Вариантное проектирование фундаментов здания

Автор: Ирина Капитонова, 23 Октября 2010 в 01:57, курсовая работа

Краткое описание

В данном курсовом проекте рассчитаны три типа фундаментов: мелкого заложения, свайный, фундамент на искусственно улучшенном основании.
Для фундаментов мелкого заложения проводятся следующие расчеты: определение физико-механических свойств грунтов, оценка грунтовых условий строительной площадки, расчет размеров фундаментов и выбор фундаментов, отвечающих экономическим требованиям, расчет оснований по первой и второй группам предельных состояний.
Для разработки свайных фундаментов - расчет глубины заложения и размеров ростверков, выбор и расчёт свай, определение осадки свайных фундаментов, подбор оборудования для погружения свай.
Для фундамента на искусственно улучшенном основании - выбор материала подушки, расчет размеров подушки, проверка слабого подстилающего слоя.
На основании результатов расчёта подбирается наиболее экономичный вариант фундамента и рассчитывается для остальных сечений здания.

Оглавление

Введение
1. Анализ конструктивного решения сооружения и определение расчетных нагрузок на фундаменты
1.1. Изучение особенностей объемно-планировочного решения и технологического процесса в здании
1.2. Определение степени ответственности здания
1.3. Оценка жесткости здания, чувствительности его к неравномерным осадкам
1.4. Определение характера нагрузок на фундамент
2. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки
2.1. Дополнительные физические характеристики грунтов
2.2. Механические характеристики грунтов
2.3. Определение условного расчетного сопротивления грунта R0
2.4. Непосредственная оценка каждого из грунтовых слоев
2.5. Общая характеристика строительной площадки
3. Вариантное проектирование. Выбор возможных вариантов устройства фундаментов
4. Вариант 1. Фундамент мелкого заложения на естественном основании
4.1 Определение рациональной глубины заложения фундамента
4.1.1. Влияние инженерно-геологических и гидрогеологических условий
4.1.2. Учет климатических условий района строительства
4.2. Предварительное определение размеров подошвы фундамента
4.2.1. Определение требуемой площади подошвы фундамента
4.2.2. Конструирование фундамента
4.3. Проверка давлений по подошве фундамента
5. Расчет оснований фундаментов по предельным состояниям (I и II группа)
5.1.Расчет оснований фундаментов по деформациям (II группа)
5.1.1. Расчет абсолютной осадки фундамента S
5.2. Расчёт оснований фундаментов по несущей способности (I группа)
5.2.1. Схемы потери устойчивости основания
5.2.2. Порядок выбора метода расчёта основания по несущей способности
6. Вариант 2. Проектирование свайного фундамента
6.1. Рациональность применения свайных фундаментов
6.2. Определение глубины заложения подошвы ростверка
6.3. Выбор вида и размеров свай
6.4. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю
6.4.1. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, по грунту
6.4.2. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, по сопротивлению материала (сваи)
6.5. Определение количества свай в фундаменте и их размещение
6.6. Конструирование ростверка
6.7. Определение фактической нагрузки на сваю
6.8. Расчет свайного фундамента по деформациям
6.8.1. Определение границ условного фундамента
6.8.2. Определение интенсивности давления по подошве условного фундамента
6.8.3. Определение осадки условного свайного фундамента
7. Вариант 3. Фундамент на грунтовой подушке
7.1. Выбор материала подушки
7.2. Выбор глубины заложения фундамента
7.3. Определение размеров подошвы фундамента
7.4. Определение высоты песчаной подушки
7.5. Определение размеров песчаной подушки в плане
8.Технико-экономическое сравнение и выбор оптимального варианта фундамента
9. Проектирование фундамента на песчаной подушке по другим сечениям
9.1. Сечение 2-2
9.2. Сечение 3-3
10. Защита свайного фундамента и подземных частей здания от грунтовых вод
Вывод
Список литературы

Файлы: 2 файла

основаниеи фундаменты.doc

— 1.95 Мб (Скачать)

Vf объем фундамента;

γf - удельный вес фундамента (γf = 24 кН/м3).

Vf = 3ּ0,6ּ0,6ּ1  + 1∙0,6∙0,3 + 1,6ּ0,3ּ1 = 1,74 м3.

G fІІ = 1,74ּ24 = 41,76 кН.

  Нагрузка  от веса грунта

G gІІ = Vg ּ γg,

Vg объем грунта;

γg - удельный вес грунта (γg = γII' = 18,54 кН/м3).

  Найдем  вес грунта справа:

G gпрІІ = Vgпр ּ γg,

где Vgпр = 0,4∙0,8∙1-0,3∙0,1∙1-0,8∙0,3∙1 = 0,05 м3.

Тогда G gпрІІ = 0,05 ּ 18,54 = 0,93 кН.

  Найдем  вес грунта слева:

G gлІІ = V ּ γg,

где V = 2,55∙0,8 ∙1-0,3∙2,25∙1-0,8∙0,3∙1 = 1,13 м3.

Тогда G gлІІ = 1,113 ּ 18,54 = 20,95 кН.

  Найдем  давление по подошве фундамента:

  

P = (Fυ0ІІ + G fІІ + G gпрІІ + G gлІІ)/Аf = (300 + 41,76 + 0,93 + 20,95)/1,6∙1 = 227,28 кПа.

  Условие  р R выполняется, так как  P = 227,28 кПа < R = 432,55 кПа.

Проверим, выполняется ли условие рmax 1,2R.

      рmax = р + МІІ/W,

где W момент сопротивления площади подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента:

W = b2/6 = 1,62 /6 = 0,43 м3,

МІІ момент от активного давления грунта:

МІІ = М0 - G e + Ggпр e + Eaּa0,

где М0 = 100 кН∙м;

Ggпр = 0,93 кН;

G =20,95 кН;

е = 0,55 м (расстояние от вертикальной оси до нагрузки, приложенной к подушке)

Ea  - горизонтальная сила от активного давления грунта на стену фундамента (подвала). Ее устанавливают в предположении, что на поверхности грунта действует сплошная равномерная нагрузка интенсивностью g = 10 кПа, а грунт засыпки находится в предельном состоянии:

Ea = (σ1II + σ2II)∙ h∙L/2,

где σ1II = γ'II ∙hg∙tg2 (450 φ’II/2);

φ’II = (1,95∙35 + 0,6∙31,6) /2,55 = 34,2о;

hg высота фиктивного слоя грунта:

hg = g/ γ'II = 10/18,54 = 0,54 м,

σ1II = 18,54 ∙0,54∙tg2 (450 34,2/2) = 2,81 кПа;

σ2II = γ'II ∙(h+hg)∙tg2 (450 φ’II/2);

h - расстояние от уровня земли до низа пола подвала (h = 2,15 м);

σ2II = 18,54 ∙(2,15+0,54)∙tg2 (450 34,2/2) = 13,98 кПа;

L = 1 м - для ленточного фундамента;

Ea = (2,81 +13,98)∙ 2,15 ∙ 1/2 = 18,05 кПа;

aо расстояние от активного давления грунта до низа подошвы:

aо = (h/3)∙(h+3∙hg)/(h +2∙ hg) + (d-h) = (2,15/3)∙(2,15+3∙0,54)/(2,15 + 2∙0,54) + (2,55 2,15) = 1,24 м.

  Тогда момент от активного давления грунта:

  МІІ = 100 20,95 ∙0,55 + 0,93∙0,55 + 18,05∙1,24 = 111,37 кН∙м.

  Тогда максимальное краевое давление под подошвой фундамента:

      рmax = 227,28 + 111,37/0,43 = 486,28 кПа.

  Условие рmax 1,2R выполняется, так как Рmax = 486,28 кПа < 1,2∙R = 1,2∙432,55 =  519,06 кПа.

  Проверим, выполняется ли условие Рmin   0.

рmin = р - МІІ/W =227,28 111,37/0,43 = - 31,72 кПа.

  Условие (3) не выполняется, так как Рmin = -31,72 кПа < 0.

II приближение:

Принимаем подушку ФЛ 18(b =1800 мм, h=300 мм).

R = R0[1 + k1(b b0)/b0] + k2g /II (d - d0),

где b, d-соответственно ширина и глубина проектируемого фундамента, м;

γ'II расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3 (кгс/см3);

k1 коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков k1 = 0,125;

k2         коэффициент,    принимаемый   для   оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k2 = 0,25;

b0=1 м, d0=2 м;

R0 принимается по табл. 1-5 [2], R0=400 кПа.

γII' = (1,95∙18,4 + 0,6∙19,0)/2,55 = 18,54 кН/м3; 

R= 400 ּ [1+ 0,125 ּ (1,8- 1)/ 1 ] + 0,25 ּ18,54∙ ( 2,55 - 2) = 442,55 кПа.

  Проверим  давление по подошве фундамента с b = 1800 мм и h = 300 мм.

  P = (Fυ0ІІ + G fІІ + G gлІІ + G gпрІІ)/Аf

  Fυ0ІІ  = 300 кН.

  Нагрузка  от веса фундамента:

G fІІ = Vf ּ γf,

Vf объем фундамента;

γf - удельный вес фундамента (γf = 24 кН/м3).

Vf = 3ּ0,6ּ0,6ּ1  + 1∙0,6∙0,3 + 1,8ּ0,3ּ1 = 1,8 м3.

G fІІ = 1,8ּ24 = 43,2 кН.

  Нагрузка  от веса грунта

G gІІ = Vg ּ γg,

Vg объем грунта;

γg - удельный вес грунта (γg = γII' = 18,54 кН/м3).

  Найдем  вес грунта справа:

G gпрІІ = Vgпр ּ γg,

где Vgпр = 0,4∙0,9∙1-0,3∙0,1∙1-0,9∙0,3∙1 = 0,06 м3.

Тогда G gпрІІ = 0,06 ּ 18,54 = 1,11 кН.

  Найдем  вес грунта слева:

G gлІІ = V ּ γg,

где V = 2,55∙0,9∙1-0,3∙2,25∙1-0,9∙0,3∙1 = 1,35 м3.

Тогда G gлІІ = 1,35 ּ 18,54 = 25,03 кН.

  Найдем  давление по подошве фундамента:

  

P = (Fυ0ІІ + G fІІ + G gпрІІ + G gлІІ)/Аf = (300 + 43,2 + 1,11 + 25,03)/1,8∙1 = 205,19 кПа.

  Условие р R выполняется, так как  P = 205,19 кПа < R = 442,55 кПа.

Проверим, выполняется ли условие рmax 1,2R.

      рmax = р + МІІ/W,

где W момент сопротивления площади подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента:

W = b2/6 = 1,82 /6 = 0,54 м3,

МІІ момент от активного давления грунта:

МІІ = М0 - G e + Ggпр e + Eaּa0,

где М0 = 100 кН∙м;

Ggпр = 1,11 кН;

G =25,03 кН;

е = 0,6 м (расстояние от вертикальной оси до нагрузки, приложенной к подушке)

Ea = (σ1II + σ2II)∙ h∙L/2,

где σ1II = γ'II ∙hg∙tg2 (450 φ’II/2);

φ’II = (1,95∙35 + 0,6∙31,6) /2,55 = 34,2о;

hg высота фиктивного слоя грунта:

hg = g/ γ'II = 10/18,54 = 0,54 м,

σ1II = 18,54 ∙0,54∙tg2 (450 34,2/2) = 2,81 кПа;

σ2II = γ'II ∙(h+hg)∙tg2 (450 φ’II/2);

Чертеж1.dwg

— 247.63 Кб (Скачать)

Информация о работе Вариантное проектирование фундаментов здания