Расчет ленточного фундамента мелкого заложения под наружную стену бесподвальной части здания

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     . . . . .  . .31

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . .   . .    . . . 32

ПРИЛОЖЕНИЕ А Схема сооружения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Рабочие чертежи

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование оснований фундаментов заключается в выборе основания, типа конструкции и основных размеров фундамента, в совместном расчете основания и фундамента как одной из частей сооружения.

Основные размеры и конструкция фундамента назначаются в зависимости от геологических условий строительной площадки, сжимаемости слагающих ее грунтов, а также от давлений, которые грунты могут воспринять.

Целью курсового проекта является изучение вопросов проектирования, устройства фундаментов и их оснований для различных сооружений, возводимых в разнообразных геологических условиях. От правильно выбранного основания и конструкции фундамента, во многом зависит нормальная эксплуатация зданий и сооружений.

В связи с этим, задачи, преследуемые курсовой работой следующие:

во-первых: рассмотреть несколько вариантов проектных решений оснований и фундаментов;

во-вторых: на основе их технико-экономического сравнения принять оптимальное решение, обеспечивающее наиболее полное использование прочностных и деформационных свойств грунтов и физико-механических свойств материала фундаментов.

 

1. СБОР НАГРУЗОК И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ

Таблица 1

Усилия на обрезе фундамента от расчетных нагрузок

Номер фундамента	Нагрузки на фундамент
	N, кН	М, кНм	Т, кН
1	430	-	-
2	560	-	-
3	470	-	-
4*	310	-	-
5	310	-	-
6*	280	-	-

 

Таблица 2

Физико-механические свойства грунтов

N слоя	Наименование  грунтов	Мощн. слоя, м	Глубина заложения слоя		Нормативные и расчетные характеристики
			м	отм.
1а	Насыпной грунт	0,5	0,5	-1,5
2	Глина легкая, твердая и полутвердая, бурая	0,8	1,3	-2,3	, , , ,
3а	Суглинок тяжелый, туго- и мягкопластичный бурый и серовато-бурый	3,5	4,8	-5,8	, , , ,
4	Песок мелкий неоднородный	4,2	9	-10

 

2. ОБЩАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЕКТИРУЕМОГО ЗДАНИЯ

Жилое здание имеет прямоугольную форму в плане c размерами в осях 45,6 х 12 м. Здание семиэтажное бесподвальное. Высота здания – 32 м, высота этажа 3 м. Наружные стены выполнены из кирпича обыкновенного толщиной 510 мм. Фундаменты под здание – ленточные из сборных плит и блоков.

Конструктивная схема здания представляет собой систему с поперечными и продольными несущими стенами. На них опираются панели перекрытия. Устойчивость дома обеспечивается за счет платформенной опоры перекрытий на внутренние несущие стены. Внутренние поперечные стены идут с шагом 11,4 м и 22,8 м, с пролетами по 6 м.

Территория строительства – г. Омск.

 

3. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА  МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ  ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА

При выборе глубины заложения фундамента учитываются следующие факторы:

1) инженерно-геологические  условия площадки строительства: насыпные грунты не пригодны в качестве основания для фундаментов мелкого заложения, поэтому фундамент заглубляем во второй слой грунта;

2) особенности возводимого  здания: глубина заложения подошвы  фундамента принимается равной dф= 1,1+0,5=1,6 м, так как здание бесподвальное, а первый слой не пригоден в качестве основания под фундаменты;

3) климатические особенности.

Основным климатическим фактором, влияющим на глубину заложения фундаментов, является промерзание грунтов.

Нормативная глубина промерзания (1)

dfn=d0√Mt,,

где Мt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемый по СНиП [1, таблица 3] для г. Омска Мt=76,3;

d0 – величина, принимаемая равной 0,23 м для суглинков и глин.

dfn=d0√Mt=0,23√76,3=2 м,

Определение расчетной глубины промерзания (2)

df=kh dfn,

где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (здание без подвала с полами, устраиваемыми по утепленному цокольному перекрытию).

df=kh dfn=0,7*2=1,4м

Окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента 2м.  
3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА ОСНОВАНИЯ

Определение расчетного сопротивления грунта основания, при ширине подошвы фундамента равной 1 м. Под подошвой фундамента залегают грунты 3-го слоя: суглинок тяжелый, туго- и мягкопластичный бурый и серовато-бурый

IL=0,48

C=0,27кгс/м2

φ=20°

γ=1,82т/м3

Расчетное сопротивление грунта основания R (3)

,

где коэффициенты условий работы (по табл.3 [2])

k=1 – прочностные характеристики грунта приняты по испытаниям.

(табл.4 [2]);

 при b<10м;

b=1 м;

;

- глина легкая;

 

- глубина заложения фундамента

- глубина подвала –  расстояние от уровня планировки  до пола подвала.

 

3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ  ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА

Площадь подошвы фундамента (4)

,

где N0 =470 кН – усилия на обрезе фундамента;

R = 324,5 кПа;

- средний удельный вес  грунта, вычисляется по формуле:

d=2 м – глубина заложения  фундамента.

Принимаем ширину фундаментной плиты 1,6 м.

Расчетное сопротивление в пересчете на ширину фундамента 1,6 м составит:

, а площадь Аф=470/(331,2-17*2)=1,58 м.

Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента 1,6 х 2,4 м.

 

3.4 КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА

Конструируем фундамент в соответствии с типовыми размерами фундаментных блоков и плит, глубиной заложения и площадью подошвы фундамента:

- блоки бетонные ФБС 24.5.6 (ГОСТ 13579-78);

- плиты железобетонные  для ленточных фундаментов ФЛ16.24 (серия 1.112-1 вып.1, ГОСТ 13580-68)

Рис.1 Конструкция ленточного фундамента

 

3.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ  НА ГРУНТ ОСНОВАНИЯ ПОД ПОДОШВОЙ  ФУНДАМЕНТА

Вес фундамента определяем, складывая вес блоков и плиты:

,

где 1,63т – вес фундаментных блоков ФБС 24.5.6;

2,47т–вес плиты ФЛ16.24.

Вес грунта (5)

,

где Vгр – объем грунта, вычисляемый

Vф=1,6*0,3*2,4+0,5*1,7*2,4=3,19м3 - подземный объем фундамента

Среднее давление под подошвой фундамента (6)

,

где

Рис. 2 Эпюра давления под подошвой фундамента

 

3.6 ПРОВЕРКА ДАВЛЕНИЯ НАГРУНТ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ ФУНДАМЕНТА

Полученное значение среднего давления по подошве фундамента должно удовлетворять следующему условию:

Условие выполняется.

Определение осадки фундамента осуществляется методом послойного суммирования. Для расчета осадки методом послойного суммирования на разных глубинах, определяем напряжение от собственного веса грунта

,

где n – число слоев грунта в пределах глубины z;

- удельный вес i-го слоя, м.

Вертикальное дополнительное напряжение, возникающее от нагрузок, передаваемых сооружением

,

где α – коэффициент, зависящий от отношений , и принимаемый по таблице 3.4 [3].

По полученным значениям строим эпюры давления - от природной поверхности грунта, - от подошвы фундамента (рисунок 3).

Для определения напряжений необходимо найти дополнительные давления в плоскости подошвы фундамента

Величина осадки фундамента (7)

,

где - безразмерный коэффициент, учитывающий условность расчетной схемы, принимаемый равным 0,8;

n – число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

- среднее вертикальное  напряжение, возникающее в i-том слое.

hi – толщина i-го слоя, м (не более 0,4b);

Е0i – модуль деформации грунта i-го слоя.

Все расчеты сводятся в таблицу 4.

Таблица 4

Расчет осадки фундамента

N точки	hi, м	z, м	m=2z/b	α	σzg, кПа	σzр, кПа	0,2 σzg	S, м
0	0	0	0	1	34,9	126,44	6,98	0,012
1	0,3	0,3	0,4	0,973	40,36	123,03	8,08
2	0,5	0,8	0,5	0,943	49,46	119,23	9,89
3	0,5	1,3	1,6	0,545	58,56	68,91	11,71
4	0,5	1,8	2,3	0,361	67,66	45,64	13,53
5	0,5	2,3	2,9	0,259	76,76	32,75	15,35
6	0,5	2,8	3,5	0,1921	85,86	24,29	17,17