У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙСООБЩЕНИЯ СОГЛАСОВАНО-.html

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-01-17

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 10.4.2025

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ
СООБЩЕНИЯ»



СОГЛАСОВАНО:

УТВЕРЖДАЮ:

Выпускающей кафедрой
«Здания и сооружения на транспорте»

Проректор по учебно-методической
работе – директор РОАТ

Зав. кафедрой
____________________В.А.Фисун
(подпись, Ф.И.О.)
« ___ » _____________ 20 ____ г.


____________________ В.И. Апатцев
(подпись, Ф.И.О.)
« ___ » _____________ 20 ____ г.



Кафедра: «Здания и сооружения на транспорте»
(название кафедры)

Авторы: Баженов В.К., к.т.н., доцент
(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ С МЕТОДИЧЕСКИМИ УКАЗАНИЯМИ

«Основания и фундаменты»

(название дисциплины)

Направление/специальность: 270800.62 «Строительство»                                                                                      (код, наименование специальности /направления)

Профиль/специализация: «Промышленное и гражданское строительство» (ГС)
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: заочная

Одобрена на заседании
Учебно-методической комиссии РОАТ
Протокол №_____
« ___ » _____________ 20 ____ г.
Председатель УМК ____________ А.В.Горелик
(подпись, Ф.И.О.)

Одобрена на заседании кафедры
«Здания и сооружения на траспорте»
Протокол №_____
« ___ » _____________ 20 ____ г.
Зав. кафедрой ____________ В.А.Фисун
(подпись, Ф.И.О.)

Москва 2012 г.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Требуется запроектировать фундаменты здания: на естественном основании и свайные. Тип здания выбирается по предпоследней цифре шифра студента в соответствии с разделом «исходные данные» Необходимые схемы, разрезы, сечения студены приводят на листах ватмана или обычной бумаги непосредственно в пояснительной записке.основные чертежи представляются на отдельном листе стандартного формата.

Исходные данные

Номер геологического разреза выбирается из таблицы 3.1 по последней цифре шифра студента. В табл. 3.1 приведены нормативные характеристики грунтов. Остальные данные принимаются по табл. 3.2 по последней цифре шифра.

Схемы зданий приведены на рисунках 3.1 – 3.5.

 Студенты рассчитывают и конструируют два фундамента наружной и внутренней стен в двух вариантах (на естественном основании и свайный). Остальные фундаменты здания принимают конструктивно на основе  предварительного определения их площадей и других прикидочных расчетов. В табл. 3.2 заданы нагрузки  Nnи моменты Mnв уровне обреза фундамента.

Таблица 3.1

Физико – механические свойства грунтов

Номер

слоя

Глубина

Подошвы слоя

От поверхности, м

Мощность

слоя, м

Абсолютная отметка подошвы слоя, м

Абсолютная отметка WL, м, горизонт подземных вод

Наименование грунта

Удельный вес грунта, , кН/м3

Удельный вес частиц грунта, 5, кН/м3

Влажность w, доли единицы

Модуль деформации E, МПа

Граница текучести wi, доли единицы

Граница раскатывания wi, доли единицы

Нормативный угол внутреннего трения , град

Нормативное удельное сцепление С, кПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Отметки поверхности природного рельефа

108,2            Разрез №1

1

0,3

0,3

107,9

107,7

Суспесь со строительным мусором

14,2

2

3,7

3,4

104,5

Суспесь пылеватая с растительными остатками

20,2

26,9

0,24

7

0,25

0,19

22

5

3

5,2

1,5

103,0

Суглинок с включениями гравия и гальки

19,0

27,0

0,34

12

0,38

0,26

20

18

4

Не установлена

Песок крупный

19,8

26,4

0,25

29

-

-

38

0

100,6                     Разрез №2

1

0,9

0,9

99,7

Насыпной грунт суспесь со строительным мусором

14,4

2

3,2

2,3

97,4

99,6

Суспесь

19,1

26,4

0,23

6

0,24

0,19

19

7

3

4,9

1,7

95,7

Суглинок с включениями гравия и гальки

19,4

27,2

0,25

12

0,29

0,16

16

32

4

Не установлена

Песок средней крупности

19,9

26,5

0,24

31

-

-

34

2

104,8       Разрез №3

1

0,5

0,5

104,3

96,2

Растительный грунт

15,1

2

5,6

5,1

Глина ленточная с прослойками

18,7

27,1

0,37

9

0,46

0,28

12

32

3

Не установлена

Суглинок тяжелый пылеватый с включениями гальки

20,5

26,9

0,16

25

0,24

0,12

24

46

103,6        Разрез №4

1

0,4

0,4

103,2

98,2

Растительный грунт

14,9

2

5,3

4,9

98,3

Глина ленточная с прослойками суспеси

20,0

26,9

0,35

14

0,46

0,27

16

43

3

Не установлена

Суглинок тяжелый пылеватый с включениями гальки

19,0

26,8

0,30

11

0,41

0,25

19

20

98,2      Разрез №5

1

0,4

0,4

97,8

93,5

Рстительный грунт

14,9

2

4,6

4,2

93,6

Песок пылеватый

19,6

26,8

0,18

20

-

-

32

4

3

8,0

3,4

90,2

Суглинок с включениями гравия

19,1

26,6

0,33

13

0,41

0,27

20

20

4

Не установлена

Глина ленточная

18,1

27,1

0,25

18

0,46

0,27

18

46

103,4      разрез №6

1

0,3

0,3

103,1

99,7

Растительный грунт

14,1

2

3,8

3,5

99,6

Песок мелкий

19,2

26,5

0,17

32

-

-

35

4

3

6,7

2,9

96,7

Глина

20,0

27,6

0,28

14

0,35

0,17

17

48

4

Не установлена

Суглинок пылеватый с линзами песка

19,0

26,9

0,15

22

0,24

0,12

24

35

101,4      Разрез №7

1

0,7

0,7

100,7

100,0

Насыпной грунт- суспесь со строительным мусором

14,4

2

6,2

5,5

95,2

Суглинок

18,2

26,8

0,24

9

0,28

0,18

17

18

3

Не установлена

Суспесь

20,2

26,7

0,21

19

0,25

0,19

27

8

96,6        Разрез №8

1

1,8

1,8

94,8

90,5

Суспесь

17,2

26,7

0,19

8

0,22

0,16

18

9

2

5,5

4,2

90,6

Суглинок

18,5

26,8

0,27

10

0,36

0,22

19

20

3

Не установлена

Глина слоистая

18,4

27,3

0,31

12

0,44

0,24

16

39

94,2              Разрез №9

1

1,1

1,1

93,1

93,0

Суглинок с гнездами торфа – насыпной слой

14,8

2

1,7

0,6

92,5

Ил, насыщенный водой

17,7

3

3,5

1,8

90,7

Суглинок

18,0

26,8

0,29

10

0,37

0,23

19

17

4

Не установлена

Песок средней крупности

20,4

26,7

0,21

42

-

-

39

3

99,3         Разрез №10

1

0,8

0,8

98,5

97,0

Насыпной грунт

15,4

2

2,2

1,4

97,1

Суглинок

18,2

26,7

0,18

19

0,24

0,14

23

30

3

4,9

2,7

94,4

Суглинок пылеватый

19,9

27,6

0,29

11

0,33

0,20

18

19

4

Не установлена

Песок средней крупности

19,8

26,5

0,25

31

-

-

34

2


Таблица 3.2

Варианты схем зданий, нагрузкам и температурам

Показатели

Варианты (Предпоследняя цифра шифра)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Номер схемы здания

1

2

3

4

5

Номер оси стены или колонны

2-А   2-Б

2-А   2-Б

2-А   2-Б

2-А   2-Б

А      Б

А      Б

1       2

1       2

2-А   2-Б

2-А   2-Б

Нормативная нагрузка Nnот колонны, кН, или от стены, КН/п.м.

1500 1800

1200

1400

1150

1350

950

1250

480

600

350

500

420

550

360

450

1100

1500

850

1300

Нормативный момент Мм для колонны, кН-ы или для стены, кН-м/м

60  -

50  -

40  -

30  -

30  -

25  -

20  -

15  -

80  -

70  -

Сечение колонны или толщина стены, мм

400х400

500х500

400х400

500х500

400х400

500х500

300х300

400х400

400

500

350

400

300

300

300

300

500х400

600х400

500х400

500х400

Коэффициент, равный сумме абсолютных значений сред месячных отрицательных температур за зиму М

34

46

22

30

34

42

24

38

40

26

Среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам Тср, град

15

20

18

16

17

16

21

19

22

19

Методические указания

Проектирование оснований и фундаментов зданий является комплексной задачей, в которой должны быть учтены требования, обеспечивающие необходимую их прочность, устойчивость и долговечность. Тип проектируемого фундамента определяется инженерно – геологическими условиями строительной площадки, в зависимости от которых могут быть предложены различные конструктивные варианты. Правильный выбор основания может быть обеспечен лишь на основе всестороннего изучения геологических и гидрологических условий строительной площадки.

 Перед выполнением проекта студенту рекомендуется ознакомиться с соответствующими разделами литературных источников, на которые дается ссылка в настоящих методических указаниях.

Анализ инженерно – геологических условий строительной площадки

На основе данных о грунтах (табл. 3.1) определяются физико – механические свойства грунтов каждого слоя основания и результаты записываются в сводную табл. 4.1, где даны все необходимые для расчета формулы.

 Наименование и состояние глинистого грунта определяются по числу пластичности Ipи показателю текучести IL, (приложение, табл.5.3; 5.4).

Таблица 4.1

Сводная таблица физико – механических свойств грунтов

Показатели

Обозначения

Номер геологических слоев

Формула для расчета

1

2

3

4

5

6

7

Удельный вес твердых частиц грунта

s, кН/м3

Из задания

Удельный вес грунта

, кН/м3

То же

Влажность грунта

w, доли единицы

То же

Удельный вес скелета грунта

d, кН/м3

d =

Коэффициент пористости

е

е=

Наименование и состояние песчаного грунта определяются по гранулометрическому составу, коэффициенту пористости е и коэффициенту водонасыщения (степени влажности) Sr(приложение, табл. 5.1; 5.2). Особое внимание нужно обратит на слабые грунты: рыхлые пески и глинистые грунты с показателем текучести IL>1. Такие грунты  используются как основные под фундаменты после искусственного улучшения их свойств различными методами.

По заданным и вычислительным классификационным показателям грунтов надлежит для каждого слоя грунта определит табличное значение расчетного сопротивления R0по  табл. 4.2. Это значение R0 будет в дальнейшем использовано для предварительного назначения размеров подошвы фундаментов.

 Для пылевато – глинистых грунтов с промежуточными значениями е, ILзначение R0 определяется по интерполяции табличных значений.

 Двойную интерполяцию, необходимую для нахождения R0для пылевато – глинистых грунтов,рекомендуется выполнят за один прием по формуле:

После заполнения сводной таблицы строят геологическую колонку (на миллиметровке, вертикальный масштаб 1:100) и эпюру расчетных давлений (рис. 4.1, 4.2). Заключительным этапом является всесторонний анализ каждого слоя грунта с точки зрения использования его в качестве основания соответствующего типа  фундамента.

Таблица 4.2

Расчетное сопротивление грунта основания

А. Пески

R0, кПа, для песков

плотных

средней плотности

Крупные, независимо от влажности

600

500

Средней крупности, независимо от влажности

500

400

Мелкие:

маловлажные

влажные и насыщенные водой

400

300

300

200

Пылеватые:

маловлажные

влажные

насыщенные водой

300

200

150

250

150

100

В. Пылевато – глинистые грунты

(непросадочные)

Коэффициент пористости е

R0, кПа, при показателе текучести

Супеси

0,5

0,7

300

250

300

200

Суглинки

0,5

0,7

1,0

300

250

200

250

180

100

Глины

0,5

0,6

0,8

1,1

600

500

300

250

400

300

200

100

 Примечание: Для пылевато – глинистых грунтов е с промежуточными значениями е и IL допускается определить R0 интерполяцией вначале по е – для IL = 0 и IL = 1, затем по IL между полученными значениями R0 для IL = 0 и IL = 1.

Рис. 4.2

Определение расчетных нагрузок и расчетных характеристик грунтов

В соответствии со СНиП 2.02.01-83* [7] основания фундаментов, сложенные несколькими грунтами, рассчитываются по второй группе предельных состояний – по деформациям.отдельных случаях (предусмотренных СНиП) производится так же расчет по несущей способности.

В курсовом проекте допускается при проектировании фундаментов на естественном основании и свайных фундаментов по II группе предельных состояний принять: NII=Nnи MII = Mn. При расчете свайных фундаментов по Iгруппе предельных состояний принимать: осредненный коэффициент перегрузки n=1,2,NI = 1,2 Nn, MI = 1,2 Mn.

Показатели состава и состояния грунтов непрерывно изменяются от точки к точке даже в пределах выделенного инженерно – геологического горизонта. Однако для выполнения расчетов оснований необходимо располагать некоторыми осредненными величинами, которые с необходимой достоверностью отражают физико – механические свойства грунтов. В связи с этим введено понятие о нормативных и расчетных величинах  различных показателей грунтов.

 Нормативные и расчетные значения показателей характеристик грунтов вычисляют на основе статистической обработки результатов непосредственных испытаний по стандартной методике (ГОСТ 20522-96).

Нормативное значение Хnданной характеристики определяется как среднеарифметическое значение частных непосредственных определений по формуле

Согласно СНиП* все расчеты оснований должны выполнятся с использованием расчетных значений характеристик грунтов Х, определяемых по формуле

Для большинства характеристик допускается приниматьg= 1, за исключением параметров с и , а так же удельного веса грунта  для которых коэффициент  надежности по грунту определяется по формуле

g= .

Показатель надежности  берется с таким законом, чтобы при расчете основания и фундамента была обеспечена большая надежность (расчет «в запас»).при вычислении значений с и  всегда, а расчетных значений  в большинстве случаев ( в том числе и расчетах данного курсового проекта), показатель надежности принимается со знаком «минус». Значение его определяется по формулам:

Доверительная вероятность, согласно нормам [7] при расчетах оснований фундаментов принимается =0,95 для расчетов по первой группе предельных состояний (прочности и несущей способности) и =0,85 для расчетов по второй группе  предельных состояний (по деформациям).

для условий, принятых в курсовом проекте, исходя из того, что число частных определений характеристик n=12, а коэффициент вариации на основе статистической обработки результатов опытов получен:

V = 0,08, следует

а) для расчета по 1 предельному состоянию (=0,95)

Таким образом, для определения расчетных значений характеристик, для каждого грунта и конкретного варианта грунтовых условий необходимы нормативные  значения характеристик с и  разделить на соответствующий коэффициент надежности по грунту. Расчетные значения характеристик по первому предельному состоянию маркируются индексом «I», а по второму – индексом «II».

Расчетные характеристики грунтов по двум грунтам предельных состояний определяются для всех слоев основания и представляются в табличной форме, приведенной ниже.

Таблица 4.3

Номер слоя

СI

CII

I

II

I

II

Проектирование фундаментов на естественном основании

Определение глубины заложения подошвы фундамента

 Глубина заложения фундаментов d1 должна определяться с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения (например, наличия подвалов, подземных коммуникаций и т.д.);

- величины и характера нагрузок, воздействующих на основание;

- глубины заложения фундаментов примыкающих зданий и сооружений;

- инженерно – геологических условий площадки строительства (физико – механических свойств грунтов, характера напластований);

- гидрологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;

- глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативная глубина промерзания грунта, если она менее 2,5 м, определяется по формуле

Значения d0 для грунтов неоднородного сложения принимаются как средневзвешенные по глубине в пределах зоны промерзания [7].

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта dfопределяется по формуле

Таблица 4.5

Коэффициент влияния теплового режима зданий

Конструктивные особенности зданий

Кh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен и колонн, Тср, град

15

20 и более

Здания без подвалов с полами, устраиваемыми

на грунте

на лагах по грунту

по утепленному цокольному

0,6

0,7

0,8

0,5

0,5

0,7

Здания с подвалом или техническим подпольем

0,5

0,4

Примечание: В табл. 2.4 указаны значения коэффициента при вылете наружного ребра подошвы фундамента от внешней грани стены до 0,5 м, при вылете 1,5 м и более они повышаются на 0,1 но не более чем до единицы; при промежуточной величине вылета Кh определяется интерполяцией.

Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы нагруженного фундамента определяется по формуле:

Определение расчетного сопротивления грунта основания по прочностным характеристикам грунта основания

Расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяют по формуле [7, ф-ла (7)]

Таблица 4.6

Коэффициенты условий работы

Виды грунтов

с1

с2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при L/H, равном

4 и более

1,5 и менее

Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и пески гравелистые, крупные и средней крупности

1,4

1,2

1,4

Пески мелкие

1,3

1,1

1,3

Пески пылеватые:

маловлажные

насыщенные водой

1,25

1,1

1,0

1,0

1,2

1,2

Пылевато – глинистые грунты и крупнообломочные грунты с пылевато – глинистым заполнителем и при показателе текучести грунта или заполнителя

IL ≤ 0,25

0,25 < IL ≤ 0,5

IL > 0,5

1,25

1,20

1,1

1,0

1,0

1,0

1,1

1,1

1,0

 Примечание: L/H является отношением длины сооружения (здания) или его отсека к высоте. При промежуточных значениях L/H коэффициент с2  определяют интерполяцией.

Таблица 4.7

Коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения

II, град

М

Мq

Mc

II, град

М

Мq

Mc

1

2

3

4

5

6

7

8

0

0

1,00

3,14

24

0,72

3,87

6,45

2

0,03

1,12

3,32

26

0,84

4,37

6,90

4

0,06

1,25

3,51

28

0,98

4,93

7,40

6

0,10

1,39

3,71

30

1,15

5,59

7,95

6

0,14

1,55

3,93

32

1,34

6,34

8,55

10

0,18

1,73

4,17

34

1,55

7,22

9,22

12

0,23

1,94

4,42

36

1,81

8,24

9,97

14

0,29

2,17

4,69

38

2,11

9,44

10,80

16

0,36

2,43

4,99

40

2,46

10,85

11,73

18

0,43

2,73

5,31

42

2,88

12,51

12,79

20

0,51

3,06

5,66

44

3,38

14,50

13,98

22

0,61

3,44

6,04

45

3,66

15,64

14,64

Примечание: II – расчетный угол внутреннего трения грунта, залегающего под подошвой фундамента, при расчете по второй группе предельных состояний.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы в пределах глубины d1,  определяется по формуле

 

После определения расчетного сопротивления грунта R уточняют размеры подошвы фундамента, подставляя в формулу (4.7) вместо R0 значение R и затем проверяют давление под подошвой фундамента.

Графический метод определения размеров подошвы фундамента

Порядок определения предварительных размеров подошвы фундамента графическим методом:

Вначале необходимо задаться минимум тремя размерами площади подошвы Аф столбчатого фундамента под колонну или минимум тремя размерами ширины b ленточного фундамента под стену.

Величина NфIIопределяется по формуле (4.13)

для ленточного фундамента Аф = bi.1, так как расчет ведется на 1 погонный метр длины фундамента.

 Определенные расчетом значения РIii в зависимости от biили Аф1 наносится на график (рис. 4.3 выбранном масштабе).

Определяются значения R в зависимости от ширины подошвы фундамента по формуле (4.8). Определенные расчетом значения R в зависимости от biили Аф1 наносятся на график (рис. 4.3).

точка пересечения двух графиков дает требуемое значение размеров подошвы фундамента из условия РII= R.

 При внецентренной нагрузке на фундамент (действие момента) требуемое значение Аф (b для ленточного фундамента) должно быт увеличено на 10 – 20%.

Проверка давлений под подошвой фундамента

Для центрально нагруженного фундамента должно удовлетворяться условие

РIIR,

где РII– среднее давление по подошве фундамента, кПа;

 

При расчете внецентренно  нагруженного фундамента методом последовательного приближения добиваются удовлетворения следующих условий:

для среднего давления по подошве РсрR;

для максимального краевого давления Рmax≤ 1,2 R;

для минимального краевого давления  исходя из условия не допускать отрыва подошвы фундамента от грунта Рmin≥ 0.

Краевое давление определяется по формуле

При рациональном запроектированном фундаменте разница между давлениями под подошвой фундамента Р и расчетным сопротивлением грунта R не должна превышать 10-15%. В случае большой разницы необходимо подобрать другие типовые элементы конструкций фундаментов с последующим расчетом напряжений под подошвой фундаментов. При недонапряжении ленточных фундаментов возможно проектирование прерывистых фундаментов  с уже подобранными размерами.

 После выполнения всех условий для центрально и внецентренно нагруженных фундаментов  производится их конструирование.

 При конструировании фундамента под колонну  необходимо учитывать, что  его высота должна быт кратной 100 мм. Высота ступеней  назначается в зависимости от полной высоты плитной части фундамента в соответствии с табл. 4.8. При назначении ширины ступени следует стремиться к тому,  чтобы отношение ширины ступени к ее высоте было бы не больше двух.

 Зазоры между стенками стакана и колонной принимаются равными по низу не менее 50 мм (как правило, 50мм) и по верху не менее 75 мм. Минимальную толщину стенок неармированного  стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколенника) фундамента или 0,75 глубины стакана, но не менее 200 мм. В фундаментах с армированной стаканной частю толщина стенок стакана определяется расчетом, но должна быт не менее 150 мм.

 Глубина заделки колонны должна быть не менее  величины большей стороны колонны плюс 50 мм для обеспечения возможности рихтовки колонны.

  Толщину дна стакана следует принимать по расчету на раскалывание и продавливание, но не менее 200мм.

В качестве примера на рис. 4.5 дана конструктивная схема  фундамента, имеющего размеры в плане 2500х3000 мм, под колонну 400х600 мм.

Таблица 4.8

Высота ступеней h, см

Высота плитной части фундамента, см

h1

h2

h3

30

30

-

-

45

45

-

-

60

30

30

-

75

30

45

-

90

30

30

30

105

30

30

45

120

30

45

45

150

45

45

60

При конструировании сборных ленточных фундаментов под стены необходимо использовать типовые плиты железобетонные (прил., табл. 5.5) и стеновые бетонные блоки (прил., табл. 5.6). Схема ленточного фундамента показана на рис. 4.4.

Расчет осадки фундамента

Метод послойного суммирования рекомендуется СНиПом [7] для расчета осадок фундаментов шириной  менее 10 м. величина осадки фундамента определяется по формуле

Графическое оформление расчета осадки показано на рис.4.6, где  обозначено: NL - отметка поверхности природного рельефа; FL – отметка подошвы фундамента; WL – отметка уровня подземных вод; ВС – отметка нижней границы сжимаемой толщи; zg–вертикальное (природное) напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента, кПа;  – вертикальные дополнительные напряжения от внешней нагрузки на глубине zот  подошвы фундамента, кПа; Нс–глубина сжимаемой толщи.

 Основная операция при расчете осадки заключается в построении эпюр zg , zpдо отметки ВС.

 Строится эпюра распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины (4-6) b ниже подошвы фундамента. Вертикальные напряжения от собственного веса грунта zg на границе слоя, расположенного на глубине z, определяют по формуле

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня  подземных (WL), но выше водоупора, должен определяться с учетом взвешивающего действия воды sb (табл. 4.1).

Водоупорами следует считать глины и суглинки твердой и полутвердой консистенции при IL<0,5.

 

В водоупоре напряжение от собственного веса грунта в любом горизонтальном сечении определяют без учета  взвешивающего действия воды.

Далее определяют дополнителное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле

Толщу грунта мощностью (4-6)b ниже подошвы фундамента разбивают  на слои hi, толщиной не более 0,4 b. Эти слои показывают на рис. 4.6.

 Затем строят эпюру распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте по формуле

Вычисления zg иzp для любых горизонтальных сечений производят в табличной форме (табл. 4.10).

 По полученным данным zg и zp строят эпюры. Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи (ВС). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: zp≤ 0,2 zg.

 Если найденная нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5,0 Мпа или такой слой залегает непосредственно ниже ВС, то нижняя граница определяется из условия

zp≤ 0,1zg.

Границу ВС можно получить графически, построив справа эпюру 0,2 zg. В точке пересечения с эпюрой zp получим границу ВС. Определяется осадка каждого слоя основания по формуле (4.16).

 Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя. Она не должна  превышает предельно допустимой осадки сооружений,  определяемой по [прил. 4, СНиП 2.02.01 – 83*].

 В курсовом проекте допускается принят: для отдельно стоящих фундаментов под колонны  = 8 см, для ленточных фундаментов под стены  = 10 см.

Таблица 4.9

Коэффициент α

=

Прямоугольные фундаменты с отношением сторон   = l/b

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,4

3,2

5

≥10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0,0

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,4

0,960

0,968

0,972

0,974

0,975

0,976

0,976

0,977

0,977

0.977

0,8

0,800

0,830

0,848

0,859

0,866

0,870

0,876

0,079

0,881

0,881

1,2

0,606

0,652

0,682

0,703

0,717

0,727

0,740

0,749

0,754

0,755

1,6

0,449

0,496

0,532

0,558

0,578

0,593

0,612

0,630

0,639

0,642

2,0

0,336

0,379

0,414

0,441

0,463

0,481

0,505

0,529

0,545

0,550

2,4

0,257

0,294

0,325

0,352

0,374

0,392

0,419

0,449

0,470

0,477

2,8

0,201

0,232

0,260

0,284

0,304

0.321

0,350

0,383

0,410

0,420

3,2

0,160

0,187

0,210

0,232

0,251

0,267

0,294

0,329

0,360

0,374

3,6

0,130

0,153

0,173

0,192

0,209

0,224

0,250

0,285

0,320

0,337

4,0

0,108

0,127

0,145

0,161

0,176

0,190

0,214

0,248

0,285

0,306

4,4

0,091

0,107

0,122

0,127

0,160

0,163

0,185

0,218

0,256

0,280

4,8

0,077

0,092

0,105

0,118

0,130

0,141

0,161

0,192

0,230

0,258

5,2

0,066

0,079

0,091

0,102

0,112

0,123

0,141

0,170

0,208

0,239

5,6

0,058

0,069

0,079

0,089

0,099

0,108

0,124

0,152

0,189

0,223

6,0

0,051

0,060

0,070

0,078

0,007

0,095

0,110

0,136

0,172

0,208

6,4

0,045

0,053

0,062

0,070

0,077

0,085

0,098

0,122

0,158

0,196

6,8

0,040

0,048

0,055

0,062

0,069

0,076

0,088

0,110

0,144

0,184

7,2

0,036

0,042

0,049

0,056

0,062

0,068

0,080

0,100

1,133

0,175

7,6

0,032

0,038

0,044

0,050

0,056

0,062

0,072

0,091

-,123

0,166

8,0

0,029

0,035

0,040

0,046

0,051

0,056

0,066

0,084

0,113

0,158

8,4

0,026

0,032

0,037

0,042

0,046

0,051

0,060

0,077

0,105

0,150

8,8

0,024

0,029

0,034

0,038

0,042

0,047

0,055

0.070

0,098

0,144

9,2

0,022

0,026

0,031

0,035

0,039

0,043

0,051

0,065

0,091

0,137

9,6

0,020

0,024

0,028

0,032

0,036

0,040

0,047

0,060

0,085

0,132

10

0,019

0,022

0,026

0,030

0,033

0,037

0,044

0,056

0,079

0,126

11

0,017

0,020

0,023

0,027

0,029

0,033

0,040

0,050

0,071

0,114

12

0,015

0,018

0,020

0,024

0,026

0,028

0,034

0,044

0,060

0,104

Таблица 4.10

Расчет осадки основания фундамента

Номер расчетного слоя

Глубина подошвы расчетного слоя от подошвы фундамента zi , см

Толщина слоя hi , см

Расчетный удельный вес грунта , кН/м3

Природное давление zg на глубине zi , кНа

Коэффициент

 

𝜉 =

Коэффициент i

Дополнительное давление zg на глубине

zi , кПа

Среднее дополнительное давление в слое крср кПа

Модуль деформации грунта Еi , кПа

Осадка слоя Si ,см

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Проверка прочности слабого подстилающего слоя основания

Если в пределах сжимаемой толщи основания, определенной  в предыдущем пункте, залегает слой грунта, расчетное сопротивление R0 которого меньше, чем  R0у несущего слоя грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента, принятые размеры подошвы фундамента должны быть дополнительно проверены по условию

zp+ zgRz,                 (2.17)

где zp– дополнительное напряжение на глубине z от подошвы фундамента (на уровне кровли слабого подстилающего слоя, кПа;

zg– вертикальное напряжение от собственного веса на той же глубине z, кПа;

Rz - расчетное сопротивление слабого грунта на глубине z, кПа, определяемое по формуле (4.8) для условного  фундамента шириной bz(рис.4.7).

Проектирование свайного фундамента

Проектирование свайных фундаментов производится в соответствии с требованиями  СНиП 2.02.03 – 85 [8].

 Свайный фундамент состоит из свай и ростверка. Свайные фундаменты применяются при слабых грунтах или вследствиитехнико – экономических преимуществ (быстрота производства работ, экономичность и другие). Для промышленного и гражданского строительства выбираются, в основном,  свайные фундаменты с низким ростверком.

Сваей называется стержень, погруженный в готовом виде в грунт или изготовленный непосредственно в скважине в грунтовом массиве.  Свая передает нагрузку на основание  как нижним торцом, так и трением, возникающим по ее боковой поверхности при перемещении.

 Верхняя часть сваи называется головой.

Ростверком называется балка или плита, объединяющая группу свай в единый фундамент. Ростверк служит для распределения нагрузки, передаваемой сооружением на сваи.

 Расчет свайных фундаментов производится по двум группам предельных состояний.по первой группе -  расчет несущей способности сваи и проверка прочности свай и ростверков. По второй группе – расчет по деформациям свайных фундаментов.

Выбор типа, длины и сечения свай

 Тип свай, их длина, размер поперечного сечения назначаются исходя из конкретных инженерно – геологических условий строительной площадки. Пр выполнении курсового проекта рекомендуется выбирать типовые забивные железобетонные сваи по справочникам, специальному альбому, имеющемуся на кафедре, или согласно табл. 5.7 приложения.

 В практике  жилищного  и промышленного строительства наиболее часто применяются сваи с сечением 25х25 и 30х30 см. При назначении длины свай следует  иметь в виду, что почти всегда экономически целесообразен фундамент с меньшим числом более длинных свай, чем  фундамент с большим числом коротких свай.

 Длина сваи определяется глубиной залегания несущего слоя грунта и отметкой заложения подошвы ростверка. Нижний конец сваи рекомендуется заглублять в несущий слой грунта на 1-1,5 м. (рис. 4.8).

Предварительное определение глубины заложения и толщины плиты ростверка

 При назначении глубины заложения подошвы свайного ростверка необходимо учитывать вид и состояние грунтов строительной площадки, положение уровня грунтовых вод, конструктивные особенности сооружения (например, наличие подвала и т.д.)

 Глубина заложения свайного ростверка в непучинистых грунтах назначается независимо от глубины промерзания ( не менее 0,5 м от поверхности планировки), в пучинистых грунтах – ниже расчетной глубины промерзания не менее чем на 0,25 м.

В промышленных и гражданских зданиях обрез ростверка принимается на 15…20 см ниже уровня отметки пола. Толщина ростверка должна быт не менее 40 см. Окончательная его толщина определяется  проверочным расчетом  на изгиб или на продавливание головами свай. Величина заделки головы железобетонной сваи в ростверке составляет:

а) при отсутствии горизонтальных нагрузок на фундамент – не менее 5…10 см. При этом заделка выпусков  арматуры в ростверк необязательна;

б) при наличии горизонтальных нагрузок на фундамент – не менее поперечного сечения сваи или 5…10 см с обязательным выпуском в ростверк арматуры периодического профиля на длину 25 ее диаметров.

Определение расчетного сопротивления сваи

(Расчет свайного фундамента по I группе предельных состояний)

Расчетное сопротивление сваи (допустимая нагрузка на сваю) определяется по прочности материала и прочности грунта. Для дальнейших расчетов принимается меньшее полученное как правило, значение. Расчета висячих свай  по материалу, как правило не требуется, так как его результат обычно больше, чем по грунту [5].

 Расчетное сопротивление висячей сваи по грунту  определяем по формуле

В качестве примера на рис. 4.9 дана расчетная схема для определения расчетного

сопротивления сваи.

Таблица 4.10

Расчетные сопротивления R

Глубина погружения нижнего конца сваи от поверхности , Z0

Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай – оболочек, не заполняемых бетоном, R, кПа

Песчаных грунтов средней плотности

гравелистых

крупных

-

средней крупности

мелких

пылеватых

-

Пылевато  глиистых грунтов при показателе текучести IL равном

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

3

7500

3000

1100

600

4

8300

3800

1250

700

5

8800

4000

1300

800

7

9700

4300

1400

850

10

10500

5000

1500

900

15

1700

5600

2900

1650

1000

Примечания. 1. В случаях, когда значения R указаны дробью, числитель относится к пескам, знаменатель – к пылевто – глинистым грунтам.

2. Для плотных песков значения R увеличивается на 60%, но не более, чем до R = 20 Мпа.

 Острие сваи заводят в несущий слой: в пески средней крупности и  крупные; средней плотности и плотные; глинистые грунты при IL≤ 0,5.  Слои грунта, прорезаемые сваей, делят на полоски толщиной не более 2 м. Так, например, третий слой делят на три части: верхнюю – толщиной по 2 м и нижнюю – 0,5 м. Вычисляют средние глубины zi для каждого слоя, т.е. расстояния от поверхности грунта до середины полосок.

 По табл. 4.11 определяют fiв  зависимости от величины zi и характеристик грунтов:

Таблица 4.11

Расчетные сопротивления

Глубина от поверхности до середины расчетного слоя Zi , м

Расчетные сопротивления по боковой поверхности свай и свай – оболочек ƒi, кПа

песчаных грунтов средней плотности

крупных и средней крупности

мелких

пылеватых

-

-

-

-

-

-

пылевато – глинистых грунтов при показателе консистенции IL, равном

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1

35

23

15

12

8

4

4

3

2

2

42

30

21

17

12

7

5

4

4

3

48

35

25

20

14

8

7

6

5

4

53

38

27

22

16

9

8

7

5

5

56

40

29

24

17

10

8

7

6

6

58

42

31

25

18

10

8

7

6

8

62

44

33

26

19

10

8

7

6

10

65

46

34

27

19

10

8

7

6

15

72

51

38

28

20

11

8

7

6

По табл. 4.10 определяют R, в зависимости от zoи характеристик грунта. Полученные значения подставляют в формулу (4.24) и вычисляют F. Определяют количество свай.

Если на фундамент действует только осевая сжимающая нагрузка, то  = 1.

 Полученное количество округляют до целого числа свай в кусте, удобного для размещения и забивки – nс.ф.

При необходимости изменяют количество свай, принимая их других размеров, что ведет к увеличению или уменьшению F.

 После определения числа свай производят размещение  их в плите рядами или шахматном порядке. Размещая сваи по площади ростверка, необходимо стремиться к сокращению его размеров до конструктивного минимума. Это достигается правильным выбором порядка размещения и установлением минимальных ( не менее 3d; d – поперечный размер сваи)расстояний между осями сваи. Под ленточным ростверком (фундаменты под стены) сваи рекомендуется располагать в один или два ряда (рис. 4.9).

При  определении размеров ростверка расстояние от оси крайнего ряда свай до края плиты принимают равным не менее 0,7d.

 После размещения свай и конструирования ростверка (рис. 4.10) находят фактический вес ростверка  и грунта на его уступах Nф, определяют фактическое давление на каждую сваю Рф.

 Для центрально нагруженного  свайного фундамента проверяют условие:

 При этом расчетная нагрузка на одну сваю не должна отклонятся от ее несущей способности F более чем на 10 – 15 %.

 Если условие проверки выполняется, то расчет несущей способности свайного фундамента считается законченным. В противном случае необходимо изменит длину свай или их число в фундаменте и повторит расчет.

Проверка давления в основании свайного фундамента как условно – массивного

(Расчет свайного фундамента по II группе предельных состояний)

 При расчете осадок свайный фундамент принимают условно как массивный с подошвой, расположенный на уровне концов свай (рис. 4.9). Перед определением осадки проверяют прочность оснований фундамента в уровне острия сваи.

 Положение граней 1; 2 и 3; 4 условного массивного фундамента определяют используя средневзвешенное значение расчетного угла внутреннего трения ср.

Определяют ширину bу длину lу и площадь Ауусловного фундамента 1,2,3,4.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Расчет осадок свайных фундаментов и их оснований производится следующими методами:

  1.  Методом послойного суммирования (метод СНиП 2.02.01 – 83*).
  2.  Методом, рекомендованным [8] для расчета ленточных свайных фундаментов.

Студент, в зависимости от наличия в его распоряжении литературы, может выполнить расчеты любым методом.

Комплексный пример расчета свайного фундамента дан в учебном пособии [6, с. 172 – 177].

Технико – экономическое сравнение вариантов фундамента и выбор основного варианта

Расчет стоимости возведения фундамента рекомендуется производить  на основе сборников единых районных единичных расценок применительно к району проживания студента. При отсутствии таковых можно пользоваться приведенными в приложении (табл. 5.8) укрупненными расценками [3].

 Определение стоимости фундамента по каждому варианту целесообразно вести в табличной форме.

Указания по производству работ и технике безопасности (для основного варианта)

В курсовом проекте должны быт рассмотрены следующие вопросы: устройство траншей и котлованов под фундаменты с разработкой систем и креплений ( в необходимых случаях); системы водопонижения и водоотлива; производство земляных работ, выбор сваебойного оборудования и расчет отказа сваи; организация работ по устройству  монолитных или сборных фундаментов; техника безопасности.

 Указания по производству работ и технике безопасности должны быт подкреплены в необходимых случаях цифрами, сравнениями, эскизами, расчетами и ссылками на литературу.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 5.1

Подразделение песчаных грунтов по плотности сложения (Гост 25100-95)

Песок

Грунт

плотный

средней плотности

рыхлый

по коэффициенту пористомсти

Гравелистый, средней крупности

е  0,55

0,55 ≤ е ≤ 0,7

е >  0,7

Мелкий

е  0,6

0,6 ≤ е ≤  0,75

е > 0,75

Пылеватый

е  0,6

0,6 ≤ е ≤  0,8

е >  0,8

Таблица 5.2

Подразделение песчаных грунтов по коэффициенту водонасыщения ( по степени влажности) Sr

Грунт

Степень влажности

Малой степени насыщения (маловлажный)

0 < Sr ≤ 0,5

Средней степени насыщения (влажный)

0,5 <  Sr ≤ 0,8

Насыщенный водой

0,8 <  Sr  ≤ 1

Таблица 5.3

Подразделение пылевато – глинистых грунтов по числу пластичности

Грунт

Число пластичности Ip , %

Суспесь

1 < Ip ≤ 7

Суглинок

7 <  Ip ≤ 17

Глина

Ip ≤ 17

Таблица 5.4

Подразделение пылевато – глинистых грунтов по показателю текучести

Грунт

Показатель текучести

Суспесь:

твердая

пластичная

текучая

IL < 0

0 < IL ≤ 1

IL < 1

Суглинок и глина:

твердые

полутвердые

тугопластичныые

мягкопластичные

текучепластичные

текучие

IL > 0

0 < IL ≤ 0,25

0,25 < IL ≤ 0,5

0,5 < IL ≤ 0,75

0,75 < IL ≤ 1

IL > 1

Таблица 5.5

Плиты железобетонные для ленточных фундаментов под стены по данным ЦНИИЭП жилища

№ п/п

Марка изделия

Размеры , мм

Масса, кН

Бетон

Расход стали, Н

£*

b

h

Класс, В

Объем, м3

1

ФЛ-8-12-2

1180

800

300

6,8

15

0,274

18,2

2

ФЛ-10-12-2

1180

1000

300

7,5

15

0,300

34,8

3

ФЛ-12-12-2

1180

1200

300

8,7

15

0,347

60,8

4

ФЛ-14-12-2

1180

1400

300

10,4

15

0,416

82,0

5

ФЛ-16-12-2

1180

1600

300

12,1

15

0,486

122,9

6

ФЛ-20-12-2

1180

2000

500

24,4

15

0,975

130,2

7

ФЛ-24-12-2

1180

2400

500

28,4

15

1,138

211,5

8

ФЛ-28-12-2

1180

2800

500

34,2

20

1,369

324,8

9

ФЛ-32-12-2

1180

3200

500

40,0

20

1,60

478,5

* -  Длина блока, расчет фундамента выполняется на 1 погонный метр.

Таблица 5.6

Стеновые сплошные бетонные блоки по ГОСТ 13579-78

Марка блока

Размеры, мм

Масса, кН

Объем, м3

l

b

h

ФБС24-3-6-Т

2380

300

580

09,7

0,406

ФБС24-4-6-Т

2380

400

580

13,0

0,543

ФБС24-5-6-Т

2380

500

580

16,3

0,679

ФБС24-6-6-Т

2380

600

580

19,3

0,815

ФБС12-4-6-Т

1180

400

580

6,4

0,265

ФБС12-5-6-Т

1180

500

580

7,9

0,331

ФБС12-6-6-Т

1180

600

580

9,6

0,398

ФБС12-4-3-Т

1180

400

280

3,1

0,127

ФБС12-5-3-Т

1180

500

280

3,8

0,159

ФБС12-6-3-Т

1180

600

280

4,6

0,191

ФБС9-3-6-Т

880

300

580

3,5

0,146

ФБС9-4-6-Т

880

400

580

4,7

0,195

ФБС9-5-6-Т

880

500

580

5,9

0,244

ФБС9-6-6-Т

880

600

580

7,0

0,293




1. культура обозначает всю сумму достижений и институций отличающих нашу жизнь от жизни наших предков из жив
2. тема организации и деятельности граждан обеспечивающая самостоятельное решение населением вопросов местно
3. двигательного аппарата например поднятие тяжестей бодибилдинг или силовые тренировке в группе
4. К защите Заведующий кафедрой 20
5. экономика ввел Ксенофонт затем он встречался у Аристотеля- экономика ~ домовладение
6. Нарезка частей каталога определяется нужная часть; в выбранной части по Сборному листу помещенному в нача
7. Задание 1 Вапрос 1 для открытия расчетного счета нужны следующие документы- Свидетельство о государст
8. Эта новая социальная сеть дает возможность всем кто успеет пройти регистрацию до 1 апреля БЕСПЛАТНО в да
9. ОДЕССКИЙ НПЗ ПИ012013 Ревизия 0 Тип документа 7 стр
10. Введение При нынешнем темпе развvития техники и производства наибольшее внимание уделяется обеспечению н