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.

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

Скачать в ZIP (1.14 Мб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 2 файла

основаниеи фундаменты.doc

— 1.95 Мб (Скачать)

G_fІІ = 1,5ּ24 = 36 кН.

Нагрузка от веса грунта

G_gІІ = V_g ּ γ_g,

V_g – объем грунта;

γ_g - удельный вес грунта (γ_g = γ_II^' = 18,54 кН/м³).

Найдем вес грунта справа:

G_gпрІІ = V_gпр ּ γ_g,

где V_gпр = 0,4∙0,4∙1-0,3∙0,1∙1-0,5∙0,3∙1 = 0,01 м³.

Тогда G_gпрІІ = 0,01 ּ 18,54 = 0,19 кН.

Найдем вес грунта слева:

G_gлІІ = V_gл ּ γ_g,

где V_gл = 2,55∙0,4 ∙1-0,3∙2,25∙1-0,4∙0,3∙1 = 0,23 м³.

Тогда G_gлІІ = 0,23 ּ 18,54 = 4,26 кН.

Найдем давление по подошве фундамента:

P = (F_υ_0ІІ + G_fІІ+ G_gпрІІ + G_gлІІ)/А_f = (200 + 36 + 0,19 + 4,26)/0,8∙1 = 300,56 кПа.

Условие р ≤ R выполняется, так как P = 300,56 кПа < R = 392,55 кПа.

Проверим, выполняется ли условие р_max ≤ 1,2R.

р_max = р+М_ІІ/W,

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

W = b²/6 = 0,8²/6 = 0,107 м³,

М_ІІ– момент от активного давления грунта:

М_ІІ = М₀ - G_gл e + G_gпрe + E_aּa₀,

где М₀ = 0 кН∙м;

G_gпр = 0,19 кН;

G_gл = 4,26 кН;

е = 0,35 м (расстояние от вертикальной оси до нагрузки, приложенной к подушке)

E_a = (σ_1II + σ_2II)∙ h∙L/2,

где σ_1II = γ^'_II ∙h_g∙tg²∙ (45⁰ – φ’_II/2);

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

h_g – высота фиктивного слоя грунта:

h_g = g/ γ^'_II = 10/18,54 = 0,54 м,

σ_1II = 18,54 ∙0,54∙tg²∙ (45⁰ –34,2/2) = 2,81 кПа;

σ_2II = γ^'_II ∙(h+h_g)∙tg²∙ (45⁰ – φ’_II/2);

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

σ_2II = 18,54 ∙(2,15+0,54)∙tg²∙ (45⁰ –34,2/2) = 13,98 кПа;

L = 1 м - для ленточного фундамента;

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

a_о – расстояние от активного давления грунта до низа подошвы:

a_о = (h/3)∙(h+3∙h_g)/(h +2∙ h_g) + (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:

М_ІІ = - 4,26 ∙0,35 + 0,19∙0,35 + 18,05∙1,24 = 20,96 кН∙м.

Тогда максимальное краевое давление под подошвой фундамента:

р_max = 300,56 + 20,96/0,107 = 496,45 кПа.

Условие р_max ≤ 1,2R не выполняется, так как Р_max = 496,45 кПа > 1,2∙R = 1,2∙ 392,55 = 471,06 кПа.

II приближение:

Принимаем подушку ФЛ 10 (b =1000 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.

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

R= 400 ּ [1+ 0,125 ּ (1- 1)/ 1 ] + 0,25 ּ18,54∙ ( 2,55 - 2) = 402,55 кПа.

Проверим давление по подошве фундамента с b = 1000 мм и h = 300 мм.

P = (F_υ_0ІІ + G_fІІ+ G_gлІІ + G_gпрІІ)/А_f

F_υ_0ІІ = 200 кН.

Нагрузка от веса фундамента:

G_fІІ = V_f ּ γ_f,

V_f – объем фундамента;

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

V_f = 3ּ0,6ּ0,6ּ1 + 1∙0,6∙0,3 + 1ּ0,3ּ1 = 1,56 м³.

G_fІІ = 1,56ּ24 = 37,44 кН.

Нагрузка от веса грунта

G_gІІ = V_g ּ γ_g,

V_g – объем грунта;

γ_g - удельный вес грунта (γ_g = γ_II^' = 18,54 кН/м³).

Найдем вес грунта справа:

G_gпрІІ = V_gпр ּ γ_g,

где V_gпр = 0,5∙0,4∙1-0,3∙0,1∙1-0,5∙0,3∙1 = 0,02 м³.

Тогда G_gпрІІ = 0,02 ּ 18,54 = 0,37 кН.

Найдем вес грунта слева:

G_gлІІ = V_gл ּ γ_g,

где V_gл = 2,55∙0,5 ∙1-0,3∙2,25∙1-0,5∙0,3∙1 = 0,45 м³.

Тогда G_gлІІ = 0,45 ּ 18,54 = 8,34 кН.

Найдем давление по подошве фундамента:

P = (F_υ_0ІІ + G_fІІ+ G_gпрІІ + G_gлІІ)/А_f = (200 + 37,44 + 0,37 + 8,34)/1∙1 = 246,15 кПа.

Условие р ≤ R выполняется, так как P = 246,15 кПа < R = 402,55 кПа.

Проверим, выполняется ли условие р_max ≤ 1,2R.

р_max = р+М_ІІ/W,

W = b²/6 = 1²/6 = 0,167 м³,

М_ІІ– момент от активного давления грунта:

М_ІІ = М₀ - G_gл e + G_gпрe + E_aּa₀,

где М₀ = 0 кН∙м;

G_gпр = 0,37 кН;

G_gл = 8,34 кН;

е = 0,4 м (расстояние от вертикальной оси до нагрузки, приложенной к подушке)