Расчёт и проектирование оснований и фундаментов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к курсовому  проекту

по дисциплине «Основания и фундаменты»  на тему:

“Расчёт и проектирование оснований  и фундаментов”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение Исходные данные. 1. Оценка инженерно-геологических  условий строительства. 2. Сбор нагрузок на фундамент. 3. Определение глубины заложения  фундамента. 4. Определение размеров подошвы  фундамента. 5.Проверка давления под подошвой. 6. Проверка прочности слабого  подстилающего слоя. 7. Расчет осадок. 8. Определение влияния соседнего фундамента. 9. Расчет на прерывистость. 10. Расчет крена фундамента. 11. Расчет по первой группе предельных состояний.      Расчет и проектирование свайных фундаментов. 12. Определение глубины заложения подошвы ростверка. 13. Определение числа и шага свай в ростверке. 14. Конструирование ростверка. 15. Проверка нагрузок, действующих на сваи. 16. Расчет по второй группе предельных состояний. 17. Расчет осадки. 18. Подбор сваебойного оборудования. 19. Проектирование котлована. 19. Технико-экономическое сравнение вариантов.      20. Расчет ленточного фундамента мелкого заложения по материалу.      21. Сбор нагрузок на фундамент колонны. Приложения Литература

4 4 7 7 9 9 9 11 11 11 12        13 14 14 16 16 17 19 19 20 20 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Курсовой проект разработан в соответствии с заданием и представляет собой  расчёт и конструирование фундамента. Проект состоит из пояснительной записки и графической части. Графическая часть разработана на 1-м листе А1. Проект включает подбор для заданного промышленного здания ленточный фундамент мелкого заложения и свайный фундамент, выбор наиболее экономичного варианта фундамента и подбор для него арматурного каркаса. Целью курсового проекта является закрепление и углубление теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины «Основания и фундаменты».

 

Исходные  данные:

1. Тип здания - 5
2. Высота этажа - 2,8 м
3. Количество этажей - 8
4. Временная нагрузка q₁/q₂=2/2 кН/м²
5. Уровень грунтовых вод – по разрезу
6. Район строительства – г. Тамбов
7. Пролёт здания – L=12 м.
8. Шаг колонн – В=12 м.

Конструкции здания:

Стены – кирпичные толщиной 0,51 м – наружные, колонны – 0,4х0,6м.

Глубина опирания плит перекрытий на стены – 0,2 м.

Рис.1. Схема здания.

Снеговая нагрузка s=s₀μ

г. Тамбов  ( II- ый снеговой р-он) s₀= 0,8 кПа.

Коэффициенты  сочетания : ψс =0,95 –длительная

                                                ψс =0,9 – кратковременная

 ψс А s γк -расчетная формула            Коэффициенты сочетания: при А > А₂ = 36 м²

= 0,5+ 0,5/ √ (72/36) =0.85

 

= 0,5+ (0.85- 0,5) / √ 6 = 0,65

n –число перекрытий

 

 

 

1. Оценка инженерно-геологических  условий для строительства.

 

 

 

Рис. 2  Геологический  разрез

 

 

 

Геологический разрез показывает: рельеф участка  спокойный с абсолютными отметками 

скважин 144.6 м и 144.85м.

              

 

 

 

 

Рис.3 Грузовая площадь

 

Грузовая площадь  A1=144м²

Грузовая площадь  A2=72м²

 

 

 

Фундамент мелкого  заложения.

 

2. Сбор нагрузок  на фундамент.

Нормативные и расчетные нагрузки, действующие  на 1 м длины фундамента под наружную стену по оси 4.Таблица 2

Сбор нагрузок на фундамент

Вид нагрузки	Нормативная NII, кН/м		Расчетная NI кН/м
1	2	3	4
Постоянная: от покрытия: а) защитный слой 0,4∙72(кН/м) б) Трехслойный руберойдный ковер 0,12∙72 =3(кН/м) в) ребристые панели 1,58∙72=56,88(кН/м) г) ригели 0,6∙0,3∙25∙6 Итого от покрытия   от междуэтажных перекрытий а) пол плиточный t=15мм, =20кН/     20∙0,015∙72 б) цементный раствор t=20мм 20∙0,02∙72 в) звукоизоляция  шлакобетон t=60мм ( кН/м)15∙0,06∙72  г) пустотные ж/б панели 2,3∙72 д) ригель 0,6∙0,3∙25∙6 Итого от 6 перекрытий от чердачного перекрытия   а)цемент. выравн. слой 0.4∙ 72    б) утеплитель пенобетон 0,12∙4∙72   в) пароизоляция 0,1∙72 г) пустотные ж/б  панели 2,3∙72   д) ригель 0,6∙0,3∙25∙6 Итого   4)от колонн 0,4∙0,6∙25∙20 5) а)0,2∙В∙Н∙12   б)0,52∙0,2∙В∙25     Итого	28.8     8.64   113.76   27 178.2     21.6     28.8   64.8   165.6   27 1539   28,8   34,56   7,2     165,6   27 263,16     120     288   15,6   303,6	1,3     1,2   1,1   1,1       1,1   1,3   1,3      1,1   1.1     1,3   1,2   1,2     1,1   1,1       1,1     1,2   1,1	37.44   10.39   125.14   29.7 202.67     23.76   37.44   84.24   182.16   19.7 1786.5   37,44   41,47   8,64     182,16   29,7 299,41     132     345,6   17,16   362,76
Всего постоянная нагрузка	2100,36		2420,58

 

 

Временная: от перегородок на 6 этажах (длительная) 0,95∙0,5∙72∙6 снеговая  с пониженным значением 1,8/1,4∙0,5∙72∙0,95 кратковременная с полным значением              1,8∙72∙0,9 от временной нагрузки на чердачном           перекрытии 0,7∙0,95∙72 от временной нагрузки на междуэтажных перекрытиях с коэф-том , длительная с пониженным значением: 0,3∙0,95∙72∙6∙0,65 Кратковременная с полным значением         1,5∙0,9∙72∙6∙0,65 (кН/м) от временной по заданию (длительной) 2∙0,95∙ 72	205,2   43,9   -   47,9       80   -   136,8	1,3   -   -   1,3       -   1,3   1,2	266,76   -   116,6   62,2       -   492,8   164,16
Всего временной:	513,8		1102,52
Полная нагрузка	2614,16		3523,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Определение  глубины заложения фундамента.

 

Из конструктивных соображений (наличие подвала) принимаем  глубину заложения фундамента -0,35=3,8 м.

 

Рис.3. К определению  глубины заложения фундамента.

 

Момент  от перекрытия:

, кН∙м

, кН∙м.

м;

 кН∙м;

 кН∙м.

Ветровая нагрузка:

 кН;

 

Момент от ветровой нагрузки:

, кН∙м;

 кН∙м.

 кН∙м.

Момент от стеновых панелей:

(0,3+0,2)1029,6=514,8

(0,3+0,2)936=468

Горизонтальная нагрузка:

 

 

 

 

4. Определение размеров подошвы  фундамента.

=, где - площадь подошвы фундамента (так как фундамент ленточный по заданию, в качестве продольного размера берется погонный метр), - ширина подошвы ленточного фундамента, - расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, - прочность грунта на котором лежит подошва фундамента, - удельный вес фундамента и грунта на его уступах, - глубина заложения фундамента.

==2,72 .

 

 

 

Определим расчетное  сопротивление грунта под подошвой фундамента:

,

где g_с1 и g_с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по [2, табл. 3];

k - коэффициент,  принимаемый   равным:  k₁=1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k₁=1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого [2, прил. 1];

М_g , М_q , M_c - коэффициенты, принимаемые по [2, табл. 4];

k_z - коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - k_z=1; b - ширина подошвы фундамента, м;

g_II - осредненное расчетное значение   удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с  учетом взвешивающего действия воды), кН/м³ (тс/м³);

g_II’ - то же, залегающих выше подошвы;

с_II - расчетное значение удельного сцепления    грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²);

d₁ –d  так как подвала нет.

 

 

М_g=0,69     М_q=63,65 M_c=6,24,    g_с1 =1,25,    g_с2=1,1,

=342,04 МПа.

==2,63 м.

Проверим  выполнение условия:

, , условие не выполняется

Второе  приближение:

=335,47МПа.

==2,65 м.

Проверим  выполнение условия:

, , условие выполняется

Принимаем стандартный фундамент ФЛ 36.54. Уточним расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента.

=383,75 МПа.

5.Проверка давления под подошвой.

Среднее давление:

=< R=383,75 МПа.

Краевое давление:

,

,

==17,5 м³,

=285,65 кПа < 1,2R кПа.

 

  Условия выполнены, давление под подошвой фундамента не превышает прочность грунта, размеры фундамента подобраны верно.

 

6. Проверка прочности подстилающего слоя.

 

Т.к. в пределе сжимаемой зоны имеется слой песка у которого ,тонеобходимо провести проверку:

+< R

=  - a*a  + a           a= 0,9

=  ∑/ =2614,16/68,19= 38,34

=  3,1+0,6 = 3,7

 

γ_с1=1,25;  γ_с2=1,1,4(1, табл.3); k=1,1, M_g=0,84; M_q=4,37; M_c=6,9(1, табл.4)

 

R =кПа >+,следовательно проверка выполняется.

7. Расчет осадок.

Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования.

; ; ;

=160,4 – 29,52= 130,88  кПа.

Разбиваем каждый слой грунта на равные части - так, чтобы в каждом слое укладывалось целое число таких отрезков, причем должно выполняться условие: ( м). Составляем таблицу.                                   

                                                                                                Таблица 3

Расчет осадки

, м		, м		, кПа	α	, кПа	, кПа	E, кПа	Si,см
0	0	1,8	16,4	29,52	1	130,88	-	7000	-
1,4	0,78	1,4	17,3	53,74	0848	110,99	120,93	7000	2
2,8	1,56	1,4	17,3	77,96	0,532	69,63	90,31	7000	1,4
3	1,67	0,2	17,3	81,42	0.521	68,19	68,91	7000	0,16
3,8	2,12	0.8	19,9	197,34	0.385	50,39	59,29	7000	0,05
4,8	2,67	1	19,9	117,24	0.295	38,61	44,5	7000	0,05
5,8	3,22	1	19,9	137,14	0.210	27,42	33,01	7000	0,03
6,8	3,78	1	19,9	157,04	0.160	-	-	-	-
7,8	4,43	1	19,9	176,94	0.132	-	-	-	-
8,8	4,89	1	19,9	196,84	0.095	-	-	-	-
10,2	5,67	1,4	19,9	216,74	0.073	-	-	-	-