Строительство гражданских зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра оснований, фундаментов и инженерной геологии

Курсовая работа по основаниям и фундаментам

Нижний Новгород - 2011

Содержание

Введение

1. Основные понятия и определения

2. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов

2.1 Определение дополнительных характеристик физических свойств грунтов

2.1.1 Нормативные характеристики

2.1.1.1 Число пластичности

2.1.1.2 Определение типа песчаного грунта

2.1.1.3 Показатель текучести и разновидность пылевато-глинистого грунта

2.1.1.4 Плотность сухого грунта

2.1.1.5 Коэффициент пористости

2.1.1.6 Определение вида песчаного грунта

2.1.1.7 Пористость

2.1.1.8 Степень влажности

2.1.1.9 Разновидность песчаного грунта

2.1.1.10 Полная влагоёмкость

2.1.1.11 Плотность грунта при W_sat

2.1.1.12 Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов при W_sat

2.1.1.13 Плотность грунта во взвешенном водой состоянии

2.1.2 Расчетные характеристики физических свойств грунтов

2.1.2.1 Удельный вес грунта при W_sat

2.1.2.2 Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии

2.2 Определение характеристик механических свойств грунтов

2.2.1 Определение расчетного сопротивления ИГЭ-1

2.2.2 Определение расчетного сопротивления

2.2.3 Определение модуля деформации по результатам испытания грунта штампом

2.2.4 Определение модуля деформации по результатам компрессионных испытаний

2.2.5 Итоговая таблица физико-механических свойств грунтов

3. Оценка условий строительства

3.1 Оценка инженерно-геодезических (топографических) условий

3.2 Оценка инженерно-геологических условий строительства и инженерно-геологический разрез

4. Оценка объемно-планировочных и конструктивных решений здания

5. Определение нагрузок на фундаменты

5.1 Постоянные распределенные нагрузки от 1 м² перекрытия, покрытия

5.2 Временные распределенные нагрузки на 1 м² перекрытия и покрытия

5.2.1 Перекрытия

5.2.2 Снеговая нагрузка на покрытие

5.3 Выбор расчетных сечений и определение ширины полосы сбора нагрузок

5.4 Нагрузки на 1 пог. м фундамента

6. Расчет и конструирование сечений

6.1 Определение глубины заложения фундамента

6.2 Определение ширины подошвы фундамента

6.2.1 Исходные данные

6.2.2 Определение расчетных коэффициентов, общих для всех сечений фундамента

6.2.3 Тип и геометрические характеристики сечения фундамента

6.2.4 Определение коэффициентов, общих для определения типа (типоразмеров) фундамента

6.2.5 Определение расчетной ширины подошвы фундамента

6.2.6 Определение расчетного сопротивления

6.2.7 Определение давления под подошвой фундамента

7. Определение осадки основания ленточного фундамента

Введение

грунт геодезический строительство фундамент

В курсе "Механика грунтов, основания и фундаменты" особое внимание уделяется вопросам внедрения новейших достижений теории в практику фундаментостроения, направленных на индустриализацию, удешевление, ускорение, и улучшение качества строительства.

Целью курсового проекта по этой дисциплине является ознакомление с принципами проектирования оснований и фундаментов и закрепление теоретических знаний. Тематика проектирования отвечает учебным задачам подготовки инженеров и увязана с решением практических вопросов - выполнением проектов фундаментов сооружений.

При выполнении курсового проекта необходимо научиться пользоваться строительными нормами, ГОСТами, типовыми проектами, каталогами изделий для выполнения фундаментов, а также учебной, справочной и научной литературой; рекомендуется широко использовать вычислительную технику; должны найти отражение требования стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), технико-экономического анализа, предложения по производству работ нулевого цикла, вопросы техники безопасности.

Исходные данные к курсовой работе указаны на листах, выданных кафедрой.

1. Основные понятия и определения

При изложении материалов курса используются терминология и физические величины, объяснение которых приводится в нижеследующем тексте, на рис.1 и в таблице 1.

Фундаментом (I) называется подземная часть сооружения, предназначенная для передачи строительных нагрузок на грунты основания (II).

Основанием (II) называется грунтовый массив, воспринимающий нагрузку от сооружения.

b - ширина подошвы фундамента;

b_c - ширина фундаментной стены;

a_f - ширина уступа фундамента;

k_y - высота уступа фундамента;

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки;

d_n - глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

l - длина подошвы фундамента;

A - площадь подошвы фундамента;

FL - отметка заложения подошвы фундамента;

n_oI, n_oII - расчетное усилие на 1 пог. метр ленточного фундамента, действующее на верхнем его обрезе, при расчете, соответственно, по первому или второму предельному состоянию;

n_I, n_II - расчетное усилие на 1 пог. метр ленточного фундамента, действующее на подошву фундамента, при расчете, соответственно, по первому или второму предельному состоянию;

N_I, N_II - расчетное усилие на верхнем обрезе столбчатого фундамента, при расчете, соответственно, по первому или второму предельному состоянию;

N_oI, N_oII - расчетное усилие на подошву столбчатого фундамента, при расчете, соответственно, по первому или второму предельному состоянию;

H_c - глубина сжимаемой толщи;

НДЗ - напряженно-деформируемая зона;

h - толщина слоя грунта;

S - осадка основания;

NL - отметка поверхности природного рельефа;

DL - отметка планировки;

BC - нижняя граница сжимаемой зоны;

WL - уровень подземных вод;

НС - несущий слой - слой грунта, залегающий под подошвой фундамента и непосредственно воспринимающий нагрузки от сооружения;

ПС - подстилающий слой (подстилающие слои) - слои, залегающие ниже несущего слоя.

ИГЭ - инженерно-геологический элемент.

2. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов

2.1 Определение дополнительных характеристик физических свойств грунтов

2.1.1 Нормативные характеристики

2.1.1.1 Число пластичности

Число пластичности находится только для пылевато-глинистых грунтов, т.е. для ИГЭ-1 и для ИГЭ-2. Оно находится по формуле (1).

I_p=W_L-W_P ^,[%] , где(1)

I_P - число пластичности;

W_L - влажность на границе текучести (см. исходные данные);

W_P - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1 I_P1= 26%-16%=10%.

Для ИГЭ-2 I_P2= 22%-14%=8%.

Тогда по табл. п.2.4 [1] тип пылевато-глинистых грунтов ИГЭ-1 и ИГЭ-2-суглинок.

2.1.1.2 Определение типа песчаного грунта

Рассмотрев испытания штампом грунта ИГЭ-1 ( см. исходные данные),

Таблица 1

Размер частиц в мм	5 - 2	2 - 0,5	0,5 - 0,25	0,25 - 0,1	0,1
Содержание частиц в %	0,4	10,7	40,8	32,4	15,7

видим, что частиц крупностью больше 0,25мм:

0,4+10,7+40,8=51,9%>50%, значит,

тип ИГЭ-1 - песок средней крупности.

2.1.1.3 Показатель текучести и разновидность пылевато-глинистого грунта

Показатель текучести находим по формуле (2).

I_L=(W-W_P)/I_P ^,[д. ед.], где(2)

I_L - показатель текучести;

W - природная (естественная ) влажность (см. исходные данные);

W_P - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1 I_L=(15-16)/10=-0,1.

Для ИГЭ-2 I_L=(25-14)/8=1,375.

Тогда по табл. п.2.5 [1] разновидность пылевато-глинистых грунтов:

ИГЭ-1 -суглинок твердый (Т), т.к. I_L<0;

ИГЭ-2- суглинок текучий (ТК),т.к. I_L>1.

2.1.1.4 Плотность сухого грунта

,[г/см³], где(3)

-плотность сухого грунта;

-плотность грунта в природном состоянии;

W - природная (естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1(г/см³).

Для ИГЭ-2(г/см³).

Для ИГЭ-3(г/см³).

2.1.1.5 Коэффициент пористости

, [д. ед.], где(4)

e- коэффициент пористости грунта;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

-плотность грунта в природном состоянии;

W - природная ( естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1.

Для ИГЭ-2.

Для ИГЭ-3.

2.1.1.6 Определение вида песчаного грунта

По табл.п.2.3[1], вид ИГЭ-3 - песок средней крупности средней плотности.

2.1.1.7 Пористость

,[ д. ед.], где(5)

n - пористость грунта;

e- коэффициент пористости грунта.

Для ИГЭ-1 .

Для ИГЭ-2 .

Для ИГЭ-3 .

2.1.1.8 Степень влажности

,[ д. ед.], где(6)

S_r - cтепень влажности грунта;

=1 г/см³- плотность воды;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

W - природная ( естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1.

Для ИГЭ-2.

Для ИГЭ-3.

2.1.1.9 Разновидность песчаного грунта

По табл.п.2.2 [1], разновидность ИГЭ-3 - песок средней крупности средней плотности насыщенный водой (НВ).

2.1.1.10 Полная влагоёмкость

, [%] , где(7)

W_sat - полная влагоемкость грунта;

S_r - cтепень влажности грунта;

W - природная ( естественная ) влажность (см. исходные данные).

Для ИГЭ-1%.

Для ИГЭ-2%.

Для ИГЭ-3%.

2.1.1.11 Плотность грунта при W_sat

^,[г/см³], где(8)

- плотность грунта при W_sat;

- плотность сухого грунта;

W_sat - полная влагоемкость грунта.

Для ИГЭ-1( г/см³).

Для ИГЭ-2( г/см³).

Для ИГЭ-3( г/см³).

2.1.1.12 Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов при W_sat

,[ д. ед.], где(9)

- показатель текучести пылевато-глинистых грунтов при W_sat;

W_sat - полная влагоемкость грунта;

W_P - влажность на границе раскатывания (см. исходные данные);

I_P - число пластичности.

Тогда по табл. п.2.5 [1] разновидность пылевато-глинистых грунтов ИГЭ-1 и ИГЭ-2 при -суглинок текучий.

2.1.1.13 Плотность грунта во взвешенном водой состоянии

^,[г/см³], где(10)

- плотность грунта во взвешенном водой состоянии;

=1 г/см³- плотность воды;

- плотность частиц грунта (см. исходные данные);

n - пористость грунта.

Для ИГЭ-1( г/см³).

Для ИГЭ-2( г/см³).

Для ИГЭ-3( г/см³).

2.1.2 Расчетные характеристики физических свойств грунтов

2.1.2.1 Удельный вес грунта при W_sat

, [т/м³] , где (11)

- удельный вес грунта при W_sat;

- плотность грунта при W_sat;

-плотность грунта в природном состоянии;

- удельный вес грунта в естественном состоянии ( см. исходные данные).

Для ИГЭ-1( т/м³).

Для ИГЭ-2( т/м³).

Для ИГЭ-3( т/м³).

2.1.2.2 Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии

, [т/м³] , где(12)

- удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии;

- плотность грунта во взвешенном водой состоянии;

- плотность грунта в природном состоянии;

- удельный вес грунта в естественном состоянии (см. исходные данные);

Для ИГЭ-1 (т/м³).

Для ИГЭ-2 (т/м³).

Для ИГЭ-3 (т/м³).

2.2 Определение характеристик механических свойств грунтов

2.2.1 Определение расчетного сопротивления ИГЭ-1

Расчетное сопротивление ИГЭ-1 - суглинка с коэффициентом пористости е = 0,73 и показателем текучести I_L = - 0,1 определяем по табл.п.3.1[1] с помощью интерполяции.

Расчетное сопротивление ИГЭ-1 R_о =245 кПа.

2.2.2 Определение расчетного сопротивления

Значение расчетного сопротивления R_о является условным, относится к фундаментам, имеющим ширину b =1м и глубину заложения d =2м и не учитывающим прочностные характеристики грунта. Значение расчетного сопротивления R находится с учетом конструктивных особенностей фундамента по формуле (13); находим его для всех трех инженерно-геологических элементов.

^, [кПа] ,где (13)

b - ширина подошвы фундамента (принимаем b =1м);

d - глубина заложения фундамента (принимаем d =2м);

, - коэффициенты условия работы основания (определяются по табл.п.3.3[1] в зависимости от отношения L/H, которое берем 1,5 и менее);

k - коэффициент достоверности изысканий (k =1);

, c_II - удельный вес грунта ниже подошвы фундамента и удельное сцепление - эмпирические величины ( см. исходные данные);

- удельный вес грунта выше подошвы фундамента;

, M_q, M_c - коэффициенты, зависящие от (принимаются по табл.п.3.2[1]).

Для ИГЭ-1:

=1,25; =1,0;

при =23 =0,66; M_q =3,65; M_c =6,24;

=, т.к. глубина заложения фундамента 2м, а толщина ИГЭ-1 - 3,8м;

тогда (кПа).

Для ИГЭ-2:

=1,1; =1,0;

при =10 =0,18; M_q =1,73; M_c =4,17;

=== 17,8

тогда (кПа).

Для ИГЭ-3:

=1,4; =1,4;

при =34 =1,55; M_q =7,22; M_c =9,22;

(кН/м³)

тогда (кПа).

2.2.3 Определение модуля деформации по результатам испытания грунта штампом

Строим график зависимости осадки штампа от давления S(p).

`[кПа], где(14)

- коэффициент, зависящий от формы штампа; принимаем как для круглого штампа =0,78; d- диаметр штампа;

(м);

- коэффициент Пуассона; для ИГЭ-1 (суглинка) =0,35;

p_i - давление на прямолинейном участке графика;

s_i - соответствует давлению осадки штампа в м;

(кПа).

2.2.4 Определение модуля деформации по результатам компрессионных испытаний

Строим графики зависимости е = f (p) для ИГЭ-2 и ИГЭ-3:

Коэффициент сжимаемости:

 '[кПа^-1] , где(15)

р₁ = 100 кПа;

р₂ = 200 кПа;

е_1,1=1,020;

е_2,1=0,970;

е_1,2=0,650;

е_2,2=0,644.

Для ИГЭ-2

(кПа^-1).

Для ИГЭ-3

(кПа^-1).

Коэффициент относительной сжимаемости

'[кПа^-1] , где(16)

m₀- коэффициент сжимаемости;

е_1,1=1,020;

е_1,2=0,650.

Для ИГЭ-2

(кПа^-1).

Для ИГЭ-3

(кПа^-1).

Компрессионный модуль деформации:

'[кПа] , где(17)

- коэффициент относительной сжимаемости;

₂ = 1,0 (песок);

₁ = 0,5 (суглинок).

Для ИГЭ-2

(кПа).

Для ИГЭ-3

(кПа).

Модуль деформации:

'[кПа] , где(18)

m_k - переходный коэффициент от компрессионного модуля деформации к естественному модулю деформации (принимается по таблице 2.2 [1]);

m_k = 1 - для песка (ИГЭ-3);

m_k = 1 - для суглинка при е = 1,121(ИГЭ-2);

- компрессионный модуль деформации.

Для ИГЭ-2

(кПа).

Для ИГЭ-3

(кПа).

2.2.5 Итоговая таблица физико-механических свойств грунтов

Таблица 2

№ п/п	Характеристики	ИГЭ - 1	ИГЭ - 2	ИГЭ -3
	Тип	суглинок	суглинок	песок средней крупности
	Вид	-	заиленный	средней плотности
	Разновидность	Т	ТК	НВ
а)	Нормативные характеристики
I.	Основные (лабораторные)
1	Плотность , г/см3	1,80	1,55	2,00
2	Плотность частиц s, г/см3	2,71	2,63	2,66
3	Влажность W, %	15	25	25
4	Граница раскатывания Wp, %	16	14	-
5	Граница текучести WL, %	26	22	-
II.	Дополнительные
6	Число пластичности Ip, %	10	8	-
7	Показатель текучести Il, д.ед.	-0,1	1,375	-
8	Плотность сухого грунта d, г/см3	1,57	1,24	1,60
9	Коэффициент пористости е, д.ед.	0,731	1,121	0,663
10	Пористость n, д.ед.	0,42	0,53	0,40
11	Степень влажности Sr, д.ед.	0,56	0,59	1,00
12	Полная влагоемкость Wsat, %	26,79	42,37	25
13	Показатель текучести при Wsat Ilsat, %	1,079	3,55	-
14	Плотность грунта при Wsat sat, г/см3	1,99	1,77	2,00
15	Плотность грунта во взвешенном водой состоянии sb, г/см3	0,99	0,77	0,996
б)	Расчетные характеристики
1	Удельный вес грунта II, кН/м3	17,8	15,3	19,6
2	Удельный вес грунта при Wsat sat, т/м3	19,68	17,47	19,60
3	Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии sb, т/м3	9,79	7,60	9,76
4	Угол внутреннего трения II ,	23	10	34
5	Удельное сцепление сII, кПа	25	8	-
6	Модуль деформации Е, кПа	18206,37	2016,13	27472,5
7	Расчетное сопротивление Rо, кПа	245	-	-
8	Расчетное сопротивление R1, кПа	372,11	168,44	1385,02

3. Оценка условий строительства

3.1 Оценка инженерно-геодезических (топографических) условий

Жилой дом расположен в городе Кирове. Площадка строительства - ровная с незначительным уклоном (i=0,037) в юго-восточном направлении. Площадка свободна от существующих зданий и инженерных коммуникаций.

3.2 Оценка инженерно-геологических условий строительства и инженерно-геологический разрез

Несущим инженерно-геологическим элементом фундаментов является ИГЭ-1, песок средней крупности средней потности, насыщенный водой, со следующими основными расчетными характеристиками: _II = 17,8 кН/м3, _II =23, с_II = 25 кПа, Е = 18206,37 кПа. Мощность слоя ИГЭ-1 -3,8 м.

Подстилающими слоями является ИГЭ-2, суглинок текучий, с мощностью слоя 1,7м и следующими основными расчетными характеристиками: _II = 15,3 кН/м³, _II = 10, с_II = 8 кПа, Е = 2016,13 кПа - и ИГЭ-3, суглинок текучий заиленный, со следующими основными расчетными характеристиками: _II = 19,6 кН/м³, _II = 34, Е = 1385,02 кПа; мощность слоя ИГЭ-3 разведочными скважинами не вскрыта.

' [м] ,где(19)

Н_скв - высота буровой скважины;

n_эт - число этажей проектируемого здания;

(м).

4. Оценка объемно-планировочных и конструктивных решений здания

Жилой дом, 12-этажный, прямоугольной формы в плане со следующими размерами в осях: длина L = 35,8 м, ширина В = 11,40 м, высота Н = 32,55 м.

Крыша здания чердачная с теплым чердаком. Несущими являются продольные стены.

Жесткость здания определяется как соотношение , где

L - длина здания;

Н^* - высота здания от подошвы фундамента.

.

Основные конструкции здания: наружные стены из пустотелого керамического кирпича, внутренние стены из силикатного кирпича, перекрытия из многопустотных железобетонных панелей по серии 1.141-1, покрытие (крыша) из железобетонных ребристых панелей по серии 1,465.1-7/84, лестницы из железобетонных маршей серии 1.151-6.В.1 и железобетонных площадок серии 1.152-8.В.1, перегородки из гипсобетонных панелей по ГОСТ 9574-80, пол линолеумный на лагах.

5. Определение нагрузок на фундаменты

5.1 Постоянные распределенные нагрузки от 1 м² перекрытия, покрытия

Таблица 3

№	Вид нагрузок	Нормат нагр	f	Расч нагр
I Перекрытия
1	Ж./б. плита перекрытия с круглыми пустотами толщиной = 220 мм	3,2	1,1	3,52
2	Пол	1,0	1,3	1,30
Итого: mпр 1	4,2	1,15	4,82
II Элементы лестничных клеток
1	Ж./б. площадки и марши	3,8	1,1	4,18
Итого: mпр2	3,8	1,1	4,18
III Покрытие.
1	Ж./б. плита перекрытия с круглыми пустотами толщиной = 220 мм	3,2	1,1	3,52
2	Ж./б. Ребристая плита покрытия толщиной = 300 мм по серии 1,456.1-7/84	1,7	1,1	1,87
3	Пароизоляция	0,05	1,3	0,07
4	Утеплитель - минераловатные жесткие плиты 2х100 мм	0,5	1,3	0,65
5	Стяжка - цементный раствор М-100 толщиной = 30 мм	1,08	1,3	1,404
6	Кровля из 4-х слоев рубероида на мастике и защитного слоя гравия толщиной = 20 мм	0,4	1,3	0,52
Итого: mпк	6,93	1,16	8,304
IV Перегородки
1	Гипсобетонные панели по ГОСТ 9574-80 толщиной = 80 мм	1,0	1,1	1,1
Итого: mпг	1,0	1,1	1,1

5.2 Временные распределенные нагрузки на 1 м² перекрытия и покрытия

5.2.1 Перекрытия

а) Временная расчетная нагрузка для расчета по первому предельному состоянию:

, [кН/м²] ,где(20)

нормативная полная кратковременная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы ;

коэффициент сочетания временных нагрузок по этажности:

, где(21)

n_эт - число этажей проектируемого здания;

_;

коэффициент надежности по нагрузке:

- квартиры _{f к} = 1,3;

- лестницы _{f л} = 1,2;

коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок: ₂ = 0,9.

Тогда временная расчетная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы .

б) Расчетная нагрузка для расчета оснований по деформациям (по второму предельному состоянию):

, [кН/м²] ,где(22)

нормативная длительная нагрузка (пониженное значение):

- квартиры ;

- лестницы ;

коэффициент надежности по нагрузке: _f = 1,0;

коэффициент сочетания двух временных длительных нагрузок: ₁ = 0,95. Тогда расчетная нагрузка:

- квартиры ;

- лестницы .

Сводим результаты расчета в таблицу 4.

Таблица 4

	Рпр I	крн	РпрII
Квартиры	1,00	3,51	0,285
Лестницы	1,85	1,95	0,95

5.2.2 Снеговая нагрузка на покрытие

Нормативная снеговая нагрузка на 1 м² поверхности земли для IV снегового района:

S = 1,5 кН/м² (кПа).

а) Снеговая нагрузка на покрытие для расчета по первой группе предельных состояний:

 , [кН/м²] ,где(23)

нормативная нагрузка на 1 м² покрытия:

, [кН/м²] ,где(24)

S - снеговая нагрузка на 1 м² поверхности земли для IV снегового района; =1;

(кН/м²; кПа);

- коэффициент надежности по нагрузке;

=0,9 - коэффициент сочетания двух кратковременных нагрузок.

Тогда снеговая нагрузка на покрытие:

(кН/м²).

б) Снеговая нагрузка на покрытие для расчета по второй группе предельных состояний:

, [кН/м²] ,где(25)

за нормативную нагрузку принимается пониженное значение:

;

- коэффициент надежности по нагрузке; .

Тогда снеговая нагрузка на покрытие:

(кН/м²).

Таблица 5

Рсн I	крн	РснII
1,89	2,66	0,71

5.3 Выбор расчетных сечений и определение ширины полосы сбора нагрузок

Сечение 1-1 принимаем с минимальной нагрузкой по наружной стене по оси "1" между осями "А" и "Г".

Сечение 2- 2 принимаем по наружной стене с максимальной нагрузкой по оси "Г" между осями "1" и "1"+4м.

Сечение 3-3 принимаем по внутренней стене с максимальной нагрузкой по оси "В" между осями "1" и "1"+4м. Сечение 4-4 принимаем по внутренней стене лестничной клетки по оcи "2" между осями "Б" и "Г". Для выбранных сечений находим следующие величины:

a_пр - ширина полосы сбора нагрузок с перекрытия (находится как половина пролета, смежного с рассматриваемой стеной, с которого собирается нагрузка, в чистоте);

а_пк - ширина полосы сбора нагрузок с покрытия (находится как половина пролета, смежного с рассматриваемой стеной, с которого собирается нагрузка, в осях).

Сечение 1-1: а_пр = 0, а_пк = 0.

Сечение 2-2: а_пр = 6,04/2=3,02 (м), а_пк = 6,3/2=3,15 (м).

Сечение 3-3: а_пр = 6,04/2+4,84/2=5,44 (м), а_пк = 6,3/2+5,1/2=5,70 (м).

Сечение 4-4: а_пр = 2,52/2=1,26 (м), а_пк = 2,9/2=1,45 (м).

5.4 Нагрузки на 1 пог. м фундамента

Таблица 6. Нагрузки на фундамент на отм. - м (расчет по нормативным нагрузкам)



6. Расчет и конструирование сечений

6.1 Определение глубины заложения фундамента

Нормативная глубина промерзания грунта:

'[м] , где(26)

d_o =0,23 м для суглинков (принимаем по указанию на стр.20[1]);

M_t = 52,4- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму (см. исходные данные);

(м).

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

'[м] , где(27)

k_h - коэффициент, учитывающий тепловой режим помещений, примыкающих к фундаменту;

k_h = 0,7 (по табл. 2.4 [1] для жилых зданий при температуре подвала t^о = 5 ⁰С); - нормативная глубина промерзания грунта;

.

Принимаем глубину заложения фундамента d:

или м, где(28)

d_b = |DВ| - |DL|;

d = |FL| - |DL|;

DВ - отметка пола подвала;

DL - отметка планировки;

FL - отметка заложения подошвы фундамента;

d_b = 2,1-1,05 = 1,05 (м);

d = 2,6 - 1,05 =1,55 (м).

; 1,55=1,55- условие выполняется;

; - условие выполняется, значит, принимаем d=1,55 м.

6.2 Определение ширины подошвы фундамента

6.2.1 Исходные данные

Характеристика грунта несущего слоя ИГЭ-1 - суглинка полутвердого:

кН/м³;

кН/м³;

;

кПа;

.

6.2.2 Определение расчетных коэффициентов, общих для всех сечений фундамента

(29)

Для ИГЭ-1 по табл. п.3.3[1] ;

k_z=1; k=1, тогда

6.2.3 Тип и геометрические характеристики сечения фундамента

Тип I (фундамент под наружные стены; сечения 1-1, 2-2).

d - глубина заложения подушки фундамента;

d_b - глубина подвала;

h_фс - высота фундаментной плиты со стеной;

h_ф = 0,3 (0,5) м;

d₁ = 0,5 (0,7) м;

d_b = |BL| - |DL| =2,1 - 1,05 = 1,05 (м);

h_фс = |FL| - 0,3 = 2,6 - 0,3 = 2,3 (2,5) м

b_c = 0,6 м

d_г = d_b = 1,05 м - разность отметок уровней грунта слева и справа от поверхности стены.

Тип II,(фундамент под внутренние стены; сечения 3-3, 4-4).

h_ф = 0,3 (0,5) м

d₁ = 0,5 (0,7) м

d_b = |BL| - |DL| =2,1- 1,05 = 1,05 (м)

h_фс = |FL| - 0,3 = 2,6 - 0,3 = 2,3 (2,5) (м)

b_c = 0,4 м

d_г = 0

6.2.4 Определение коэффициентов, общих для определения типа (типоразмеров) фундамента

Тип I, сечения 1-1, 2-2.

1), [кПа] ,где(30)

- коэффициент давления грунта и фундаментной плиты на подошву фундамента;

==17,8;

- удельный вес материала плиты фундамента (малоармированный железобетон; принимаем 24кН/м³);

(кПа);

(кПа).

2) , [кПа] ,где(31)

d₁ = 0,5 (0,7) м

d_b - глубина подвала;

(кПа);

(кПа).

3) , [кПа] (32)

(кПа);

(кПа).

4) , [кПа] ,где(33)

- удельный вес материала грунта (принимаем 24 кН/м³);

(кНм)

(кНм)

Тип II, сечения 3-3, 4-4.

1) (кПа);

(кПа).

2)

(кПа);

(кПа).

3) (кПа);

(кПа).

4) (кНм);

(кНм).

6.2.5 Определение расчетной ширины подошвы фундамента

Расчет ведем для фундамента типа I.

Сечение 1-1.

1) Нагрузка (коэффициент нагрузки):

F = n_0II + n_гфс ' [кН/м](34)

F= 373,52 + 21,057= 394,577(кН/м).

2) Расчетная ширина фундамента:

' [м], где(35)

D =D^0,3;

(м);

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 14.24 шириной b = 1400мм = 1,4 м, высотой 0,3 м.

Сечение 2-2.

1) F= 489,63 + 21,057= 510,687(кН/м).

2) D =D^0,3

(м);

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 16.24 шириной b = 1600мм = 1,6 м, высотой 0,3 м.

Сечение 3-3.

1) F=631,59 + 17,776= 649,366 (кН/м).

2) D =D^0,3

(м);

D =D^0,5

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 24.24 шириной b = 2400мм = 2,4 м, высотой 0,5 м.

Сечение 4-4.

1) F= 144,69 + 17,776= 162,466(кН/м).

2) D =D^0,3

(м);

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 6.24 шириной b = 600мм = 6 м, высотой 0,3 м.

6.2.6 Определение расчетного сопротивления

Расчет ведем для фундамента типа I.

' [кПа](36)

Сечение 1-1.

(кПа);

(кПа).

Сечение 2-2.

(кПа).

Сечение 3-3.

(кПа).

Сечение 4-4.

(кПа).

6.2.7 Определение давления под подошвой фундамента

' [кПа](37)

Сечение 1-1.

(кПа)

(кПа)

Сечение 2-2.

(кПа)

Сечение 3-3.

(кПа)

Сечение 4-4.

(кПа)

7. Определение осадки основания ленточного фундамента

'[м], где(38)

S - конечная осадка основания;

п - число слоев, на которое разделена сжимаемая толща основания H_c;

= 0,8 - безразмерный коэффициент;

- среднее давление в элементарном слое;

h_i - толщина i-того элементарного слоя грунта;

E_i - модуль деформации i-того элементарного слоя грунта.

Определяем осадку фундамента в сечении с наибольшей нагрузкой - в сечении 3-3 с нормативной нагрузкой n_0II = 631,59 кН.

Осадка определяется от уровня естественного залегания грунта:

NL = 104,9 - 106,45 = - 1,55 (м).

d_n = |FL| - |NL| = 2,6 - 1,55 = 1,05 (м).

h₁=H₁- d_n=3,8-1,05=2,75(м).

h₂ = H₂=1,7м.

h₃ = H₃ задаемся h₃ = 5м.

- эпюра дополнительных вертикальных давлений (напряжений) от здания , где

коэффициент,зависящий от вида фундамента.

- эпюра вертикальных напряжений от собственного веса грунта.

Давление от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента будет:

(кПа).

Давление под подошвой фундамента:

р = 281,329 кПа.

Ширина подошвы фундамента b = 2,4 м.

Дополнительное давление на подошву фундамента:

(кПа).

Давление от собственного веса грунта на границе залегания слоев грунта:

(кПа).

(кПа).

(кПа).

Толщина элементарного слоя:

(м).

- абсолютная глубина слоя.

Относительная глубина расположения подошвы i-го слоя.

.

Напряжения на подошве элементарного слоя:

.

Среднее напряжение в элементарном слое:

Таблица 7

ИГЭ	zn ` м	N ` (слоя)	hi ` м	zi ` м	ri ` м	i `	zpi ` кПа	'	0,2zg кПа	En ` кПа	Sn см
I	2,75	0	0	0	0	1	262,639		3,738	18206,37	0
		1	0,96	0,96	0,8	0,881	231,385	247,012	3,418	18206,37	0,010419716
		2	0,96	1,92	1,6	0,642	168,614	200,000	6,835	18206,37	0,008436591
		3	0,83	2,75	2,291667	0,496771	130,471	149,543	9,790	18206,37	0,00545394
										0,02431
II	1,7	4	0,13	2,88	2,4	0,477	125,279	127,875	10,771	2016,13	0,006596307
		5	0,96	3,84	3,2	0,374	98,227	111,753	13,708	2016,13	0,042569786
		6	0,61	4,45	3,708333	0,328604	86,304	92,266	15,575	2016,13	0,022332695
			0,095809
III		7	0,35	4,8	4	0,306	80,368	83,336	21,931	27472,5	0,00084936
		8	0,96	5,76	4,8	0,258	67,761	74,064	25,694	27472,5	0,002070482
		9	0,96	6,72	5,6	0,223	58,568	63,165	29,457	27472,5	0,001765783
		10	0,96	7,68	6,4	0,196	51,477	55,023	33,221	27472,5	0,001538177
		11	0,96	8,64	7,2	0,175	45,962	48,720	36,984	27472,5	0,001361966
		12	0,96	9,6	8	0,158	41,497	43,729	40,747	27472,5	0,001222465
		13	0,96	10,56	8,8	0,144	37,820	39,658	44,510	27472,5	0,001108662
			0,009917
	Осадка S	0,105725929

.

S = 0,106 м.

S =10,6 cм > S_u = 10 см.

Вывод: осадка недопустима.

Список использованной литературы

1 Канаков Г.В., Прохоров В.Ю. Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий. Учебное пособие.- Н. Новгород: Изд. МИПК ННГАСУ. 1999.-71с.

2 ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация/ Госстрой России.-М.: ГУП ЦПП, 1997.-38

3 СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений/ Минстрой России. -М.: ГП ЦПП. 1995.-48с.

4 СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР.- М.: Стройиздат,1983.-136с.

5 СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России.- М.: ГП ЦПП. 1996.-44с.

Размещено на Allbest.ru