с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. 48 с.
Берлинов М.В. Ягупов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов. М.: Стройиздат 1986. 173 с. ил.
Далматов Б.И. механика грунтов основания и фундаменты. – 2-е изд. перераб. п доп. – Л.: Стройиздат Ленинградское отд-ние 1988. – 415 с. ил.
Потапов С.Н. Механика грунтов основания и фундаменты. Методические указания к выполнению курсового проекта. – СГТУ 1992. 27 с.

Титульник.doc

Федеральное агентство по образованию РФ
Филиал Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова в г. Новороссийске
Специальность: 270105 «Городское строительство и хозяйство»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Основания и фундаменты»
На тему: «Проектирование фундаментов под жилой дом с неполным каркасом»
Рук. курсового проекта

Таблицы.docx

Таблица 2 – Расчет осадок фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования
Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет 202 см что меньше предельно-допустимой осадки 8 см.
Таблица 3 – Расчет осадок фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования
Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет 278 см что меньше предельно-допустимой осадки 8 см.
Таблица 4 – Расчета осадок свайного фундамента методом послойного суммирования
Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет 205 см что меньше предельно-допустимой осадки 8 см.
Таблица 5 – Расчет осадок свайного фундамента методом послойного суммирования
Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет 207 см что меньше предельно-допустимой осадки 8 см.