Курсовая - проектирование оснований и фундаментов в жилых и общественных зданий

Содержание

Содержание

1. Исходные данные для проектирования

2. Оценка инженерно-геологических условий

3. Определение нагрузок

4. Расчет ленточных фундаментов мелкого заложения

5. Расчет осадок ленточных фундаментов мелкого заложения

6. Расчет свайных фундаментов

7. Расчет ленточного ростверка

8. Экономическое сравнение вариантов фундаментов

9. Список использованной литературы

1. Исходные данные для курсового проектирования

Шифр VI-B-C

DL-уровень планировки

WL-уровень грунтовых вод

1,2,3 – номера слоев грунта, считая от спланированной отметки

Вариант здания – С.

5-этажная 25квартирная блок-секция.

Конструктивная схема – поперечные и продольные несущие стены с опиранием панелей перекрытий по контуру;

стены наружные – из красного кирпича =640 мм;

стены внутренние – несущие ж.б. панели =380 мм;

перекрытия – сплошные ж.б. панели =160 мм;

перегородки – гипсобетонные =80 мм;

балконы – ж.б. плиты =100 мм;

крыша – сборная ж.б. с холодным чердаком;

кровля – безрулонная;

полы – линолеум, керамическая плитка.

Подвал расположен между осями Г-З и 110. Высота подвала – по выбору студента; стены подвала из блоков =600 мм.

Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунта

Площадка строительства находится в г. Волгоград. Геологический разрез на рисунке 2.

По заданию был выдан следующий вариант напластования грунтов: 1 – грунт песчаный, абсолютная отметка подошвы – 3,1м, мощность слоя – 3,1м; 2 – грунт песчаный, абсолютная отметка подошвы 6,1м, мощность слоя – 3,0м; 3 – грунт пылеватоглинистый абсолютная отметка 16,6, мощность слоя 10,5м.

Уровень грунтовых вод (WL) находиться на отметке - 5,1м. Воды не агрессивны.

Для обоснованного выбора приемлемых вариантов оснований и фундаментов, а также глубины заложения фундаментов по результатам инженерно-геологических изысканий проведем всестороннюю оценку инженерно-геологических условий площадки.

Исходные данные

Слой 1. (Образец №10)

1. Содержание частиц крупнее 0,5мм – 77 % - песок крупный

Заключение: грунт не может служить естественным основанием

Слой 2. (Образец №34)

1. Содержание частиц крупнее 0,25мм – 63,3 % - песок средней крупности (табл. 1, прил. I). [4]

d10=0,096; d60=0,474 Сu= песок неоднородный.

2. Определяем коэффициент пористости грунта

4. Определяем степень влажности грунта

Заключение: грунт не может служить естественным основанием

Слой 3. (Образец №71)

1. Определяем число пластичности грунта

2. Определяем коэффициент пористости грунта

(табл. 3, прил. II). [1]

3. Определяем плотность грунтов в сухом состоянии

4. Определяем степень влажности грунта

грунт влажный

5. Определяем плотность грунта во взвешенном состоянии

7. Показатель текучести

(грунт тугопластичный) (табл. 5, прил. II). [4]

8. Определяем коэффициент пористости грунта при его влажности на границе текучести

9. Определяем показатель П.

10. R0= 234 МПа (табл. 6, прил. II). [4]

Заключение: грунт может служить естественным основанием.

Определение нагрузок

Нагрузки определяем для 4 участков, отличающихся грузовыми площадями.

рис.2 а) б)

Схемы приложения нагрузки к фундаментам:

а) по осям А и 1

б) по осям Г и 4

а) фундамент мелкого заложения с заменой грунта; б) свайный фундамент.

а) б)

По рекомендации руководителя ввиду непригодности грунтов первого и второго слоев для использования их как естественного основания заменяем грунты на более надежные. Были выбраны гравийнопесчанные грунты с R0=400 МПа. Были также выбраны два типа фундаментов: ленточный сборный из ж.б. блоков и висячий свайный.

Далее ведем расчет этих фундаментов.

Вариант №1. ленточный сборный из ж.б. блоков мелкого заложения

По конструктивным требованиям необходимо заложить фундамент на глубину 1.6 метров.

По глубине сезонного промерзания грунтов для г. Волгограда находим коэффициент Mt = 26,3 (табл. 10, прил. II). [4]

Нормативная глубина промерзания

Расчетная глубина промерзания 1-го слоя грунта

Принимаем глубину заложения фундаментов, удовлетворяющую всем вышеприведенным условиям, а именно d=1,6м.

Рассчитываем фундамент по оси Г.

Определяем ориентировочную площадь подошвы фундамента: Принимаем А=1,2м2

Вычислим вес 1м длины фундамента

Определим вес 1м длины грунта на обрезе фундамента

кН

Находим среднее давление по подошве фундамента

Определим расчетное сопротивление несущего слоя.

(табл. 4.5, 4.4 с.89,90). [5]

Основное условие Р=378.6кПа < R=419кПа, а недонапряжение в основании составляет 9%, что меньше требуемых 10%, следовательно, примем в качестве фундаментной подушки сборную плиту шириной b=1.2м

Рассчитываем фундамент по оси 1.

Определяем ориентировочную площадь подошвы фундамента: Принимаем А=1,2м2

Вычислим вес 1м длины фундамента

Определим вес 1м длины грунта на обрезе фундамента

кН

Тогда , а значение эксцентриситета в уровне подошвы фундамента составит

Следовательно, фундамент можно считать как центрально сжатый.

Находим среднее давление по подошве фундамента

Определим расчетное сопротивление несущего слоя.

Основное условие Р=310,5кПа<R=317,5кПа, а недонапряжение в основании составляет 2,2%, что меньше требуемых 10%, следовательно, примем в качестве фундаментной подушки сборную плиту шириной b=1.2м

Рассчитываем фундамент по оси А.

Определяем ориентировочную площадь подошвы фундамента: Принимаем А=1,4м2

Вычислим вес 1м длины фундамента

Определим вес 1м длины грунта на обрезе фундамента

кН

Тогда , а значение эксцентриситета в уровне подошвы фундамента составит

Следовательно, фундамент можно считать как центрально сжатый.

Находим среднее давление по подошве фундамента

Определим расчетное сопротивление несущего слоя.

(табл. 4.4, 4.5 с. 89,90). [5]

Основное условие Р=298,5кПа<R=325кПа, а недонапряжение в основании составляет 8%, что меньше требуемых 10%, следовательно, примем в качестве фундаментной подушки сборную плиту шириной b=1.4м

Рассчитываем фундамент по оси 4.

Определяем ориентировочную площадь подошвы фундамента: Принимаем А=1,2м2

Вычислим вес 1м длины фундамента

Определим вес 1м длины грунта на обрезе фундамента

кН

Тогда , а значение эксцентриситета в уровне подошвы фундамента составит

Следовательно, фундамент можно считать как центрально сжатый.

Находим среднее давление по подошве фундамента

Определим расчетное сопротивление несущего слоя.

Основное условие Р=288кПа<R=317,5кПа, а недонапряжение в основании составляет 9,3%, что меньше требуемых 10%, следовательно, примем в качестве фундаментной подушки сборную плиту шириной b=1.2м

10. Расчет осадок ленточного фундамента мелкого заложения

11. Далее для данного варианта фундаментов проведем расчет осадок по наиболее нагруженной оси.

Расчет осадок по оси Г

Пользуясь данными о грунтовых условиях строительной площадки, находим значения эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта.

на поверхности земли:

осадок фундамента. (Ось Г)

на уровне подошвы фундамента:

на уровне контакта 1-го и 2-го слоев можем не вычислять, так как мы их заменили, получив 1 слой.

в первом слое на уровне подземных вод

на уровне контакта 2-го и 3-го слоев

на уровне контакта 2-го и 3-го слоев

на уровне подошвы 3-го слоя

По полученным данным строим эпюры вертикальных напряжений и вспомогательную.

Для ленточного фундамента отношение Чтобы избежать интерполяции по табл. 1.2, задаемся соотношением , тогда высота элементарного слоя грунта составит (табл. 1.2, с.19). [5]

Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя данные таблицы 1.2. Все вычисления приведем в табличной форме:

Далее вычислим осадку фундамента, пренебрегая различием модуля деформации на границе слоев грунта, принимая во внимание, что данное предположение незначительно скажется на результатах расчета:

По таблице 4.3 для жилых домов с кирпичными несущими стенами величина предельно допустимой осадки . В данном случае , следовательно, основное условие расчета по второй группе предельных состояний удовлетворяется.

Вариант №2. Ленточный свайный фундамент

В данном варианте принимается свая трения.

Рассчитаем сваю по оси Г.

Примем 2 сваи на 1 метр фундамента. Определим допускаемую нагрузку на одну сваю

Принимаем сваю с размерами сечения 250х250 мм и длиной 6 м, которая удовлетворяет по прочности материала 207,7 < 650 кН. Сваи других размеров явно нерациональны для нагрузки 207,7 кН.

Площадь поперечного сечения сваи

Периметр

Верх ростверка принимается на отметке -1.3м

При заделке сваи в ростверк на 0,1м и высоте острия 0,25м глубина погружения сваи от поверхности земли равна

Для суглинка средней влажности по табл.10.2 находим . По табл. 10.1 для свай, погружаемых с помощью дизельмолотов, находим значение коэффициентов условий работы грунта под нижним концом сваи и по боковой поверхности . Толщу грунта, прорезываемого сваей, разбиваем на слои толщиной не более 2м.

Находим несущую способность одной сваи:

Согласно действующим нормам, сваи и свайные фундаменты по несущей способности грунтов оснований рассчитывают по формуле

Найдем вес фундаментных блоков и ростверка, приходящийся на 1м длины:

Вес грунта на обрезах

Полная нагрузка, приходящаяся на одну сваю равна

Рассчитаем сваю по оси А.

Примем 2 сваи на 1 метр фундамента. Определим допускаемую нагрузку на одну сваю

Принимаем сваю с размерами сечения 250х250 мм и длиной 6 м, которая удовлетворяет по прочности материала 207,7 < 650 кН. Сваи других размеров явно нерациональны для нагрузки 207,7 кН.

Площадь поперечного сечения сваи

Периметр

Верх ростверка принимается на отметке -1.3м

При заделке сваи в ростверк на 0,1м и высоте острия 0,25м глубина погружения сваи от поверхности земли равна

Для суглинка средней влажности по табл.10.2 находим . По табл. 10.1 для свай, погружаемых с помощью дизельмолотов, находим значение коэффициентов условий работы грунта под нижним концом сваи и по боковой поверхности . Толщу грунта, прорезываемого сваей, разбиваем на слои толщиной не более 2м.

Расчет ленточного ростверка

При расчете ленточных ростверков рассматривают их как многопролетную неразрезную балку. Определяют моменты на опорах и в пролете.

Определив опорные и пролетные моменты, рассчитывают требуемое

Принимаем 2⌀12 АIII ( =2,26см2) на опорах.

Экономическое сравнение принятых фундаментов

Возможные варианты фундаментов были рассмотрены выше. Прямые затраты и трудоемкость считаем по укрупненным показателям (табл 13, прил II. [4])

Как по приведенным затратам, так и по затратам труда вариант №2 более экономичен. Поэтому принимаем для разработки свайные ленточные фундаменты.

Список использованной литературы:

1. СНиП 2.01.0785. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР, 1986г.

2. СНиП 3.02.0187. Земляные сооружения, основания и фундаменты, Госстрой СССР, 1987г.

3. СНиП 2.02.0385. Свайные фундаменты, М, 1986г. – 48с.

4. Хасауов Ю.М. Методические указания к разработке курсового проекта по дисциплине «Основания и фундаменты». Ч.1 – Нальчик. КБГУ, 1998г 65с.

5. . Берлинов М.В. Основания и фундаменты. Учебник для вузов М.: Высшая школа, 1988г.

6. Швецов Г.И. Основания и фундаменты. Справочник М.: Высшая школа, 1991г.

7. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. // Под общ. Ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. –М.; 1988 – 415с.

ОиФ.dwg