Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту. Геотехника II

Ход задачи.doc

1 Содержание работы и порядок ее выполнения
Целью выполнения расчетно-графической работы является закрепление и углубленное изучение теоретического курса ознакомление будущих специалистов с основами инженерной геологии механики грунтов положениями современных методов расчета действующими нормами проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений для конкретных инженерно-геологических условий площадки строительства.
В процессе выполнения работы студенты решают практические задачи оценки инженерно-геологических условий и физико-механических характеристик грунтов площадки строительства проектирования оснований и фундаментов естественного заложения под здание.
Задание на работу составлено в соответствии с программой дисциплины "Основы геотехники" и содержит (приложение А):
а)сведения о здании - краткая конструктивная характеристика здания его схематические чертежи с указанием необходимых геометрических размеров и конструктивных элементов вертикальная привязка в относительных отметках (рисунки А.1 А.5) тип здания и расчетные сечения фундаментов (таблица АЛ).
б)данные о площадке предполагаемого строительства схематический геологический разрез с указанием гидрогеологических условий (рисунок А.6) таблицу лабораторных определений физико-механических характеристик грунтов по слоям геологического разреза (таблица А.2);
Выбор задания производится следующим образом. Номер схемы здания и расчетные сечения фундаментов принимаются по таблице А.1 и рисункам А.1 А.5 - по последней цифре зачетной книжки студента. Вариант площадки строительства устанавливается по схеме геологического разреза (рисунок А.6) и таблице приложения А.2 - по двум последним цифрам зачетной книжки студента.
Расчетно-графическая работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки объемом 10-15 страниц рукописного текста и схем чертежей на миллиметровке.
Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:
)оценка инженерно-геологических условий строительства;
)анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента;
)определение основных размеров фундамента;
)проверка прочности слоя слабого грунта под фундаментом;
)расчет осадки фундамента;
)указания по особенностям производства работ нулевого цикла. Схемы чертежей на миллиметровке формата А-3 должны содержать:
)конструктивный разрез сооружения с принятым типом фундамента совмещенный с геологическим разрезом;
)план фундаментов развертку фундаментов по одной из осей здания (с маркировкой элементов);
)рабочие чертежи конструкции фундамента для 2-х сечений здания с отметками размерами и привязкой к осям здания а также необходимыми узлами и деталями;
)план и разрез котлована с указанием размеров и привязкой к осям здания;
4 Указания к оформлению работы и ее защита
Оформление расчетно-графической работы осуществляется в соответствии с требованиями стандарта вуза.
Пояснительная записка и схемы чертежей подписываются студентом и сдаются на кафедру для проверки преподавателем.
Студент обязан выполнить работу и защитить ее в срок предусмотренный планом-графиком на учебный год. Консультации связанные с выполнением работы студент может получить у преподавателя кафедры ведущего указанную дисциплину.
Студенты заочной формы обучения после рецензирования работы должны разобраться в замечаниях (при их наличии). Если работа не допущена к защите ее следует переработать и представить на повторное рецензирование. При допуске к защите необходимо явиться на кафедру к преподавателю - рецензенту для защиты работы.
Методические рекомендации к выполнению работы
1 Оценка инженерно-геологических условий строительства
Рекомендуется следующая последовательность данной оценки для песчаных и глинистых фунтов на основе зависимостей [1] [2].
1.1 Определение вида грунтов по гранулометрическому составу и числу пластичности
где WL u WP - соответственно влажность грунта на границе текучести и раскатывания.
Если 1Р 1 то грунт является глинистым.
Если 1Р =0 и содержание частиц размером менее 2 мм по массе более 50% то грунт является песчаным.
1.2 Определение разновидности песчаных грунтов по гранулометрическому составу. Данная разновидность песчаного грунта устанавливается на основе анализа процентного содержания частиц по массе различного диаметра с использованием [1 с. 13].
1.3 Определение разновидности глинистых грунтов по числу пластичности. Число пластичности вычисляется по формуле (2.1). При 1 1Р7- грунт супесь; 7 1Р 17 -суглинок; 1Р >17 - глина.
1.4 Определение коэффициента пористости грунтов
где ys - удельный вес твердых частиц грунта кНм3;
у - удельный вес грунта кНм3;
W - природная влажность грунта в долях единицы.
По коэффициенту пористости для песчаных грунтов в соответствии с таблицей [1 с. 22] устанавливается плотность их сложения.
1.5 Определение степени влажности грунтов
где Yw -удельный вес воды принимаемый равным 10 кНм3
Значение степени влажности грунтов определяется для всех грунтов.
Для песчаных грунтов дополнительно устанавливается их состояние по степени влажности [1 с. 18].
1.6 Определение показателя текучести IL глинистых грунтов
По величине IL в соответствии с [1 с. 21] устанавливается разновидность глинистого грунта.
1.7 Оценка особых свойств грунтов
1.7.1 Оценка просадочности грунтов.
По предварительной оценке к просадочным относятся глинистые грунты со степенью влажности Sr 08 для которых величина безразмерного показателя Iss определенного по формуле (2.5) меньше значений приведенных в таблице 2.1.
Значение показателя ISS
где el – коэффициент пористости соответствующий влажности грунта на границе текучести WL определяемый по формуле
1.7.2 Оценка набухающих свойств глинистых грунтов.
По предварительной оценке к набухающим относятся глинистые грунты для которых величина показателя ISS 0.3.
1.8 Определение механических характеристик грунтов:
)расчетное сопротивление грунта Rо по таблицам [3 с. 79];
)характеристики прочности и деформируемости грунтов.
К их числу относятся:
сцепление - С. и угол внутреннего трения - φ; модуль деформации - Е.
В рамках учебного проектирования значения то (коэффициент сжимаемости) указываются в задании а C и φ определяются по СНиП РК [3 с. 70 ].
Модуль деформации определяется по зависимости
Величину коэффициента поперечной деформации v допускается принимать равным: 0.3-0.35 - для песков и супесей; 0.35-0.37 - для суглинков; 0.2-0.3 - при IL 0; 0.3 - 0.38 - при 0 IL 0.25; 0.38 - 0.45 при 0.25 IL 1.0 - для глин.
1.9 Выбор расчетных характеристик грунтов. Расчётные характеристики грунтов определяются по формуле [3 с. 46]
где Xn - нормативное значение характеристики грунта;
pg - коэффициент надёжности по грунту.
1.10 Оценка условий залегания грунтов основания. Обычно выделяют следующие типовые схемы:
- схема 1 когда все слои грунта являются надежными;
- схема 2 когда с поверхности залегают один или несколько слоев слабого грунта подстилаемых надежными грунтами;
- схема 3 когда между слоями надежных грунтов залегают прослои слабых грунтов.
Схема 1 наиболее благоприятна для строительства.
Схемы 2 и 3 обусловливают многовариантность решений оснований и фундаментов. Проектное решение здесь принимается по результатам технико-экономического анализа вариантов фундаментов.
2 Анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента
В задании на проектирование приведены в основном сочетании расчетные нагрузки действующие на уровне спланированной поверхности земли для расчетов по второму предельному состоянию- No11 (продольное усилие) и Мo11 (изгибающий момент). Необходимо оценить их величину и возможные эксцентриситеты.
Конструктивные особенности здания оцениваются по чувствительности его к неравномерным осадкам. На основе анализа конструктивной схемы здания по СНиП РК [3 с. 80] определяются предельно допускаемые совместные деформации здания и основания. С использованием рекомендаций [4 с. 24] дается оценка его жесткости.
При проектировании оснований и фундаментов возможны различные варианты их устройства. Вариантность решений фундаментов естественного заложения может быть обусловлена изменением их конструктивных решений (сборные монолитные и др.) изменением глубины их заложения способом устройства используемыми строительными материалами и изделиями. Необходимо проанализировать возможные решения и руководствуясь рекомендациями [4 с. 48] выбрать для дальнейших расчетов один конкретный тип фундамента естественного заложения [5 с. 26].
3 Определение предварительных размеров фундамента
3.1 Выбор глубины заложения фундамента. При выборе глубины заложения фундамента в рамках РГР необходимо последовательно учесть влияние следующих факторов [3 с. 48]:
) конструктивные особенности здания;
) инженерно-геологические условия площадки строительства;
) глубина сезонного промерзания грунтов. Необходимые для расчета значения сумм абсолютных среднемесячных отрицательных температур за зиму приведены в задании. Окончательная глубина заложения фундамента назначается с учетом рассмотренных факторов.
3.2 Определение предварительных размеров подошвы фундамента. Для определения размеров подошвы фундамента рекомендуется использовать графо-аналитический способ.
Первоначально устанавливается зависимость расчётного сопротивления грунта R от ширины подошвы фундамента b. Для установления зависимости R= f(b) задаются несколькими значениями ширины подошвы фундамента b и определяют соответствующие им значения R по СНиП РК [3 с. 50]. Учитывая линейный характер зависимости R= f(b) количество точек (т.е. значений b) принимается не менее двух. Результаты вычислений наносятся на график в виде функции 1.2R=fb)- внецентренно нагруженный фундамент (рисунок 2.1).
Далее устанавливается зависимость краевых давлений по подошве фундамента от его ширины:
- ленточный фундамент
- столбчатый фундамент
где Nо11 - расчетная вертикальная нагрузка действующая на уровне верха фундамента для второго предельного состояния кН;
- коэффициент соотношения сторон фундамента;
b - ширина подошвы фундамента м;
γтt - среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его обрезах принимаемое равным 20 кНм3;
d - глубина заложения фундамента м;
Мo11 - момент всех сил относительно центра подошвы фундамента для второго предельного состояния кН*м.
Для установления зависимости Рmax=2(b) задаются несколькими значениями ширины подошвы фундамента b и по зависимостям (2.9) или (2.10) определяют соответствующие им значения Рmax. Количество точек принимается не менее трёх. Результаты вычислений наносятся на график в виде функции Рmax=2(b) (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Графический способ определения размеров подошвы внецентренно нагруженного фундамента
Требуемые размеры подошвы фундамента устанавливается по точке пересечения графиков 12R=1(b) и Рmax=2(b). Эта точка отвечает соблюдению
условия Рmax 12R. Зная величину b и коэффициент соотношения сторон определяется длина подошвы столбчатого фундамента l=*b.
3.3 Конструирование фундамента.
Конструирование фундамента выполняется в следующей последовательности:
) подбор унифицированных конструкций фундамента по справочным данным [6 с. 131 149] [7 с. 93 104] [8 с. 156 185];
) определение веса фундамента Gf11 и грунта на его уступах Gg11 по конструктивному решению фундамента обоснованному в п. I;
) определение уточненного расчётного сопротивления грунта по СНиП РК [3 с. 50] для принятых по п.1 размеров фундамента;
) определение среднего давления по подошве фундамента.
- прямоугольного (2.12)
где A и b определяется по п. 1 а Gf11 и Gg11 определяются по п.2;
) определение краевых давлений по подошве фундамента.
-прямоугольного (2.14)
)проверка условий [3 с. 52];
где Р11 - среднее давление под подошвой фундамента кПа;
R - расчётное сопротивление грунта по п.З кПа.
Недогруз фундамента не должен превышать 10% а перегрузка - 5%.
Если условия (2.15) (2.17) соблюдаются то принятые размеры подошвы фундамента сохраняются. В противном случае размеры фундамента увеличиваются и осуществляется переход к п. 1 6.
4 Проверка прочности подстилающего слоя слабого грунта
Если в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента имеется слой грунта меньшей прочности чем прочность вышележащих слоев то проверяется условие [3 с. 52]
где-вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента соответственно от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта кПа;
Rz -расчётное сопротивление слоя слабого грунта вычисленное для условного фундамента шириной Ьг м равной
5 Определение осадки фундамента
Определение осадки фундамента выполняется методом послойного суммирования по следующему алгоритму:
) определяется среднее давление по подошве фундамента
) определяется дополнительное давление под фундаментом
где γ11 - средневзвешенный удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента кНм3;
) сжимаемая толща грунтов основания под фундаментом делится на элементарные слои толщиной
)строится эпюра изменения дополнительных напряжений по глубине основания (рисунок 2.2)
где а- коэффициент определяемый по СНиП РК [3 с.73]
) определяются средние значения дополнительных напряжений в пределах каждого выделенного слоя грунта
) строится эпюра распределения вертикальных напряжений по глубине основания от собственного веса грунта (рисунок 2.2)
где γ - удельный вес грунта выше подошвы фундамента кНм3;
)устанавливается нижняя граница сжимаемой толщи грунта (ГСТ) исходя из соблюдения условия (рисунок 2.2)
если сжимаемая толща находится в слое грунта с модулем деформации менее 5 мПа;
) определяется осадка фундамента S м равная сумме осадок всех слоев грунта в пределах границы сжимаемой толщи
где - безразмерный коэффициент равный 08;
п - число слоев сжимаемой толщи основания;
) проверяется условие
где Suf - предельно допустимая осадка для данного типа сооружения определяемая по СНиП РК [3 с. 80].
Если условие (2.28) не выполняется то увеличивают размеры подошвы фундамента либо глубину его заложения.
Рисунок 2.2 Расчетная схема
к определению осадки фундамента
Проектирование свайного фундамента
1 Выбор глубины заложения ростверка
Глубина заложения подошвы ростверка d определяется теми же факторами что и для фундаментов естественного заложения.
В зданиях с подвалом требуется чтобы положение верха ростверка было ниже отметки пола подвала кроме однорядного расположения свай под стены.
Минимальная высота ростверка исходя из конструктивных условий заделки колонны определяется по следующей зависимости
где h0 - глубина заделки колонны в ростверк определяемая из конструктивных условий (не менее размера поперечного сечения колонны или 25 30 диаметров продольной арматуры колонны).
При строительстве сооружений на пучинистых грунтах значение d должно быть не менее расчетной глубины промерзания грунтов. В противном случае предусматриваются меры предотвращающие влияние сил морозного пучения на ростверк.
2 Определение несущей способности одиночных свай
2.1 Выбор типа и длины сваи.
Длина сваи зависит от глубины расположения слоя грунта который принимается в качестве несущего и в который свая погружается не менее чем на 1.5 м. В качестве несущего принимается слой грунта обладающий хорошими строительными свойствами. В общем случае размер поперечного сечения свай принимается по их номенклатуре и уточняется в соответствии с требованиями обеспечения необходимой несущей способности.
2.2 Определение расчетного сопротивления сваи.
Расчетное сопротивлние сваи определяется из условий работы её материала и грунта.
Определение сопротивления сваи по материалу на сжатие для железобетонной сваи осуществляется по формуле [4 с.125]
где - коэффициент условий работы;
- коэффициент продольного изгиба;
- коэффициент условий работы бетона;
- расчетное сопротивление бетона сжатию кПа;
- расчетное сопротивление арматуры сжатию кПа;
- площадь поперечного сечения сваи м2;
- площадь поперечного сечения арматуры м2;
При определении несущей способности сваи по грунту необходимо учитывать что по характеру работы сваи делятся на сваи-стойки опирающиеся на практически несжимаемые грунты и висячие.
Для свай-стоек несущая способность сваи кН определяется по следующей формуле [4 с.128]
где =1.0-коэффициент условий работы;
А - площадь опирания сваи на грунт м2;
R - расчетное сопротивление грунта под торцом сваи кПа.
Для висячих свай расчётное сопротивление определяется по формуле [4 с.129]
Где - - коэффициент условий работы сваи =1;
R - расчетное сопротивление грунта под торцом сваи кПа;
А - площадь поперечного сечения сваи м2;
и - наружный периметр поперечного сечения сваи м;
- расчетное сопротивление -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи кПа;
- толщина -гo слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи принимается ;
-коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи.
Расчётная схема к определению сопротивления висячей сваи по грунту приведена на рисунке 3.1.
Формула (3.4) используется также и для определения расчетного сопротивления буронабивных свай сплошного постоянного поперечного сечения. В этом случае и зависят от способа образования скважины и ствола сваи а величина R для песчаных и крупнообломочных грунтов определяется расчетом по СНиП [10 с.11].
Силу расчетного сопротивления свай по грунту определяют по зависимости
где - коэффициент надежности.
Для дальнейших расчетов принимается наименьшее сопротивление сваи определенное по формулам (3.2) и (3.5).
Рисунок 3.1 Схема к определению несущей способности сваи
3 Конструирование свайного фундамента
3.1 Определение количества свай в ростверке.
Количество свай определяется по формуле
где - расчетная нагрузка по обрезу фундамента кН;
- расчетный вес ростверка и грунта кН;
- расчетное сопротивление сваи кН;
- коэффициент принимаемый 1.2 учитывающий влияние изгибающего момента на число свай.
Для определения веса ростверка предварительно определяют его площадь
где N0I - суммарная расчетная нагрузка по обрезу фундамента;
-средний удельный вес материала и грунта принимаемый 20кНм3;
- коэффициент надежности по нагрузке равный 11;
d - глубина заложения ростверка;
- среднее давление на основание под ростверком определяемое по зависимости
Тогда ориентировочный вес ростверка и грунта определяется по формуле [4 с.146]
Это значение подставляется в формулу (3.6).
3.2 Размещение свай и определение размеров ростверка.
В прямоугольных ростверках под колонны сваи размещаются в рядовом и шахматном порядке. Расстояние между осями свай в плане принимается не менее 3d (d - размер поперечного сечения сваи). Расстояние от наружной грани сваи до края ростверка (свес) принимается не менее 5 10 см. Размеры ростверка в плане рекомендуется принимать кратным 03 м а по высоте- 015м. Сваи заделываются в ростверк на глубину не менее 50 мм. Конструирование стаканной части ростверка выполняется так же как и для обычных монолитных фундаментов мелкого заложения. Расчет ростверка по прочности производится на этапе расчета эффективного типа фундамента.
3.3Определение фактических нагрузок на сваи.
3.4После размещения свай в плане и конструирования ростверка производится проверка фактических нагрузок на сваи. Величина фактической нагрузки на сваю - кН определяется по формуле
где - расчетная вертикальная нагрузка кН;
- вес ростверка и грунта на его уступках кН;
М01 -расчетный изгибающий момент действующий на фундамент в плоскости подошвы ростверка ;
- расстояние от центра тяжести площади сечения всех свай до оси рассматриваемой сваи м;
- сумма квадратов расстояний от центра тяжести всех свай до оси каждой сваи м.
Для внецентренно нагруженного свайного фундамента должно соблюдаться условие
Если условие (3.11) не соблюдается то увеличивают количество свай в кусте либо увеличивают расстояние между ними. Недогрузка свай не должна превышать 5%. Для кратковременных и особых нагрузок допускается перегрузка сваи до 20%.
Если то свая проверяется на выдергивание по условию
где - сопротивление сваи на выдергивание [4 с.134].
4Расчет осадки свайного фундамента
Осадка свайного фундамента определяется одним из методов механики грунтов как для условного фундамента на естественном основании. Границы условного фундамента определяются следующим образом (рисунок 3.2):
- сверху - поверхностью планировки грунта;
- снизу - плоскостью на уровне нижних концов свай;
- с боков - вертикальными плоскостями отстоящими от наружных граней крайних свай на величину .
Величина определяется как средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов прорезаемых сваями
где и - соответственно углы внутреннего трения (для расчетов по второму предельному состоянию) и толщины слоев грунта пройденных сваями от подошвы ростверка.
В собственный вес условного фундамента при определении осадки включаются вес свай NCB и ростверка а также вес грунта в объеме условного фундамента.
Размеры подошвы условного фундамента определяют по выражениям
где b а - размеры в пределах внешних граней крайних свай м;
- глубина погружения сваи в грунт от низа ростверка м.
Определяется площадь подошвы условного фундамента
Производится проверка условия
где -расчетная нагрузка по обрезу фундамента кН;
-вес ростверка и свай;
- вес грунта в пределах условного фундамента АВСД;
-расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента АВСД определяемого по формуле СНиП 5.01.-01- 2002 [3 с.50] для размеров .
Если условие (3.17) не соблюдается то можно увеличить расстояние между сваями или применить сваи большей длины.
Рисунок 3.2 - Схема к расчету осадки свайного фундамента
Расчет фундамента с применением ПЭВМ
Для второго сечения фундамента указанного в задании необходимо определить размеры его подошвы. Это можно осуществить по методике изложенной в п.2.3 либо расчетом с использованием ПЭВМ.
На ПЭВМ расчеты можно выполнить используя программные продукты «Фундамент 10.1» либо «Мономах 4».
Пример результатов расчета
с использованием программы «Фундамент 10.1».
Cтолбчатый на естественном основании
Тип грунта в основании фундамента:
Пылевато-глинистые крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем 0.25<IL<0.5
Расчёт основания по деформациям
Способ определения характеристик грунта:
Конструктивная схема здания:
Жёсткая при 2.5(LH)<4
Исходные данные для расчёта:
Расчётное сопротивление грунта основания 40 тсм2
Высота фундамента (H) 2.7 м
Размеры подошвы фундамента: b= 1.8 м a= 2.2 м
Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) 2.3 м
Усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке 1.15
Расчетные нагрузки на фундамент:
По расчёту по деформациям коэффициент использования К = 0.99
Расчётное сопротивление грунта основания 80 тсм2
Максимальное напряжение под подошвой в основном сочетании 80.14 тсм2
Минимальное напряжение под подошвой в основном сочетании 49.4 тсм2
- Результаты конструирования:
Геометрические характеристики конструкции:
Заданная длина подошвы
Заданная ширина подошвы
Ширина верхней части фундамента
Длина верхней части фундамента
Высота ступени фундамента
Защитный слой верхней части фундамента
Защитный слой арматуры подошвы
Длина рядовой ступени вдоль оси Y
Длина верхней ступени вдоль оси Х
Длина верхней ступени вдоль оси Y
Количество ступеней вдоль оси Х
Количество ступеней вдоль оси Y
Расчет на продавливание подколонником и первой ступенью при заданной геометрии фундамента
Подошва столбчатого фундамента вдоль оси Х
Рабочая арматура в сечении 11D 14 A-III
По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО
Подошва столбчатого фундамента вдоль оси Y
Рабочая арматура в сечении 9D 14 A-III
Подколонник столбчатого фундамента грани вдоль оси X
Вертикальная рабочая арматура в сечении 7D 12 A-III
Подколонник столбчатого фундамента грани вдоль оси Y
Вертикальная рабочая арматура в сечении 6D 12 A-III
Пример результатов расчета с использованием прогаммы «Мономах 4»
МОНОМАХ ФУНДАМЕНТ версия 4.0
УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
Сейсмичность баллы 9
Коэфф. К1 учитывающий допускаемые повреждения 1
ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА
Наименование Класс бетона Rbкгссм2 Rbtкгссм2 Gb2
Плитная часть В15 86.70 7.65 1.00
Подколонник В15 86.70 7.65 1.00
ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМАТУРЫ
Наименование Класс арматуры Rsкгссм2 Rswкгссм2
плитной части AIII 3750.00 3000.00
подколонника AIII 3750.00 3000.00
подколонника AI 2300.00 1800.00
НАИМЕНОВАНИЕ ЦЕНА КОЛИЧЕСТВО СТОИМОСТЬ
Бетон 43.00 2.241 96.36
Арматура рабочая 340.00 52.682 179.12
Арматура конструктивная 340.00 0.000 0.00
ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТА ПО ДЕФОРМАЦИЯМ
N толщина расчет. удель- расчетн. модуль коэф. коэф. Yc1*Yc2 ограни-
сл. слоя угол ный удельное дефор- Пуас- порис- --- чение
м внутр. вес сцепле- мации сона тости k давления
трения грунта ние слоя на слой
град тсм3 тсм2 тсм2 тсм2
подошвы верха под- планировки уровня прир. уровня грун- уровня во-
м колонникам м рельефам товых водм доупорам
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТА НА СЕЙСМИКУ
N Расчетный угол Удельный вес Расч. удельное Yceq
cлоя внутр. трения грунта сцепление Yn
Наименование Колонна 1 Колонна 2 Колонна 3 Колонна 4
Тип колонны жб монолитная
Привязка ц.т. колонны к ц.т. подколонникам:
по оси Х 0.00 0.00 0.00 0.00
по оси У 0.00 0.00 0.00 0.00
по оси Х 0.50 0.00 0.00 0.00
по оси У 0.50 0.00 0.00 0.00
колонны в стаканм 0.00 0.00 0.00 0.00
по оси Z 0.00 0.00 0.00 0.00
Размеры подколонникам: по Х 0.60 по У 0.60
Расчетные нагрузки на грунте с коэфф. gf>1 по квадрантам планатсм2
КОМБИНАЦИИ ОСНОВНЫХ СОЧЕТАНИЙ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК ОТ КОЛОНН
Номер В плоскости ХОZ В плоскости УОZ Нормальная
колонны изгибающий поперечная изгибающий поперечная силатс
моменттс*м силатс моменттс*м силатс
КОМБИНАЦИИ ОСОБЫХ СОЧЕТАНИЙ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК ОТ КОЛОНН
N В плоскости ХОZ В плоскости УОZ Нормальная Толчок
кол изгибающий поперечная изгибающий поперечная силатс вдоль
моменттс*м силатс моменттс*м силатс оси
ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ФУНДАМЕНТА
Схема приведения - консоль
Максимально допустимое соотношение сторон 1.20
Допустимая форма эпюры напряжений 0.00
Допустимая ширина раскрытия трещинмм 0.30000
Защитный слойсм 7.00
Допустимая осадкам 0.08
Допустимый крен вдоль оси Храд 1.00
Допустимый крен вдоль оси Урад 1.00
Ограничения на развития в планем:
+DX 0.00 +DY 0.00 -DX 0.00 -DY 0.00
Отметка пола подвалам 0.00
Ширина подвалам 0.00
Шкала наличия подвала по квадрантам плана:
Полоса сбора нагрузки от грунта вдоль оси Хм 0.00
Полоса сбора нагрузки от грунта вдоль оси Ум 0.00
Расчетный угол внутр. трения грунта засыпкиград 0.00
Сечение колонны - прямоугольное
Класс продольной арматуры выпусков AIII
Класс поперечной арматуры выпусков AIII
Класс бетона колонны B25
Поперечная арматура выпусков - стержни
Продольная арматурамм:
к-во диаметр а1 а2 а3 шаг стержней
НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ
Расчетное давление под подошвойтсм2 83.22
Мах напряжение под подошвойтсм2 70.30
Среднее напряжение под подошвойтсм2 35.65
Мin напряжение под подошвойтсм2 1.01
Осадка фундаментам 0.00
Просадка фундаментам 0.00
Крен по оси Храд 0.00
Крен по оси Урад 0.00
Глубина сжимаемой толщим 3.79
Размер плитной части по оси Хм 2.10
Размер плитной части по оси Ум 1.80
Размер плитной части по оси Zм 0.60
Размер подколонника по оси Хм 0.60
Размер подколонника по оси Ум 0.60
Размер подколонника по оси Zм 1.20
Смещение центра подколонника относ. центра подошвым:
по оси Х 0.00 по оси У 0.00
Вылеты 1 ступени по оси Хм 0.30 0.30
Вылеты 1 ступени по оси Ум 0.15 0.15
Высота 1 ступеним 0.30
Вылеты 2 ступени по оси Хм 0.40 0.40
Вылеты 2 ступени по оси Ум 0.40 0.40
Высота 2 ступеним 0.30
АРМИРОВАНИЕ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ
Марка сетки К-во Вес
C--------------175x205-- 1 52.681
Устройство оснований н фундаментов
В пояснительной записке к работе необходимо указать способы производства работ по устройству котлована и фундаментов. При этом необходимо указать меры направленные на сохранение грунтов основания в естественном состоянии. Необходимо также изложить мероприятия по защите подвала от сырости и подземных вод.
ДалматовБ.И. Бронин В.Н. Карлов В.Д. и др. Механика грунтов. Ч.1. Основы геотехники в строительстве. - М.: АСВ 2000. -204 с.
Цытович Н.А. Механика грунтов. - М.: Высшая школа 1983. -288 с.
Строительные нормы и правила: Основания зданий и сооружений: СНиПРК 5.01.01- 2002. -Астана 2002. - 83 с.
Далматов Б.И. Бронин В.Н. Карлов В.Д. и др. Основания и фундаменты. Ч.2. Основы геотехники. - М.: АСВ 2002. - 392 с.
Далматов Б.И. Бронин В.Н. Голли А.В. и др. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. - М.: АСВ 2001. -440 с.
Веселое В.А. Проектирование оснований и фундаментов. -М.: Стройиздат990. -415 с.
Основания и фундаменты. Справочник Под ред. Г.И. Швецова. -М.: Высшая школа 1991. - 383 с.
Шутенко Л.Н. Гильман А.Д. Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты.- Киев: Высшая школа1989. - 328 с.
Механика грунтов основания и фундаменты. Задания и методические указания к курсовому проекту Гаврилов А.В. и др. - М.: ВЗИСИ1989.-36с.
Строительные нормы и правила: Свайные фундаменты: СНиП 2.02.03-85. - М.: Стройиздат 1985. - 46 с.

Сводная таблица.doc

Сводная таблица механических свойств грунтов
Номер геологических слоев
Удельный вес твердых частиц грунта
Удельный вес скелета грунта
Коэффициент пористости
Граница раскатывания
Показатель текучести
Угол внутреннего трения
Слой – Суглинок тяжелый пылеватый тугопластичный
Слой – Суглинок легкий пылеватый текучепластичный
Слой – Суглинок легкий пылеватый мягкопластичный

Курсовик.doc

Министерство Образования и Науки Республики Казахстан
Казахская Головная Архитектурно – строительная академия
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту
«Основания и фундаменты»
По дисциплине Геотехника II
Оценка инженерно-геологических условий строительства
Определение вида грунтов по гранулометрическому составу и числу пластичности
; суглинок (тяжелый пылеватый)
; суглинок (легкий пылеватый)
где WL u WP - соответственно влажность грунта на границе текучести и раскатывания.
Если 1Р 1 то грунт является глинистым.
Если 1Р =0 и содержание частиц размером менее 2 мм по массе более 50% то грунт является песчаным.
Определение коэффициента пористости грунтов
где ys - удельный вес твердых частиц грунта кНм3;
у - удельный вес грунта кНм3;
W - природная влажность грунта в долях единицы.
Определение степени влажности грунтов
где Yw -удельный вес воды принимаемый равным 10 кНм3
Определение показателя текучести IL глинистых грунтов
Определение механических характеристик грунтов
К их числу относятся:
сцепление - С. и угол внутреннего трения - φ; модуль деформации - Е.
В рамках учебного проектирования значения то (коэффициент сжимаемости) указываются в задании а C и φ определяются по СНиП РК [3 с. 70 ].
Модуль деформации определяется по зависимости
Величину коэффициента поперечной деформации v допускается принимать равным: 0.3-0.35 - для песков и супесей; 0.35-0.37 - для суглинков; 0.2-0.3 - при IL 0; 0.3 - 0.38 - при 0 IL 0.25; 0.38 - 0.45 при 0.25 IL 1.0 - для глин.
Сводная таблица механических свойств грунтов
Номер геологических слоев
Удельный вес твердых частиц грунта
Удельный вес скелета грунта
Коэффициент пористости
Граница раскатывания
Показатель текучести
Угол внутреннего трения
Слой – Суглинок тяжелый пылеватый тугопластичный
Слой – Суглинок легкий пылеватый текучепластичный
Слой – Суглинок легкий пылеватый мягкопластичный
Расчет и проектирование фундамента мелкого заложения
Определяем нормированную глубину промерзания
Определение глубины сезонного промерзания
- коэффициент теплового расширения
Определение глубины заложения фундамента
Определение расчетного сопротивления грунта
Коэффициент условий работы принимаемый по
(таблице 3 СНиП 5-01-01-2002).
Определение веса фундамента Gf11 и грунта на его уступах Gg11 По конструктивному решению фундамента
Определяем среднее давление по подошве фундамента
Определение краевых давлений
Условие выполняется следовательно принимаем данную ширину подошвы.
Определение осадки фундамента
Определение дополнительного давления под фундаментом
где γ- средневзвешенный удельный вес грунта в пределах заложения фундамента 20(кНм3)
Определяем дополнительное давление под фундаментом
Сжимаемая толща грунтов основания под фундаментом делится на элементарные слои толщиной
Распределение вертикальных напряжений по глубине основания от собственного веса грунта
Определение коэффициента
Определяем коэффициент по таблице (СНиП 5-01-01-2002 стр. 73)
Определяем дополнительное давление на глубине
Определяем осадку фундамента
Глубина подошвы расчетного слоя от подошвы фундамента
Толщина расчетного слоя hi (м)
Расчетный удельный вес грунта γi (кНм3)
Природное давление на глубине zgi (кПа)
Дополнительное давление на глубине
Среднее дополнительное давление в слое
Модуль деформации расчетного слоя Ei (кПа)
Эпюра изменения напряжений по глубине основания
Условие выполняется.
Проектирование свайного фундамента
Выбор глубины заложения ростверка
Глубина заложения ростверка d определяется теми же факторами что и для фундаментов естественного заложения.
В зданиях с подвалом требуется чтобы положение верха ростверка было ниже отметки пола подвала кроме однорядного расположение свай под стены.
Минимальная высота ростверка исходя из конструктивных условий заделки колонны принимаем высоту ростверка равную 12 м.
Определение несущей способности сваи
) Выбор типа и длины сваи
Длина сваи зависит от глубины расположения слоя грунта который принимается в качестве несущего и в который свая погружается не менее чем на 1.5 м. В качестве несущего принимается слой грунта обладающий хорошими строительными свойствами. В общем случае размер поперечного сечения свай принимается по их номенклатуре и уточняется в соответствии с требованиями обеспечения необходимой несущей способности.
Принимаем сваю С6-30.
Так как у нас висячая свая то расчетное сопротивление определяем по формуле:
Где - - коэффициент условий работы сваи =1;
R - расчетное сопротивление грунта под торцом сваи кПа;
А - площадь поперечного сечения сваи м2;
и - наружный периметр поперечного сечения сваи м;
- расчетное сопротивление -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи кПа;
- толщина -гo слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи принимается ;
-коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи.
)h1=2м z1=5м f1=912кПа.
)h2=2м z2=7м f3=74кПа.
)h3=1м z3=85м f3=78кПа.
)h4=1м z4=95м f4=79кПа.
Определяем силу расчетного сопротивления свай по грунту
где - коэффициент надежности.
Определение количества свай в ростверке
Определяем среднее давление на основание под ростверком:
Определяем площадь ростверка:
Ориентировочный вес ростверка и грунта на его уступах:
Определяем количество свай по формуле
- расчетная нагрузка по обрезу фундамента кН;
- расчетный вес ростверка и грунта кН;
- расчетное сопротивление сваи кН;
- коэффициент принимаемый 1.2 учитывающий влияние изгибающего момента на число свай.
N0I - суммарная расчетная нагрузка по обрезу фундамента;
-средний удельный вес материала и грунта принимаемый 20кНм3;
- коэффициент надежности по нагрузке равный 11;
d - глубина заложения ростверка;
- среднее давление на основание под ростверком определяемое по зависимости
В прямоугольных ростверках под колонны сваи размещаются в рядовом и шахматном порядке. Расстояние между осями свай в плане принимается не менее 3d (d - размер поперечного сечения сваи). Расстояние от наружной грани сваи до края ростверка (свес) принимается не менее 5 10 см. Размеры ростверка в плане рекомендуется принимать кратным 03 м а по высоте- 015м. Сваи заделываются в ростверк на глубину не менее 50 мм. Конструирование стаканной части ростверка выполняется так же как и для обычных монолитных фундаментов мелкого заложения. Расчет ростверка по прочности производится на этапе расчета эффективного типа фундамента.
Определение фактических нагрузок на сваи

Данные по грунтам из условия.doc

Физико-механические свойства грунтов
Гранулометрический состав грунта
Приро-дная влажность
Первый слой грунта от поверхности земли
Второй слой грунта от поверхности земли
Третий слой грунта от поверхности земли

План.dwg

Расч слои.doc

Глубина подошвы расчетного слоя от подошвы фундамента
Толщина расчетного слоя hi (м)
Расчетный удельный вес грунта γi (кНм3)
Природное давление на глубине zgi (кПа)
Дополнительное давление на глубине
Среднее дополнительное давление в слое
Модуль деформации расчетного слоя Ei (кПа)
Определение природного давления на глубине:
Определение коэффициента
Определяем коэффициент по таблице (СНиП 5-01-01-2002)
Определяем дополнительное давление на глубине
Определяем осадку фундамента