Проектирование фундаментов под восьмиэтажное здание в открытом котловане
Анализ и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу. Разработка вариантов фундамента. Расчет и конструирование фундаментов в других расчетных сечениях, указанных в задании.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.09.2015 |
| Размер файла | 705,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Механика грунтов, оснований и фундаментов.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему: "Проектирование фундаментов под восьмиэтажное здание в открытом котловане".
Студент: Верисоцкая Екатерина Николаевна
Консультант: Гусева Елена Сергеевна
Город Кинешмар
Содержание
- Введение
- 1. Исходные данные
- 2. Изучение и обработка и анализ исходной информации, содержащейся в задании на проектирование
- 2.1 Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки
- 2.2 Анализ и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
- 3. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу
- 4. Разработка вариантов фундамента
- 4.1 Проектирование фундамента неглубокого заложения
- 4.1.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 4.1.3 Проверка средних и краевых давлений
- 4.1.4 Расчет осадки основания
- 5. Расчет и конструирование фундаментов в других расчетных сечениях, указанных в задании
- 5.1 Расчет фундамента в сечении 2-2
- 5.1.1 Определение глубины заложения фундамента
- 5.1.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 5.1.3 Проверка средних и краевых давлений
- 5.1.4 Определение осадки методом эквивалентного слоя
- 5.2 Расчет фундамента в сечении 3-3
- 5.2.1 Определение глубины заложения фундамента
- 5.2.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 5.2.3 Проверка средних и краевых давлений
- 5.2.4 Определение осадки методом эквивалентного слоя
- 5.3 Расчет фундамента в сечении 4-4
- 5.3.1 Определение глубины заложения фундамента
- 5.3.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 5.3.3 Проверка средних и краевых давлений
- 5.3.4 Определение осадки методом эквивалентного слоя
- 5.4 Расчет ленточного фундамента в сечении 5-5
- 5.4.1 Определение глубины заложения фундамента
- 5.4.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 5.4.3 Определение осадки методом эквивалентного слоя
- Список литературы
Введение
В данной курсовой работе для 8-этажного гражданского здания необходимо запроектировать и выбрать тип основания, а также тип и размеры фундаментов, обеспечивающих надежность и экономичность проектируемого сооружения.
Для проектирования необходим анализ исходных данных. Проектирование оснований и фундаментов начинают с изучения факторов, определяющих выбор проектных решений. Среди них первостепенную значимость имеют следующие: степень ответственности здания или сооружения, их конструктивные или архитектурно-планировочные особенности; нагрузки, учитываемые в расчетах; данные инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий на строительной площадке; местные условия строительства. Эти факторы позволяют правильно определить тип фундамента и глубину его заложения.
В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов: мелкого заложения и свайный.
Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение физико-механических свойств грунтов, оценка грунтовых условий строительной площадки, расчет размеров и выбор вариантов фундаментов, расчет оснований по деформациям, расчет осадки.
Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков, определение осадки свайных фундаментов, подбор оборудования для погружения свай.
Проектирование оснований и фундаментов является комплексной задачей, в которой должны быть учтены требования, обеспечивающие необходимую их прочность, устойчивость, долговечность.
котлован здание фундамент сечение
1. Исходные данные
1. Номер конструкции: 3.
2. Этажность здания: 8.
3. Краткая характеристика здания:
стены наружные - кирпичные толщиной 64 см;
стены внутренние (перегородки) - кирпичные толщиной 15 см;
колонны - ж/б, 40Ч40 см;
перекрытия - сборные многопустотные ж/б плиты толщиной 22 см;
покрытия - сборные ж/б плиты;
здание имеет подвал во всех осях;
отметка пола подвала - 2, 20;
отметка пола первого этажа ±0,00 на 0,60 м выше отметки спланированной поверхности земли.
4. Нагрузки даны: на стену "А" (ось) в кН/м, на колонну Б (ось) в кН.
При наличии подвала постоянные и временные нагрузки увеличиваются:
на ось А (стена) - пост. на 14 кН/м, врем. на 2 кН/м;
на ось Б (колонна) - пост. на 65 кН, врем. на 3 кН.
|
Ось А (стена) |
Пост. |
279 |
|
|
Врем. |
21 |
||
|
Ось Б (колонна) |
Пост. |
848 |
|
|
Врем. |
145 |
Нагрузки на уровне пола 1 - го этажа:
5. Город строительства: Кинешмар.
6. Номер геологии: 7.
Типовой план этажа
Рисунок 1.1 - Схема здания
2. Изучение и обработка и анализ исходной информации, содержащейся в задании на проектирование
2.1 Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки
В соответствии с заданием необходимо запроектировать фундаменты под 8-этажным жилым зданием.
Место строительства - г. Кинешмар.
Наружные стены выполнены из кирпичной кладки, толщина стен 640 мм. Внутренний поперечный каркас из ж/б колонн сечением 400х400 мм.
Здание имеет подвал во всех осях, отметка пола в подвале - 2,2 м.
Габаритные размеры здания 142,4х12 м.
Здание четырехсекционное, секции имеют размеры в плане в осях 17,8х12м. По степени ответственности здание относится к II классу.
При определении расчётного сопротивления грунта основания жилой дом следует отнести к зданиям с жёсткой конструктивной схемой, так как наличие подвала под всей площадью здания является конструктивным мероприятием, повышающим его прочность и пространственную жёсткость.
Здание является чувствительным к неравномерным осадкам.
Под наружные стены проектируется ленточный фундамент (оси А, В), по оси Б под ж/б колоннами проектируются отдельно стоящие фундаменты.
При сборе нагрузок на фундамент здание классифицируется как имеющее жёсткую конструктивную схему, следовательно, фундаменты рассчитываются как центрально-нагруженные.
Расчетная нагрузка на ленточный фундамент (наружная стена, ось А)
На наружную стену здания с подвалом (ось А) действуют нормативные нагрузки в основном сочетании, приложенные на отметке верхнего обреза фундамента: постоянная: ; временная: .
К ним прибавляются отдельно указанные в задании нагрузки: постоянная и временная от надподвального перекрытия и пола подвала: постоянная: ; временная: .
Вычисляем расчетные нагрузки.
Для расчетов по первой группе предельных состояний:
.
Для расчетов по второй группе предельных состояний:
.
Расчетная нагрузка на отдельный фундамент под колонну (внутренняя стена, ось Б)
Внутренние стены здания с подвалом опираются через ригели на ряд колонн.
Нормативные нагрузки на колонну, приложенные на отметке низа пола первого этажа следующие: постоянная: ; временная: .
К ним прибавляются отдельно указанные в задании нагрузки: постоянная и временная :
постоянная: ; временная: .
Расчетные нагрузки:
для расчетов по первой группе предельных состояний:
;
для расчетов по второй группе предельных состояний:
.
2.2 Анализ и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
Целью оценки инженерно-геологических условий площадки строительства является выбор несущего слоя естественного основания или типа искусственного основания по физико-механическим характеристикам грунтов, определяемым расчетным путем или по нормативным документам.
На основе исходных данных площадки получаем:
2-й слой (проба отобрана из скв. №1 с глубины 3,0 м)
Вид определяется по числу пластичности (формула: Ip=WL-WP), Ip = 30-23=7%.
Вид грунта - супесь. Разновидности: по гранулометрическому составу - для глинистых грунтов, выделяются по численному значению числа пластичности Ip, определяющие консистенцию по показателю текучести
пластичные
Для определения R0 необходимо знать еще и коэффициент пористости e:
.
Расчетное сопротивление R0 находим для значения e=0,77, путем интерполяции сначала по коэффициенту пористости е при IL=0 и при IL =1, а затем интерполяция производится по индексу консистенции IL для значения IL=0,64 при е=0,77. Исходные данные для интерполяции выписываем из таблицы значений расчетных сопротивлений R0 и помещаем в таблицу
Интерполяция R0 при е=0,77 и IL =0,64
|
IL E |
IL=0 |
0,64 |
IL=1 |
|
|
0,6 |
500 |
372 |
300 |
|
|
0,77 |
330 |
256,4 |
215 |
|
|
0,8 |
300 |
236 |
200 |
Интерполяция по e при IL=0
R0 (e=0,77, IL=0) = 330 кПа
Интерполяция по е при IL=1
R0 (e =0,77, IL =1) = 215 кПа
R0 (e =0,77, IL =0,64) = 256,4 кПа
Итак расчетное сопротивление супесь пластичный с коэффициентом пористости е = 0,77 и IL = 0,64 равно R0 = 256,4 кПа.
3-й слой (проба отобрана из скв. №1 с глубины 6 м)
Вид - глинистый грунт, (формула: Ip=WL-WP), Ip = 29-16=13%, что больше 1%.
Разновидности:
по числу пластичности Ip=WL-WP, Ip = 29-16=13% - суглинок;
по показателю текучести - тугопластичные.
Для определения R0 необходимо знать еще и коэффициент пористости e:
.
Расчетное сопротивление R0 находим для значения e=0,8, путем интерполяции сначала по коэффициенту пористости е при IL=0 и при IL =1, а затем интерполяция производится по индексу консистенции IL для значения IL=0,42 при е=0,8. Исходные данные для интерполяции выписываем из таблицы значений расчетных сопротивлений R0 и помещаем в таблицу.
Интерполяция R0 при е=0,8 и IL =0,42
|
IL E |
IL=0 |
0,42 |
IL=1 |
|
|
0,8 |
300 |
258 |
200 |
Интерполяция по e при IL=0
R0 (e=0,8, IL=0) = 300 кПа
Интерполяция по е при IL=1
R0 (e =0,8, IL =1) = 200 кПа
R0 (e =0,8, IL =0,42) = 258 кПа
Итак расчетное сопротивление супесь пластичный с коэффициентом пористости е = 0,8 и IL = 0,42 равно R0 = 258 кПа.
4-й слой (проба отобрана из скв. №1 с глубины 9 м)
Вид - песчаный грунт, не пластичный, так как характеристики WL и WP отсутствуют.
Разновидности:
по гранулометрическому составу - песок тонкий+средний, так как частиц крупнее 0,5-0,25 > 62% и частиц 0,25-0,1 > 33,7%;
по плотности сложения, определяемый через коэффициент пористости . (0,55<0,6<0.7) - песок средней крупности;
по степени водонасыщения
0,8 < 0,999 < 1 - водонасыщенный.
Расчетное сопротивление песка средней крупности и средней плотности, независимо от степени водонасыщения .
3. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу
Цель привязки - обеспечить опирание фундаментов мелкого заложения на слой грунта, расположенный неглубоко от поверхности (?1,5…3,5 м), имеющий достаточно высокое расчетное сопротивление (R0 не менее 150 кПа), не являющийся сильно сжимаемым (Е0 >10000 кПа), который может использоваться в качестве рабочего слоя для опирания данного здания.
Площадка строительства характеризуется горизонтальной поверхностью участка и наличием грунтовых вод. Площадка относится ко второй категории сложности инженерно-геологических условий.
В пределах исследованной 14-ти метровой толщи грунтового массива с использованием: бурения, лабораторных испытаний и расчетов, выделяется пять инженерно-геологических элементов:
1. Горизонт 1 (Н1=0,5 м) - растительный слой, подлежит обязательной срезке для дальнейшего использования в целях озеленения.
Этот слой не может рассматриваться в качестве естественного основания, так как его строительные свойства не определены.
2. Горизонт 2 (Н2=1,5 м) - песок средней крупности средней плотности может быть использован в качестве основания под фундамент, так как коэффициент пористости е = 0,61 < 1 и модуль деформации Е = 34 МПа > 5 МПа.
3. Горизонт 3 (Н3=2 м) - суглинок твердый не может быть использован в качестве основания под фундамент, так как коэффициент пористости е = 0,7 < 1 - грунт слабый.
4. Горизонт 4 (Н4=2 м) - песок мелкий средней плотности может быть использован в качестве основания под фундамент, так как коэффициент пористости е = 0,61 < 1 и модуль деформации Е = 34 МПа > 5 МПа.
5. Горизонт 5 (Н5=3 м) - глина тугопластичная, коэффициент пористости e = 0,71 < 1 и Е = 19,4 МПа > 5 МПа - может служить естественным основанием, а также опорным пластом для острия свай.
6. Горизонт 6 (Н5=5 м) - супесь твердая, коэффициент пористости e = 0,57 < 1 - может служить естественным основанием, а также опорным пластом для острия свай.
Расчетная схема по геологическому разрезу представлена на чертеже.
Площадка строительства характеризуется спокойным рельефом. Уровень подземных вод находится в четвертом горизонте, что необходимо учитывать при выборе глубины заложения фундаментов. При заглублении подошвы фундамента ниже уровня подземных вод необходимо учитывать их давление. При химической агрессивности подземных вод необходимо предусмотреть антикоррозионные мероприятия по защите фундаментов.
4. Разработка вариантов фундамента
Вариантное проектирование заключается в рассмотрении как минимум 2-х различных вариантов фундаментов в одном расчетном сечении с последующим технико-экономическим сравнением вариантов:
1. За первый вариант принимается столбчатый фундамент мелкого заложения в открытом котловане.
2. За второй вариант принимается свайный фундамент со сваями прямоугольного сечения.
4.1 Проектирование фундамента неглубокого заложения
4.1.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента
Глубина заложения фундамента определяется с учетом следующих факторов:
а) климатических данных района строительства;
б) инженерно-геологических условий;
в) гидрогеологических условий;
г) конструктивных особенностей здания и сооружения;
д) величины и характера нагрузок на фундаменты.
Климатические особенности района строительства проявляются в глубине промерзания грунтов в зимний период.
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
, (4.1)
где - коэффициент, учитывающий тип грунта основания, (для песка пылеватого );
- безразмерный коэффициент, численно равный сумме среднемесячных отрицательных температур за зимний период в данном районе (для Хабаровска ).
.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
, (4.2)
где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый по п.2.28 и таб.1 [2] ().
.
Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:
1. для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 2 [2] (для пылеватых песков глубина заложения от расчетной глубины промерзания не зависит);
2. для внутренних фундаментов - независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
При учете инженерно-геологических данных в качестве основания используем супесь пластичную (2-й слой). Так как фундамент должен быть заглублен в несущий слой грунта не менее, чем на 0,5 м, то минимальная глубина заложения фундамента, исходя из инженерно-геологических данных:
.
Конструктивные особенности. Сборные железобетонные фундаменты принимаются с размерами в плане и по высоте кратными 300 мм. Принимаем .
Обрез фундамента под отдельную колонну назначают не менее чем 150 мм от отметки чистого пола. Исходя из этого, получаем глубину заложения:
.
Принимаем минимальную глубину заложения фундамента, исходя из конструктивных особенностей, .
4.1.2 Определение размеров подошвы фундамента
При выбранной глубине заложения подошвы фундамента ее площадь предварительно определяется исходя из расчетов по II группе предельных состояний по формуле:
, (4.3)
где - нормативная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента, ; - расчетное сопротивление грунта основания, ; - средний удельный вес грунта и материала фундамента, , принимаемый равным ;
- глубина заложения фундамента от планировочной отметки, .
.
При соотношении n = l/b = 1,2 получим ширину подошвы фундамента:
.
Найдем эксцентриситеты, создаваемые моментом:
;
.
Находим уточненное значение R0 по формуле:
, (5.4)
где - коэффициенты условия работы, принимаемые по таблице 3 [2] (для песка средней крупности , ); - коэффициент надежности, зависящий от метода исследования характеристик грунта (); - безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения слоя грунта, на который опирается фундамент, принимаемые по таблице 4 [2] (); - коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента ( при ); - ширина подошвы фундамента, ();
- усредненные расчетные значения удельного веса грунта, залегающего под и над подошвой фундамента соответственно,
();
- глубина заложения фундамента, ;
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, ().
.
Находим требуемую площадь подошвы фундамента во 2-ом приближении:
;
.
данное условие при определении размеров подошвы фундамента не соблюдено.
Так как условие не выполнилось, следует продолжить расчет по этой же схеме.
;
;
.
продолжим расчет.
;
;
.
.
Условие соблюдено, принимаем , .
Подбираю типовой сборный железобетонный фундамент ФВ11-2 с тремя ступенями:
первая ступень (подошва): 3,6Ч3,0Ч0,3 м
вторая ступень: 2,7Ч2,1Ч0,3 м
третья ступень: 2,1Ч1,2Ч0,3 м
высота фундамента hф = 1,8 м
объем бетона Vб = 7,3 м3
колонна сечением 800Ч400 мм
подколонник сечением 1,5Ч1,2 м
глубина стакана 0,9 м
4.1.3 Проверка средних и краевых давлений
Вертикальная сила, действующая в уровне подошвы фундамента, определяется по формуле:
, (5.5)
где - нормативная вертикальная нагрузка, ;
- вес фундамента, , определяемый по формуле:
, (5.6)
здесь - удельный вес железобетона, равный ;
- объем фундамента, ;
- вес грунта на уступах фундамента, , определяемый по формуле:
, (5.7)
здесь - средний удельный вес грунта на уступах фундамента, , принимаемый равным ;
- объем грунта на уступах фундамента, .
;
;
.
Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:
(5.8)
;
.
Величины эксцентриситетов:
;
Проверка краевых давлений:
; (5.9)
, (5.10)
где l - размер фундамента в плоскости действия момента.
Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента:
;
;
;
.
Все проверки выполняются, следовательно, фундамент подобран верно.
4.1.4 Расчет осадки основания
Осадка фундамента рассчитывается в виде упругого, линейно-деформированного пространства методом послойного суммирования. Расчет ведется согласно приложению 2 [2].
1. Среднее давление под подошвой фундамента: .
2. Вертикальное (природное) напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой определяется по формуле:
, (5.11)
где - плотность грунта, расположенного выше подошвы фундамента, .
.
3. Дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента определяется по формуле:
, (5.12), .
4. Вся сжимаемая толща разбивается на элементарные слои толщиной:
.
5. Относительная глубина каждого элементарного слоя определяется по формуле:
(5.13)
6. Коэффициент затухания напряжений по глубине определяется по таблице 1 приложения 2 [2] в зависимости от формы подошвы фундамента.
7. Дополнительные вертикальные напряжения в каждом элементарном слое на глубине z от подошвы фундамента определяются по формуле:
(5.14)
8. Бытовые напряжения на уровне каждого элементарного слоя определяются по формуле:
(5.15)
9. Глубина сжимаемой толщи определяется исходя из соотношения величин дополнительных и бытовых напряжений:
(5.16)
10. Осадка каждого элементарного слоя определяется по формуле:
, (5.17)
где - коэффициент, который учитывает возможность частичного бокового расширения грунта ( [2]);
- модуль деформации i-слоя грунта;
- среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.
При .
По таблице 1 приложения 2 [2] в зависимости от формы подошвы фундамента и при определяем .
;
;
;
;
.
Аналогично выполняется расчет для и т.д. (с шагом 0,6). Расчет выполняется до тех пор, пока не будет выполняться условие: .
условие выполняется, граница расчета осадки определена.
Весь расчет сводится в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Расчет осадок
|
, м |
, кПа |
, кПа |
, кПа |
, кПа |
, м |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
0 |
0 |
1 |
308,3 |
- |
35,4 |
- |
- |
|
|
0,4 |
0,6 |
0,966 |
297,82 |
303,06 |
46,05 |
16600 |
0,0088 |
|
|
0,8 |
1,2 |
0,824 |
254,04 |
275,93 |
57,03 |
16600 |
0,0080 |
|
|
1,2 |
1,8 |
0,644 |
198,55 |
226,30 |
68,01 |
16600 |
0,0065 |
|
|
1,6 |
2,4 |
0,491 |
151,38 |
174,97 |
78,99 |
16600 |
0,0051 |
|
|
1,93 |
2,9 |
0,395 |
121,78 |
136,58 |
88,14 |
16600 |
0,0033 |
|
|
2,0 |
3,0 |
0,375 |
115,61 |
118,70 |
90,1 |
16000 |
0,0006 |
|
|
2,4 |
3,6 |
0,291 |
89,72 |
102,67 |
101,86 |
16000 |
0,0031 |
|
|
2,8 |
4,2 |
0,231 |
71,22 |
80,47 |
113,62 |
16000 |
0,0024 |
|
|
3,2 |
4,8 |
0,185 |
57,04 |
64,13 |
125,38 |
16000 |
0,0019 |
|
|
3,4 |
5,1 |
0,169 |
52,10 |
54,57 |
131,26 |
16000 |
0,0008 |
|
|
3,6 |
5,4 |
0,152 |
46,86 |
49,48 |
137,38 |
35000 |
0,0003 |
|
|
4,0 |
6,0 |
0,127 |
39,15 |
43,01 |
149,62 |
35000 |
0,0006 |
|
|
4,4 |
6,6 |
0,107 |
32,99 |
36,07 |
161,86 |
35000 |
0,0005 |
|
|
4,8 |
7,2 |
0,091 |
28,06 |
30,53 |
174,10 |
35000 |
0,0004 |
|
По результатам строится эпюра напряжений.
Расчетная осадка сопоставляется с предельно допустимой осадкой:
,
где
- предельно допустимая осадка для данного сооружения, которая принимается по таб. 4 [2] в зависимости от конструкции здания и его назначения.
.
Расчет осадки фундамента соответствует расчету по второй группе предельных состояний.
Рисунок 5.1 - Графическая схема к определению осадок для I варианта фундаментов в сечении 1-1
5. Расчет и конструирование фундаментов в других расчетных сечениях, указанных в задании
5.1 Расчет фундамента в сечении 2-2
5.1.1 Определение глубины заложения фундамента
Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной части здания df = 1,95 м от отметки планировки, высота фундамента hф = 1,8 м (фундамент внутри здания).
5.1.2 Определение размеров подошвы фундамента
Задаемся соотношением длины подошвы фундамента к его ширине l/b = 1,2. Ориентировочная площадь фундамента:
,
где =20 кН/м3 - усредненное значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах;
d = 1,95 м - принятая глубина заложения фундамента (от уровня пола подвала);
Ro - расчетное сопротивление грунта, принятого в качестве основания (горизонт 3 - супесь пластичная), Ro =257 кПа.
.
При соотношении l/b = 1,2 получим:
.
Коэффициенты гс1 = 1,25 и гс2 = 1,1.
Находим уточненное значение Ro по формуле:
,
где k = 1 (если характеристики грунта даны изыскателями);
- безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения цII = 27 град.;
k z = 1, при b < 10 м;
d1 - глубина заложения фундамента:
гII`= (0,5·17,64 + 1,45·18,3) / 1,95 = 18,13 кН/м3 - усредненный удельный вес грунта выше подошвы фундамента;
гII = 18,3 кН/м3 - усредненное значение удельного веса грунта ниже подошвы фундамента.
.
Находим требуемую площадь подошвы фундамента во 2-ом приближении:
- расчет должен быть продолжен.
.
- расчет окончен.
Принимаем b = 3 м.
.
Подбираю типовой трехступенчатый фундамент ФБ8-1:
первая ступень (подошва): 4,2Ч3Ч0,3 м;
вторая ступень: 3,3Ч2,1Ч0,3 м;
третья ступень: 2,4Ч1,2Ч0,3 м;
высота фундамента hф = 1,5 м;
объем бетона Vб = 7,8 м3;
колонна сечением 800Ч400 мм;
подколонник сечением 1,5Ч1,2 м;
глубина стакана 0,9 м.
5.1.3 Проверка средних и краевых давлений
;
;
.
Среднее давление под подошвой фундамента:
;
.
Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента:
; ;
;
;
.
Все проверки выполняются, следовательно, фундамент подобран верно.
5.1.4 Определение осадки методом эквивалентного слоя
P0 = Pср - уzg0,где уzg0 - природное давление грунтового массива на уровне подошвы фундамента, кПа.
уzg0 = h1·г1 + h2·г2 = 0,5·17,64 +1,45·18,3 = 35,36 кПа.
P0 = 325,3 - 35,36 = 289,94 кПа.
Для песка пылеватого при н = 0,29 и з = l / b = 4,2/3 = 1,4 => Aщ = 1,239 hs = b·Aщ = 3·1,239 = 3,72 м. Определим коэффициент относительной сжимаемости:
S = hs·Р0·mvср = 3,72•289,94•0,46•10-4 = 0,050 м = 5,0 см < 8 см.
Условие соблюдено.
5.2 Расчет фундамента в сечении 3-3
5.2.1 Определение глубины заложения фундамента
Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной части здания df = 1,95 м от отметки планировки, высота фундамента hф = 1,8 м (фундамент внутри здания).
5.2.2 Определение размеров подошвы фундамента
Ориентировочная площадь фундамента:
= 20,54 м2.
При соотношении l/b = 1,5 получим: = 3,7 м;
Для соотношения L/H = 12/23,5 = 0,51 (L - длина здания; H - высота) коэффициенты гс1 = 1,25 и гс2 = 1,2. Находим уточненное значение Ro по формуле:
кПа.
Находим требуемую площадь подошвы фундамента во 2-ом приближении:
.
кПа.
.
кПа.
.
Принимаю b = 2,4 м.
Подбираю типовой двухступенчатый фундамент ФБ43-48:
первая ступень (подошва): 3,3Ч2,4Ч0,3 м; вторая ступень: 2,4Ч1,8Ч0,3 м;
высота фундамента hф = 1,8 м; объем бетона Vб = 5,04 м3;
колонна сечением 600Ч400 мм; подколонник сечением 1,2Ч1,2 м;
глубина стакана 0,9 м.
5.2.3 Проверка средних и краевых давлений
Gф+гр= Vф•гж/б + (l•b•d - Vф) • г` = 5,04•25 + (3,3•2,4•1,95 - 5,04) •17,86 = 311,82 кН.
Среднее давление под подошвой фундамента:
;
.
Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента
; ; .
Все проверки выполняются.
5.2.4 Определение осадки методом эквивалентного слоя
P0 = Pср - уzg0, где
уzg0 - природное давление грунтового массива на уровне подошвы фундамента, кПа.
уzg0 = h1•г1 + h2•г2 = 0,5•17,64 + 1,45•17,93 = 34,82 кПа.
P0 = 322,2 - 34,82 = 287,38 кПа.
Для песка пылеватого при н = 0,29 и з = l / b = 3,3/2,4 = 1,375 => Aщ = 1,239
hs = b·Aщ = 2,4·1,239 = 2,97 м.
Определим коэффициент относительной сжимаемости:
S = hs·Р0·mvср = 2,97•287,38•0,143•10-4 = 0,012 м = 1,2 см < 8 см.
Условие соблюдено.
5.3 Расчет фундамента в сечении 4-4
5.3.1 Определение глубины заложения фундамента
Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 в подвальной части здания, df = 1,65 м.
5.3.2 Определение размеров подошвы фундамента
Ориентировочная площадь фундамента:
= 7,8 м2.
При соотношении l/b = 1, получим: = 2,79 м.
Для соотношения L/H = 18/10,4 = 1,73 (L - длина отсека здания; H - его высота) коэффициенты гс1 = 1,25 и гс2 = 1,09.
Находим уточненное значение Ro по формуле:
= 589,0 кПа.
Находим требуемую площадь подошвы фундамента во 2-ом приближении:
- расчет должен быть продолжен.
= 552,83 кПа.
= 554,02 кПа.
- расчет окончен.
Принимаю b =1,5 м.
= 558,31 кПа.
Подбираю монолитный одноступенчатый фундамент Фм2:
первая ступень (подошва): 1,5Ч1,5Ч0,3 м;
высота фундамента hф = 1,5 м;
объем бетона Vб = 1,52 м3;
колонна сечением 400Ч400 мм;
подколонник сечением 0,9Ч0,9 м;
глубина стакана 0,8 м.
5.3.3 Проверка средних и краевых давлений
Gф+гр = Vф•гж/б + (l•b•d - Vф) •г` = 1,52•25+ (1,5•1,5•1,65 - 1,52) •19,13= 79,9 кН.
Среднее давление под подошвой фундамента:
;
.
Условия выполняются.
5.3.4 Определение осадки методом эквивалентного слоя
P0 = Pср - уzg0, где
уzg0 - природное давление грунтового массива на уровне подошвы фундамента, кПа.
уzg0 = h1·г1 + h2·г2 + h3·г3 = 0,5·17,64 + 2,4·17,93 + 1,55•19,21 = 81,63 кПа.
P0 = 435,5 - 81,63 = 353,87 кПа.
Для супеси пластичной при н = 0,17 и з = l / b = 1 => Aщ = 0,925
hs = b·Aщ = 1,5·0,925 = 1,39 м.
Определим коэффициент относительной сжимаемости:
S = hs·Р0·mvср = 1,39•353,87•0,435•10-4 = 0,02 м = 2 см < 8 см.
Условие соблюдено.
5.4 Расчет ленточного фундамента в сечении 5-5
5.4.1 Определение глубины заложения фундамента
Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 df = 1,65 м от отметки пола подвала, высота фундамента hф = 1,5 м (фундамент внутри здания).
5.4.2 Определение размеров подошвы фундамента
Определение ширины ленточного фундамента по табличным значениям . Глубина заложения фундамента d = 1,65 м, нагрузка в уровне верха фундамента кН. Грунт основания - супесь пластичная имеет следующие физические характеристики: .
Ширину подошвы фундамента определим по формуле:
где
где
- средневзвешенное значение удельного веса фундамента и грунта на обрезах фундамента. Примем значение кН/м3. Тогда ширина будет равна:
м.
Учтем влияние глубины заложения фундамента и его ширины на величину расчетного сопротивления по формуле (37) [7]:
Для супеси . Значения R0 относятся к фундаментам, имеющим ширину b0 = 1 м и глубину заложения d0 = 2 м.
кПа.
При этом ширина фундамента должна быть принята равной:
м.
Вычислим расчетное сопротивление грунта основания также и по формуле (33 (7)) при м, учитывая, что при дополнительных изысканиях получены значения прочностных характеристик грунта ° и кПа, удельный вес кН/м3.
Коэффициенты условий работы грунтового основания и условий работы здания или сооружения с основанием примем по табл.43 [7] при L/Н = 18/10,4 = 1,73, эти коэффициенты равны 1,25 и 1,09 соответственно.
Тогда расчетное сопротивление грунта основания по формуле (33 [7]) для здания с учетом подвала равно:
= 566,17 кПа.
Ширина фундамента равна:
м.
, продолжаем расчеты.
= 536,87 кПа.
м.
, продолжаем расчеты.
= 537,82 кПа.
м.
данное условие соблюдено.
Окончательно принимаю ширину подошвы ленточного фундамента 800 мм по ГОСТ13580-85.
= 541,63 кПа.
Принимаем типовую железобетонную плиту ленточного фундамента марки ФЛ8-24:
ширина плиты b = 0,8 м;
длина плиты l = 2,38 м;
высота h = 0,3 м;
масса плиты 1,15 т.
5.4.3 Определение осадки методом эквивалентного слоя
P0 = Pср - уzg0, где
уzg0 - природное давление грунтового массива на уровне подошвы фундамента, кПа.
уzg0 = h1·г1 + h2·г2 + h3·г3 = 0,5·17,64 + 2,4·17,93 + 1,55•19,21 = 81,63 кПа.
P0 = 541,63 - 81,63 = 460 кПа.
Для супеси пластичной при н = 0,17 и з = l / b = 1/0,8 = 1,25 => Aщ = 1,03 hs = b·Aщ = 0,8·1,03= 0,824 м.
Определим коэффициент относительной сжимаемости:
S = hs·Р0·mvср = 0,824•460•0,435•10-4 = 0,0165 м = 1,65 см < 8 см.
Условие соблюдено.
Список литературы
1. ГОСТ 25100-2011 "Грунты. Классификация"
2. СНиП 2.02.01-83* "Основания зданий и сооружений"
3. СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты"
4. СНиП 23-01-99* "Строительная климатология"
5. СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия"
6. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов, 1990.
7. Корнилов А.М., Егорова Л.А., Монастырский А.Е., Черкасова Л.И. Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий, 2004.
8. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты, 2000.
9. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты, 2002.
10. Черкасова Л.И., Зайцева Е.В., Алексеев Г.В. Каталог конструктивных элементов фундаментов гражданских и административных зданий, 2003.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проект фундаментов административного здания в 10 этажей: конструкция сооружения, нагрузки; привязка к инженерно-геологическому разрезу. Определение основных размеров, разработка конструкций свайных фундаментов; расчет стабилизационной осадки оснований.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.04.2011Оценка инженерно-геологических условий площадки застройки. Классификация грунтов основания, построение инженерно-геологического разреза фундамента здания в открытом котловане. Расчет и проектирование фундамента. Определение размеров подошвы фундамента.
курсовая работа [943,7 K], добавлен 07.04.2015Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор глубины заложения фундаментов, сооружаемых в открытом котловане. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения (на естественном основании). Расчет свайного фундамента.
курсовая работа [336,3 K], добавлен 13.12.2013Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка видов фундаментов. Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании. Проектирование свайного фундамента. Определение влияний рядом стоящих фундаментов.
курсовая работа [384,3 K], добавлен 21.10.2008Физико-механические свойства грунтов. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки и инженерно-геологический разрез. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях. Вариант ленточного фундамента мелкого заложения. Глубина заложения фундамента.
курсовая работа [537,5 K], добавлен 19.02.2011Расчет и проектирование фундаментов под промышленное здание в г. Бобруйск. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Характеристика физико-механических свойств слоев грунта. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.11.2013Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения. Расчет ленточного свайного фундамента под несущую стену.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.04.2012Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства. Определение нормативных, расчетных усилий, действующих по верхнему обрезу фундаментов. Расчет свайных фундаментов.
курсовая работа [347,7 K], добавлен 25.11.2013Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка вариантов фундаментов и выбор типа основания. Замена слабых грунтов основания песчаной подушкой. Расчет свайного фундамента глубокого заложения, определение его полной осадки.
курсовая работа [375,8 K], добавлен 09.04.2012Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения по 2 группе предельных состояний. Расчет и проектирование свайных фундаментов, краткое описание технологии работ по их устройству, гидроизоляция.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.09.2014
