- Курсовой проект
- Содержание:
- Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
- Краткая характеристика проектируемого здания:
- Определение физико-механических характеристик грунтов строительной площадки.
- Курсовая работа: Основания и фундаменты
- 1. Грунтовые условия строительной площадки
- Определение наименования грунтов по ГОСТ 25100-82
- 4 Слой- глина полутвердая
- 1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке)
- 2.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 2.2.1 Стена по оси «А» без подвала
- 2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала
- 3. Расчет и конструирование свайных фундаментов
- Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверков
- 3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай
- 3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа
- квадратного сечения 0,3х0,3м, длиной 7м. Марка сваи С 7-30, несущая способность Fd =806кН. Ростверки монолитные железобетонные высотой 1,5м. Несущий слой-глина полутвердая с IL =0.27. Оборудование для погружения — паро-воздушный молот одиночного действия ССС-570 с Еd =25.2 кДж. Расчетный отказ-0,004м.
- 3.7 Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции
- Земляные работы должны выполнятся комплексно-механизированным способом в соответствии со СНиП 3.02.07-87. Ширина по дну траншеи с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6м.
- Наружную поверхность фундаментов, стен подвала покрывают двумя слоями горячего битума.
- Заключение
- Список использованной литературы
Курсовой проект
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ В ОТКРЫТЫХ КОТЛОВАНАХ»
Выполнил: студент группы Э21
Проверил: преподаватель кафедры МГрОиФ
Юдина Ирина Михайловна
Содержание:
Краткая характеристика проектируемого здания.
Определение физико-механических характеристик грунтов строительной площадки.
Определение расчетных нагрузок на фундаменты.
Определение глубины заложения ленточного фундамента под наружную и внутреннюю стены 9 — этажного жилого дома.
Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения.
Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
Расчет столбчатого фундамента под внутренний каркас здания.
Проектирование песчаной подушки.
Расчет свайного фундамента 9 — этажного жилого дома.
Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
Расчет отдельно стоящего свайного фундамента под внутренний каркас здания.
Расчет свайного фундамента под наружную стену здания по II группе предельных состояний (по деформациям).
Расчет осадок фундаментов
Расчет осадок свайного фундамента под наружную стену здания методом послойного суммирования (СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»).
Краткая характеристика проектируемого здания:
Назначение здания: жилое
Вариант геологии: 23
Вариант конструкции: 3
Размеры в плане (в осях): 95,2х12,0м
Количество этажей: 9
Высота здания от спланированной отметки поверхности земли до карниза: 30,6м
Условная отметка пола первого этажа выше спланированной отметки земли: 0,6м
Наличие подвального помещения: под всем зданием
Отметка пола подвала: -2,2 м
Конструктивная схема здания:
Наружные стены здания — кирпичные толщиной 640мм
Внутренние стены здания – сборные панели толщиной 120 мм
Внутренний каркас здания – здание с не полным каркасом
Перекрытия — сборные многопустотные железобетонные плиты толщиной 220мм
Покрытие — сборные железобетонные плиты.
Город строительства: Владимир
Определение физико-механических характеристик грунтов строительной площадки.
Для каждого из слоев грунта, вскрытых тремя скважинами, определяем расчетные характеристики.
Слой 1: Растительный слой, насыпь
Глубина отбора монолита, H = 0,5м
Средняя мощность слоя,
Слой 2: Пылевато-глинистый грунт
Удельный вес твердых минеральных частиц, γs = 26,8 кН/м 3
Природная влажность грунта, W = 25,8%
Влажность грунта на границе текучести, WL = 25,1%
Влажность грунта на границе раскатывания, WP = 19,4%
Глубина отбора монолита, Н = 2,3м
Средняя мощность слоя, h = 1,68м
Определяем тип пылевато-глинистого грунта по показателю (числу) пластичности Ip:
Так как IP = 5,7% 1, то разновидность рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – супесь текучая.
Определяем коэффициент пористости e:
Определяем условно — расчётное сопротивление R0 рассматриваемого грунта:
Удельный вес твердых минеральных частиц, γs = 26,8 кН/м 3
Природная влажность грунта, W = 25,4%
Влажность грунта на границе текучести, WL = 23,5%
Влажность грунта на границе раскатывания, WP = 17%
Глубина отбора монолита, Н = 5,0м
Средняя мощность слоя, h = 3,08м
Определяем тип пылевато-глинистого грунта по показателю (числу) пластичности Ip:
Так как IP = 6,5% 1, то разновидность рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – супесь текучая.
Определяем коэффициент пористости e:
Определяем условно — расчётное сопротивление R0 рассматриваемого грунта:
Так как е = 0,7 = 0,7, то для рассматриваемого пылевато-глинистого грунта (супеси текучей) условно-расчётное сопротивление грунта не нормируется.
Слой 4: Пылевато-глинистый грунт
Удельный вес твердых минеральных частиц, γs = 27 кН/м 3
Природная влажность грунта, W = 25%
Влажность грунта на границе текучести, WL = 37%
Влажность грунта на границе раскатывания, WP = 22%
Глубина отбора монолита, Н = 8м
Средняя мощность слоя, h = 3,96м
Определяем тип пылевато-глинистого грунта по показателю (числу) пластичности Ip:
Источник
Курсовая работа: Основания и фундаменты
Название: Основания и фундаменты Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа Добавлен 17:34:02 26 января 2011 Похожие работы Просмотров: 23772 Комментариев: 9 Оценило: 5 человек Средний балл: 4.6 Оценка: неизвестно Скачать | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
№ слоя | Мощность слоя м | Отметка подошвы слоя м | Полное наименование грунта | Физические характеристики | Механические характеристики | |||||||||||
r г/см 3 | w | e | Sr | WL | WP | IP % | IL % | cn КПа | jn град | Е МПа | ||||||
1 | 0.5 | 36,6 | Насыпь | 1,6 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
2 | 3.9 | 33,4 | Супесь пластичная | 1,99 | 2,72 | 0.17 | 0.6 | — | 0,2 | 0,14 | 6 | 0,5 | 14 | 25 | 20 | |
3 | 4,6 | 28,6 | Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой. | 2 | 2,67 | 0.24 | 0.65 | 0,98 | — | — | — | — | 1 | 35 | 30 | |
4 | 7.2 | 21,4 | Глина полутвердая | 1,93 | 2.72 | 0.28 | 0.8 | — | 0.46 | 0.25 | 21 | 0.27 | 50,5 | 18,5 | 19,5 |
1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке)
Строительная площадка имеет спокойный рельеф с абсолютной отметкой 38,2м . Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием слоев. Наблюдается согласное залегание пластов с малым уклоном (i=1-2%). Грунтовые воды залегают на абсолютной отметке 34,8м т.е. на глубине 3,4 от поверхности, и принадлежат к второму слою.
Послойная оценка грунтов:
1-й слой – насыпь, толщиной 1,6 м – как основание не пригоден.
2-й слой – супесь, пластичная. Толщина слоя 3.9 м. Модуль деформации Е=20 МПа указывает на то, что данный слой среднесжимаем и может служить вполне хорошим естественным основанием, R0 =262,5 кПа следовательно супесь средней прочности.
3-й слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой, толщиной 4.8 м . По модулю деформации Е=30 МПа малосжимаем и может служить хорошим естественным основанием, R0 =400 кПа следовательно песок прочный
4-й слой – глина полутвердая, мощность 7.2 м. По показателю текучести ( IL =0.27 3,4 м
в части здания с подвалом: df +2м =3.659м , что >3,4 м
глубину заложения фундамента принимаем не менее df .
2.2 Определение размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундаментов подбираются по формулам сопротивления материалов для внецентренного и центрального сжатия от действия расчетных нагрузок.
При расчете нескальных грунтов давление по подошве фундамента не должно превышать условную критическую нагрузку:
R – расчетное сопротивление грунта основания, рассчитывается по формуле, учитывающей совместную работу сооружения и основания и коэффициенты надежности.
gC 1 и gC 2 – коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП т.3
gC 1 = 1.2 – для пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылева- то-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя.
0,25 1 – то же, залегающих выше подошвы фундамента.
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
Среднее давление по подошве ф-та:
; ;
N0 – нагрузка на фундамент
gmt – среднее значение удельного веса грунта и бетона.
А – площадь подошвы фундамента
для ленточного А= b×1м
для столбчатого А=b 2 м
В данном курсовом проекте для определения размеров подошвы фундамента использован графоаналитический метод решения.
2.2.1 Стена по оси «А» без подвала
d=1.8м; Р =1400/b 2 + 20×1.8=1400/b 2 + 36 = f1 (b)
P | b |
1436 | 1 |
386 | 2 |
191,5 | 3 |
123,5 | 4 |
R | b |
257,64 | 0 |
332,52 | 4 |
Принимаем фундамент ФВ8-1 2700х2400 мм.
bтр = 2,4 м, принимаем b=3м.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента
; ;
R(2,7)= =313,8 кПа
Недогруз 26 %, ни чего не меняем т. к. при других размерах подошвы фундамента не выполняется неравенство Рmax ≤1.2R.
2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала
Р =2700/b 2 + 20×1,8=2700/b 2 + 36 = f1 (b)
P | b |
2736 | 1 |
711 | 2 |
336 | 3 |
204,75 | 4 |
]
R | b |
257,64 | 0 |
332,52 | 4 |
bтр = 3,1м, принимаем b=3,6м, фундамент ФВ11-1 3600х3000мм.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента
; ;
R=1.2·(15,6·3,6+214,7)=357,4 ; P 1
hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м.
hcf – толщина конструкции пола подвала (0.15м)
gcf – расчетное значение удельного веса пола подвала(22 кH/м 3 )
db – глубина подвала
Р =2200/b 2 + 20×4,8=2200/b 2 +96 = f1 (b)
P | b |
1073 | 1,5 |
646 | 2 |
340,4 | 3 |
233,5 | 4 |
кН/м 3
град
R | b |
948,8 | 0 |
1110 | 4 |
bтр = 1,6м, принимаем b=2,1м, фундамент ФВ4-1 2100х1800мм, это наименьший фундамент подходящий под колонны сечением 800х500мм.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента
; ;
R=1.2·(33,6·2,1+790,7)=1033,5 ; P 3
gi – удельный вес i-го слоя грунта .
Нi – толщина i-го слоя.
szg 0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:
P0 = Pcp — szg 0 — дополнительное вертикальное давление на основание
Р – среднее давление под подошвой фундамента.
a — коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков
Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа
0.2×szg = 15,02кПа – условие выполнено
N слоя | hi | Еi | σzp кров. | σzp под. | σzp сред. | σ |
1 | 1,3 | 20000 | 256,5 | 210,84 | 233,67 | 0,0122 |
2 | 1,3 | 20000 | 210,84 | 120,55 | 165,70 | 0,0086 |
3 | 0,4 | 20000 | 120,55 | 111,73 | 116,14 | 0,0019 |
4 | 1,3 | 30000 | 111,73 | 62,82 | 87,28 | 0,0030 |
5 | 1,3 | 30000 | 62,82 | 40,27 | 51,55 | 0,0018 |
6 | 1,3 | 30000 | 40,27 | 27,74 | 34,01 | 0,0012 |
0,0286 |
Осадка не превышает допустимые 8 см.
Эпюра напряжений от собственного веса грунта:
№ | Высота слоя, м | Удельный вес грунта, кН/м 3 | szgi , кН/м 2 | sобщ , кН/м 2 |
1 | 0 | 0 | 0 | |
2 | 1,8 | 19,9 | 35,82 | 35,82 |
3 | 1,4 | 10,75 | 15,05 | 50,87 |
4 | 4,8 | 10,08 | 48,38 | 147,64 |
5 | σzw -6.2м | 10 | 62 | 209,64 |
6 | 7,2 | 19,3 | 138,96 | 348,6 |
gi – удельный вес i-го слоя грунта .
Нi – толщина i-го слоя.
szg 0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента :
P0 = Pср — szg 0 — дополнительное вертикальное давление на основание
Р – среднее давление под подошвой фунадмента.
P0 = 617,7 –76,47=541,23 кПа
a — коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
hi = 0.4b , где b – ширина фундамента
Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков
f(0.2×szg 0 ) и f(szp ) — Сжимаемая толщина Нс = 4,8 м szp =39,94 кПа
Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа
0.2×szg =29,53кПа – условие выполнено
N слоя | hi | Еi | σzp кров. | σzp под. | σсред. | S |
1 | 0,8 | 30000 | 541,23 | 437,314 | 489,27 | 0,0104 |
2 | 0,8 | 30000 | 437,314 | 335,021 | 386,17 | 0,0103 |
3 | 0,8 | 30000 | 335,021 | 153,168 | 244,09 | 0,0065 |
4 | 0,8 | 30000 | 153,168 | 101,751 | 127,46 | 0,0034 |
5 | 0,8 | 30000 | 101,751 | 72,525 | 87,14 | 0,0023 |
6 | 0,8 | 30000 | 72,525 | 52,229 | 62,38 | 0,0017 |
0,0346 |
В связи с отсутствием данных о последующих слоях вычислить осадку в этих слоях не возможно, однако исходя из того, что осадка в слое №14 мала, осадкой последующих слоев можно пренебречь.
Осадка не превышает допустимые 8 см.
Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании.
где:
DS – разность осадок фундаментов в здании
L – расстояние между этими фундаментами
(3,46-2,89)/600 = 0.00095 3
Построение эпюры активного давления грунта на стену подвала
λа =tg 2 =0.49
σас =
2.7 Заключение по варианту фундаментов мелкого заложения
Несмотря на немаленькие недогрузки все фундаменты рациональны и на свайный фундамент переходить нет необходимости, так как залегающие грунты вполне пригодны и для такого варианта фундаментов.
3. Расчет и конструирование свайных фундаментов
В данном проекте необходимо произвести расчет для свайного фундамента:
свайный фундамент в «кусте» ( для внутренних колонн по оси Б)
Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверков
Рассчитываем свайный фундамент под стену «В» с подвалом.
3.1.1. Определение нагрузок.
Нагрузки собираются по I и II предельному состоянию:
I-е пр. сост. где: gf =1.2
II-е пр. сост. где: gf =1
для «куста» по оси Б
N0 11 =2700·1=2700 kH
3.1.2. Назначаем верхнюю и нижнюю отметки ростверка.
3.1.3.Выбираем железобетонную сваю С 7-30.
Тип –висячая, с упором в слой полутвердой глины
С квадратным сечением 0,3х0,3 м, длиной 7м.
3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай
gс – коэффициент условий работы свай в грунте.(1)
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.(3600 кПа)
A – площадь поперечного сечения сваи.(0.09 м 2 )
u – наружный периметр поперечного сечения сваи(1.2 м)
fi – расчетное сопротивление i-го слоя (по боковой поверхности сваи, кПа)
gcr =1; gcf =1 – коэффициенты условий работы грунта, соответственно , под нижним концом сваи и учитывающий влияние способа погружения на расчетное сопротивление грунта.
Nc =Fd /gk , где: gk =1.4 – коэффициент надежности по нагрузке.
Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи
N | hi | gcfi | zi | fi | gcf ·hi· fi |
1 | 0,4 | 1 | 4,6 | 23,2 | 9,28 |
2 | 1,6 | 1 | 5,6 | 57,2 | 91,52 |
3 | 1,6 | 1 | 7,2 | 60,4 | 96,64 |
4 | 1,6 | 1 | 8,8 | 63,2 | 101,12 |
5 | 2,05 | 1 | 10,625 | 55,2 | 113,16 |
где:
Nc I – нагрузка на фундамент в уровне поверхности земли.
Nc – принятая расчетная нагрузка
— коэффициент , зависящий от вида свайного фундамента
=9 – для «куста»
d – размер стороны сечения сваи = 0.3 м
hp – высота ростверка от уровня планировки до подошвы
gmt (20 кН/м 3 )– осредненный удельный вес материала ростверка и грунта на уступах.
1.1– коэффициент надежности
Принимаем число свай равное шести.
3.3.2 Уточнение размеров ростверка в плане
Принимаем прямолинейное расположение свай в фундаменте, расстояние между ними – необходимый минимум 3d (0.9м), расстояние от грани ростверка до грани сваи: с0 =0,3d+0.05=0.14м
Расстояние от центра сваи до края ростверка:
0.5d + c0 = 0.15 + 0.14 =0.29 м.
Общий габарит ростверка: bp = 3d + 2c0 = 0.9 + 2×0.28 = 1.46м.
Принимаем размеры ростверка в плане 1,5х2,5м.
3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента)
Ширина условного фундамента:
b — расстояние между осями крайних свай
d – размер поперечного сечения сваи
l – расстояние от острия сваи до уровня, с которого происходит передача давления боковой поверхностью сваи на грунт.
Ру =(2700+97,88+713+90,34)/9,61=374,7kH/м 2
Ру 3
gi – удельный вес i-го слоя грунта .
Нi – толщина i-го слоя.
szg 0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:
P0 = Pср — szg 0 — дополнительное вертикальное давление на основание
Рср – среднее давление под подошвой фундамента.
P0 =617,7–248,24 =369,46 кПа
a — коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
N слоя | Hi | zi | | i | zp =P0 · |
0 | 0 | 0 | 0,00 | 1 | 369,460 |
1 | 1 | 1 | 0,80 | 0,86 | 317,736 |
2 | 1 | 2 | 1,60 | 0,5628 | 207,932 |
3 | 1 | 3 | 2,40 | 0,3578 | 132,193 |
4 | 1 | 4 | 3,20 | 0,2375 | 87,747 |
5 | 1 | 5 | 4,00 | 0,1658 | 61,256 |
Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков
0.2×szg = 64.8 кПа – условие выполнено
Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа =64,8±5 условие выполнено
hi | Еi | σzp кров. | σzp под. | σzp сред. | S |
1 | 19500 | 369,46 | 317,74 | 343,60 | 0,018 |
1 | 19500 | 317,74 | 207,93 | 262,84 | 0,013 |
1 | 19500 | 207,93 | 132,93 | 170,43 | 0,009 |
1 | 19500 | 132,19 | 87,74 | 109,97 | 0,006 |
1 | 19500 | 87,75 | 61,26 | 74,51 | 0,004 |
0,049 |
S = 0.049×0.8 = 0.039 м =3,9 см
Осадка не превышает допустимые 8 см.
3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа
Глубина погружения сваи Sa от одного удара молота или от работы вибропогружателя в течение 1 минуты называется отказом.
Определяется по формуле:
где: h = 1500 кПа – для ж/б свай
x 2 = 0.2 – коэффициент восстановления
М =0,8 — коэффициент зависящий от грунта под концом сваи.
Еd =1,75·a·N – расчетная энергия удара молота
Еd = 1.75×25×575,76 = 25189,5 Дж=25,2 кДж
N = 575,76 кН – расчетная нагрузка на сваю.
Выбираем паро-воздушный молот одиночного действия СССМ-570:
расчетная энергия удара 27 кДж
масса молота 2,7 т
масса ударной части 1,8т
Высота подъема цилиндра 1,5м
m1 = 27 кН – масса молота
m2 = 15,9 кН — вес сваи
m3 = 0.3 кН – масса подбабка
*
квадратного сечения 0,3х0,3м, длиной 7м. Марка сваи С 7-30, несущая способность Fd =806кН. Ростверки монолитные железобетонные высотой 1,5м. Несущий слой-глина полутвердая с IL =0.27. Оборудование для погружения — паро-воздушный молот одиночного действия ССС-570 с Еd =25.2 кДж. Расчетный отказ-0,004м.
3.7 Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции
Земляные работы должны выполнятся комплексно-механизированным способом в соответствии со СНиП 3.02.07-87. Ширина по дну траншеи с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6м.
Наружную поверхность фундаментов, стен подвала покрывают двумя слоями горячего битума.
Заключение
Выполнив курсовой проект я научился рассчитывать как фундаменты мелкого заложения, так и свайные фундаменты.
После проведенных расчетов как основной вариант принимаем фундаменты мелкого заложения:
После проведенных расчетов принимаем фундаменты:
-по оси «А»( в бесподвальной части здания) – сборный под колонны ФВ8-1 2,7х2,4м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.
-по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) – сборный под колонны ФВ10-1 3,3х3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки –1800 мм.
-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.
-по оси «Г» (в подвальной части здания) – ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки – ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.
Как второй вариант строительства можно принят свайный фундамент, со сваями длиной 7м марки С7-30.
Список использованной литературы
1. Механика грунтов, основания и фундаменты( методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 1202) ДВГТУ 1984. г.Владивосток
2. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1990
3. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Стройиздат 1988
Источник