Что такое вариантное проектирование фундаментов

Вариантное проектирование фундаментов здания

Главная > Реферат >Строительство

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 R 0

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

10. Защита свайного фундамента и подземных частей здания от грунтовых вод

Целью курсового проекта по дисциплине «Основания и фундаменты» является ознакомление с принципами проектирования оснований и фундаментов и закрепление теоретических знаний. Тематика проектирования отвечает учебным задачам подготовки инженеров и увязана с решением практических вопросов – выполнением проектов фундаментов сооружений.

В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать 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.

1. Анализ конструктивного решения сооружения и определение расчетных нагрузок на фундаменты

1.1. Изучение особенностей объемно-планировочного решения и технологического процесса в здании

— функциональное назначение здания: детская библиотека;

— габариты здания: длина здания 9 м, ширина здания 18 м, высота здания 4,2 м;

-материалы конструкций: стены кирпичные: наружные — толщиной 640 мм, перекрытия – сборные железобетонные панели толщиной 220 мм; перегородки – гипсокартонные толщиной 100 мм;

-здание с подвалом между осями А-Б, отметка пола в подвале — 2,1 м;

— тепловой режим здания: температура воздуха внутри здания в пределах 20-23 о С;

— район строительства – Вологодская область.

1.2. Определение степени ответственности здания

По степени ответственности выделяют 3 класса объектов:

Класс I — здания и сооружения, имеющие народнохозяйственное назначение, а также социальные объекты, требующие повышенной надежности (ТЭС, АЭС, телебашни и.т.д.);

Класс III — складские здания (без процесса сортировки и упаковки), одноэтажные жилые здания, временные здания и сооружения;

Класс II — промышленные и гражданские здания, не входящие в классы I и III, с коэффициентом надежности по назначению = 0,95.

Данное здание относится ко II классу ответственности.

1.3.Оценка жесткости здания

Все здания по жесткости и характеру деформаций делятся на абсолютно жесткие, абсолютно гибкие и конечной жесткости.

Проектируемое здание относится к зданиям конечной жесткости, а потому высокочувствительно к неравномерным осадкам. Здание при неравномерном сжимании основания может получить дополнительные усилия в конструкциях, которые не смогут полностью их воспринять, может произойти смещение конструкции, искривление и др.

Предельные относительные деформации:

-относительная разность осадок =0,002

-максимальная осадка =8 см.

Меры по снижению чувствительности здания к неравномерным деформациям:

Увеличения жесткости за счёт применения жёстких соединений несущих конструкций;

проектирование сооружений компактных в плане без выступов их пристроек;

для выравнивания давлений рекомендуется внутренние стены делать сквозными на всю ширину или длину здания, простенки и проёмы делать одинаковой ширины и высоты, распределяя их равномерно, продольные и поперечные стены располагать симметрично;

устройство монолитных фундаментов;

использование армированной кладки и железобетонных армированных поясов.

Для данного здания применяются меры 1 и 5.

1.4. Определение характера нагрузок на фундаменты

Нормативные нагрузки на обрез фундамента:

— для сечения 1-1 Fvо = 300 кН; Fhо = 0 кН; Мо = 100 кН·м.

— для сечения 2-2 Fvо = 200 кН; Fhо = 0 кН; Мо = 0 кН·м.

— для сечения 3-3 Fvо = 100 кН; Fhо = 0 кН; Мо = 0 кН·м.

Fvо — продольная сила; Fhо – поперечная сила; Мо — изгибающий момент.

2. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки

Классификация и оценка состояния грунтов производится в результате сопоставления их физических и механических характеристик с классификационными, приведенными в нормах. Такое сопоставление позволяет оценить свойства грунтов и выявить возможность их использования в основании сооружения.

Паспорт грунтов строительной площадки представлен в задании, в нем указаны нормативные значения основных показателей физических свойств грунтов, определенных в лабораторных условиях:

γ — естественный удельный вес грунта;

γ S — удельный вес частиц грунта;

ω — природная влажность грунта;

ω L — влажность грунта на границе текучести;

ω Р — влажность грунта на границе раскатывания.

2.1. Дополнительные физические характеристики грунтов

используется для классификации пылевато-глинистых грунтов по [1, табл. 1 прил. 1].

Источник

Вариантное проектирование строительных работ

Вариантное проектирование строительных работ используют в разработке проекта, в котором не существует четкого «да» или «нет», начиная от конструктивных решений и положения отдельных элементов конструкций, заканчивая архитектурным стилем целого здания. Вариантное проектирование строительных работ и предпосылки его применения кроются в разработке нескольких вариантов объемно-планировочных или конструктивных схем, одна из которых, после проведения всех технико-экономических расчетов, должна стать базовой. Иными словами, вариантное проектирование строительных работ предполагает выбор оптимального решения для проектируемого объекта, путем сопоставления вариантов архитектурно-строительных решений. Когда необходимо применение вариантного проектирования? Когда нельзя обойтись одним архитектурным или конструктивным решением, к примеру, в проекте Вашего здания (сооружения) разные стены, или разные крыши, или разные конструкции. Вариантное проектирование строительных работ в диапазоне организационно-технологических решений создает группы вариантов, среди которых необходимо найти единственный вариант, включающий, как правило, наиболее эффективное и удобное решение для Заказчика. Давайте рассмотрим вариантное проектирование строительных работ схематично, с отражением всех методик, последовательно превращающихся в эталонное архитектурно-строительное и конструктивное решение для конкретного проекта. Комбинации вариантного проектирования:

• Сбор, анализ и группировка типовых или часто применяемых конструктивных и объемно-планировочных решений. В рамках данного этапа проектирования учитываются капиталовложения в проект. Конечно, гораздо целесообразней внести изменения в планировочные возможности типового проекта, чем создавать их «с нуля». Тоже самое можно сказать про конструктивные решения, включающие изменения параметров и габаритов здания (сооружения). Преимущество этого метода вариантного проектирования строительных работ объяснимо и предсказуемо, по причине экономии денег и времени Заказчика.
• Кроме того, вариантное проектирование строительных работ позволяет решать вопросы технической обеспеченности проекта. Сюда можно включить выбор машин, механизмов и транспорта, которые понадобятся при выполнении всех строительных и монтажных работ. А также способы транспортировки металлоконструкций, используемых в проекте.
• Вариантное проектирование строительных работ включает в себя обоснование и поиск единственного приемлемой методики организации комплексно-механизированных и технологических видов общестроительных работ — земляных, монтажных, гидроизоляционных и так далее. А также состав предстроительных и предпроектных работ, уже выполненных или которые предстоит выполнить.
• В перечень вопросов вариантного проектирования строительных работ попадают схемы размещения путей или рядов автомобильного и пешеходного движения, числовые параметры проекта, коммуникационные и инженерные схемы, с вариантами их размещения, выбор стройматериалов для отделки конструкций, характер освещения объекта, способы производства работ, а также способы организации отдыха работающих на открытом воздухе и другие специфические вопросы, решающиеся варьированием, с целью создания принципиально рационального варианта исполнения проекта.

Вариантное проектирование строительных работ предполагает разработку оптимальных архитектурных, объемно-планировочных и конструктивных и других решений в тесной связи выбора «от общего к частному». Во многих случаях, именно вариантное проектирование строительных работ, помогает Заказчику увидеть свое будущее здание (сооружение) в том единственном виде, где подчеркнуты все его архитектурно-художественные достоинства и конструкционная эстетика. Кроме того, вариантное проектирование строительных работ учитывать и возможное сокращение материальных и трудовых ресурсов, с помощью чего Заказчик сможет сэкономить немалое количество денежных средств. Практика применения вариантного проектирования строительных работ охватывает, также, функционально-технические осложнения исполнения проекта, которые могут привести к ухудшению условий эксплуатации металлоконструкций. Чтобы избежать сомнений и ошибок мы рекомендуем своим Клиентам вариантное проектирование строительных работ, основанное на глубоком, разностороннем анализе всех функционально-технологических, архитектурно-конструктивных и технико-экономических комбинаций проекта. Сравнивая различные варианты проектирования, Вы сможете найти какое-то новое решение, подходящее только Вам! Ждем Ваших звонков!

Источник

44. Вариантное проектирование по выбору типа основания и конструкции фундаментов.

Оценка намеченных для проектируемого сооружения вариантов решений оснований и фундаментов производится путем сравнительного анализа их технико-экономических показателей. Сравниваемые конкурентоспособные варианты должны отвечать условиям сопоставимости, т.е. рассчитаны на одни и те же нагрузки в одних и тех же инженерно-геологических условиях и разработаны с одной и той же степенью детальности проектной проработки. При этом объемы и стоимости работ, одинаковые по сравниваемым вариантам, в анализе можно не учитывать. В то же время, если какой-либо из конкурирующих вариантов содержит дополнительные мероприятия, они должны быть учтены при определении технико-экономических показателей этого варианта. Технико-экономические показатели определяются, как правило, для основания и фундаментов сооружения в целом. Для анализа этих показателей может быть выбрана сопоставимая единица измерения, например, 1 м 2 общей площади сооружения, в простейших случаях – один столбчатый фундамент, фундамент под 1 м стены и т.д. При выборе конкурентоспособных вариантов фундаментов часто оказывается удобным проводить анализ объектов-аналогов проектируемого сооружения, пользоваться нормативными материалами для проектирования оснований и фундаментов типовых зданий и сооружений массового назначения, сметными нормами на части зданий и сооружений и др. Основным стоимостным критерием при выборе проектного решения является показатель приведенных затрат: З = С_с + Е_п (К_б + К_с) + Д, где С_с –себестоимость устройства фундаментов, включающая прямые затраты строительно-монтажной организации, накладные расходы в строительстве и дополнительные затраты на производство работ в зимнее время; Е_п = 0,12 –нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений; К_биК_с –капитальные вложения в основные производственные фонды строительной индустрии; Д –экономическая оценка фактора дефицитности ресурса.

45. Выбор конструкции, материала и размеров фундаментов (глубины заложения, площади подошвы и т.Д.).

При выборе типа фундаментов определяющим является конструктивное решение здания или сооружения. Как правило, для жилых зданий применяются ленточные сборные и монолитные фундаменты, а для промышленных зданий – отдельно стоящие сборные или монолитные фундаменты. В том случае, если несущий слой грунта находится на расстоянии более 3-5 м от поверхности, применяют свайные фундаменты. При неоднородном основании в некоторых случаях для жилых и административных зданий может оказаться более эффективным применение фундаментов в виде перекрестных лент и сплошных плит. По характеру работы под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие фундаменты изготовляют из бута, бутобетона или бетона, т.е. таких материалов, которые хорошо сопротивляются сжатию и плохо – растяжению. Гибкие фундаменты применяются при малой прочности грунтов и при больших нагрузках на подошву фундамента. Выполняются они обычно из железобетона. Глубина заложения фундаментов определяется: 1) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты; 2) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружении, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций; 3) инженерно-геологическими условиями площадки строительства; 4) гидрогеологическими условиями площадки строительства и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений; 5) глубиной сезонного промерзания грунтов. Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки или пола подвала до подошвы фундамента, а при наличии бетонной подготовки – до ее низа. Предварительный выбор размеров подошвы фундаментов зависит от характера действия нагрузки на фундамент и ее величины, от материала фундамента, конструктивных размеров нижней части стены и величины нормативного давления на грунт основания.

Источник