Вывод по расчету фундамента

Вывод по расчету фундамента

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

Факультет кадастра и строительства

к курсовому проекту

по дисциплине «Основания и фундаменты»

В настоящее время проблема грамотного проектирования, расчета и обустройства фундаментов является очень актуальной, так как правильно выполненные вышеперечисленные работы являются залогом долговечной и надежной работы всей конструкции. Напротив ошибки в расчете и нарушение технологии возведения, могут привести к негативным последствиям, таким как, например, неравномерная осадка, что в свою очередь может спровоцировать образование трещин и преждевременное разрушение здания.

Цель: закрепление теоретических знаний, приобретение практических навыков проектирования фундаментов, знакомство с действующими нормами проектирования и расчетов фундаментов для дальнейшего практического использования при возведении конкретных объектов.

· провести анализ результатов инженерно-геологических и инженерно-геологических изысканий на строительной площадке

· провести анализ проектируемого здания и собрать нагрузки на фундаменты

· подобрать колонны и назначить размеры подколонника

· провести расчёт фундаментов мелкого заложения

Объект исследования — основания фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов.

Предмет исследования — фундаменты.

Фундаментом называется часть здания или сооружения, преимущественно подземная, которая воспринимает нагрузки от сооружения и передает их на естественное или искусственное основание, сложенное грунтами.

Основания — это грунтовая толща, которая воспринимает нагрузки от фундамента и передает их в нижележащие грунтовые слои.

Фундаменты могут быть мелкого и глубокого заложения. В курсовой работе рассматривается фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты. Тип и конструкция фундамента определяется на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом инженерно-геологических условий площадки, вида сооружений, размера и характера нагрузок, производственных возможностей строительной организации.

Проектирование оснований является неотъемлемой частью проектирования сооружения в целом. Требования, предъявляемые к основаниям: обеспечить прочность и эксплуатационных требований к сооружению при недопустимо больших деформациях, минимальная стоимость, трудоемкость и сроки строительства.

Последовательность проектирования оснований и фундаментов: оценка результатов инженерно-геологических изысканий, анализ проектируемого здания, выбор типа основания и фундамента, начиная с привязки здания к строительной площадке.

Основания рассчитывают по двум группам предельных состояний. По первой группе — по несущей способности. По второй группе — по деформациям (по осадкам, прогибам, подъемам и прочее). Целью этих расчетов является невозможность достижения основанием и фундаментом предельного состояния, так как это приводит к нарушению эксплуатационной или даже к невозможности использования здания по назначению.

инженерный геологический фундамент грунт

. Выбор исходных данных

.1Характеристика географического положения, рельеф, климатические условия

Площадка строительства находится в районе города Свердловска (Екатеринбурга).Этот город находиться в умеренном климатическом поясе ;расчетная зимняя температура воздуха -35 º С; температура воздуха в летний период времени +22 º С; в холодный и теплый период года преобладают западные ветра.

Район не относится к сейсмичным.

Город находится во 3 снеговом районе. Снеговая нагрузка 1.8кПа

Нормативная глубина сезонного промерзания для города Свердловска- 1.98м.

1.2 Описание инженерно-геологического строения и литологического состава толщи грунтов строительной площадки

На строительной площадке выполнено 5 скважин глубиной 10 м, расстояния м/д скважинами 55.0 м. В пределах пройденных скважинами грунтов выявлено 4слоя:

· песок средней крупности;

Пласты залегают с небольшим уклоном к горизонту. Горизонт грунтовых вод установлен на абсолютной отметке 25,00. Абсолютная отметка уровня планировки грунта — 28,35. (уровень пола 1-го этажа на отметке 28,50 м)

1.3 Анализ физико-механических характеристик грунтов в порядке их залегания

. По гранулометрическому составу — песок пылеватый.

. По плотности сложения e = 0,60 — средней плотности.

. По степени водонасыщения

— грунт насыщенный водой

4. По сжимаемости E = 8,0 МПа — грунт среднесжимаемый

. По пучинистости — т.к. песок пылеватый, то он склонен к пучению.

. По гранулометрическому составу — песок пылеватый.

. По плотности сложения e = 0,65 — средней плотности.

. По степени водонасыщения

— грунт насыщенный водой

4. По сжимаемости E = 10 МПа — грунт среднесжимаемый

. По пучинистости — т.к. песок пылеватый, то он склонен к пучению.

. По гранулометрическому составу — песок средней крупности.

. По плотности сложения e = 0,60 — средней плотности.

. По степени водонасыщения

— грунт насыщенный водой

4. По сжимаемости E = 25,0 МПа — грунт среднесжимаемый

. По пучинистости — т.к. песок средней крупности, то он не склонен к пучению.

І слой — песок пылеватый, насыщенный водой, среднесжимаемый, средней плотности, склонен к пучению — может служить естественным основанием.

ІІ слой — песок пылеватый, насыщенный водой, среднесжимаемый, средней плотности, склонен к пучению — может служить естественным основанием.

ІІІ слой — песок средней крупности, насыщенный водой, среднесжимаемый, плотный, не склонен к пучению — может служить естественным основанием.

Характеристики физико-механических свойств грунтов записываем в табличной форме (таблица 1).

Наименование грунтаЗаданные характеристикиВычисленные характеристикиМощность слоя, мПлотность грунта ?, т/м 3 Плотность частиц грунта ? s , т/м 3 Природная влажность ?, доли ед.Влажность на пределе текучести ? L , доли ед.Влажность на пределе раскатывания ? Р , доли ед.Коэффициент фильтрации k ф , м/сут.Коэффициент пористости еПлотность скелета грунта ? d , т/м 3 Число пластичности J P , %Показатель текучести J L , доли ед.Коэффициент водонасыщения S r , доли ед.Модуль деформации Е, кПа1234567891011121314Песок пылеватый0,7-4,522,660,069—3.9·10 -4 0,601,6—0,3078000Песок пылеватый3,0-5,522,650,249—1,5·10 -4 0,651,57—1.01510000Песок средней крупности0,7-2,62,052,670,225—3.6·10 -1 0,601,72—1.00125000

Наименование грунтаВычисленные характеристикиДля расчета основанияпо несущей способностипо деформациямУдельный вес ? I , кН/м 3 Угол внутреннего трения ? I , градУдельное сцепление с I , кПаУдельный вес ? II , кН/м 3 Угол внутреннего трения ? II , градУдельное сцепление с II , кПа1151617181920Песок пылеватый2030320303Песок пылеватый 2030420322Песок средней крупности20,5382.020,5401

1.4 Учет морозного пучения грунтов

. Определяем глубину сезонного промерзания

2. Определяем УГВ.

3. Определяем величину

Нагрузки от стен собираем в табличной форме (таблица 3)

Таблица 3 — Нагрузки от стен

Номер фундаментаГрузовая площадь, м 2 Единичная нагрузка, кН/м 2 Коэффициент ослабления нагрузкиНагрузка от стен , кН123451В10830.5162

Здание на строительной площадке располагаем таким образом чтобы оно разместилось между крайними скважинами, а средняя скважина оказалась примерно в середине здания:

Номер вариантаДлина пролета, м Высотные отметки здания, мНагрузка в пролете, кПаL 1 L 2 L 3 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 IIIIII2030.0024.0024.0010.0019.2021.8010.6018.60151212

В соответствии с анализом инженерно-геологических условий строительной площадки за несущий слой принимаем песок пылеватый (насыщенный водой, среднесжимаемый, средней плотности, склонен к пучению — может служить естественным основанием).

Для отапливаемого здания с температурой внутри помещения +14 º С при производстве работ нулевого цикла в летнее время расчётную глубину сезонного промерзания определяем по формуле:

При конструкции пола по грунту принимаем =0,6.

Глубину заложения фундамента под наружную колонну принимаем не менее величины .

С учётом того, что подошва фундамента должна быть размещена в несущем слое на глубине не менее 10 см, глубина заложения фундамента должна быть:

Принимаем глубину заложения фундамента 1,8 м.

Учёт конструктивных особенностей фундамента

Подвалы отсутствуют. С учётом высоты подколонника глубина заложения фундамента из конструктивных особенностей будет равна 1,35 м.( Конструируем плитную часть фундамента. Определяем количество ступеней плитной части по сторонам l и b и высоту плитной части

. Определяем вес фундамента и грунта обратной засыпки на его уступах.

Вес грунта на уступах:

. Определяем суммарную вертикальную нагрузку в уровне подошвы фундамента:

. Определяем сумму моментов относительно центров подошвы фундамента:

. Определим эксцентриситеты в приложении равнодействующей, относительно центра подошвы фундамента:

. Определим давление в уровне подошвы фундамента.

. Уточняем расчётное сопротивление грунта по формуле раздела 4.3, подставив в неё рассчитанные размеры подошвы фундамента b и характеристики грунтов основания конкретного фундамента.

. Проверяем выполнение условий:

. Сравниваем с R. Расхождения между ними не должны превышать 15-20%.

. Построим эпюру распределения напряжения под подошвой фундамента:

Эпюра распределения напряжения

. Определим суммарную нагрузку вертикальную нагрузку на фундамент в уровне обреза:

. Определим площадь подошвы фундамента

. Определим размеры сторон прямоугольного фундамента задаваясь соотношениями сторон:

. Округляем полученные значения l и b до размеров кратных 0,1м

. Конструируем плитную часть фундамента. Определяем количество ступеней плитной части по сторонам l и b и высоту плитной части.

Определение длины и ширины плитной части

. Определяем вес фундамента и грунта обратной засыпки на его уступах.

Вес грунта на уступах:

. Определяем суммарную вертикальную нагрузку в уровне подошвы фундамента:

. Определяем сумму моментов относительно центров подошвы фундамента:

9. Определим эксцентриситеты в приложении равнодействующей, относительно центра подошвы фундамента.

. Уточняем расчётное сопротивление грунта по формуле раздела 4.3, подставив в неё рассчитанные размеры подошвы фундамента b и характеристики грунтов основания конкретного фундамента.

. Определим давление в уровне подошвы фундамента. ex = -1092,96/3425,85=-0,319м

еy = 82,02/3425.85 = 0.02 м

Pср = (336,66+118,59+321,19+134,04)/4 = 227,63 кН d висячей сваи и сваи-оболочки, погружаемых без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, определяют по формуле:

где ?с = 1 — коэффициент условий работы сваи в грунте;

— коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетной сопротивление грунта;

R = 2300 кПа — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

Глубина погружения сваи 6 м.

А = 0,09 м2 — площадь опирания на грунт сваи, м;

u = 1,2 м — наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, м;

hi — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Для определения значений расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи поступают следующим образом:

все слои грунта, которые прорезает свая, начиная от подошвы ростверка, расчленяют на элементарные слои, толщиной не более 2 м;

определяют расстояние Zi, до середины каждого элементарного слоя hi;

для каждого значения Zi, находят значения расчетных сопротивлений fi.

.4 Определение допустимой расчётной нагрузки на сваю

Допускаемая расчетная нагрузка на сваю F определяется по формуле:

где Fd — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;

?k — коэффициент надежности, принимаемый равным 1.4.

Схема к определению несущей способности висячей сваи

5.5 Расчёт свайных фундаментов по несущей способности

.5.1 Расчёт фундамента по оси 1-В

Определяем суммарную нагрузку в уровне обреза ростверка из расчёта фундамента по I группе предельных состояний.

Определяем количество свай в ростверке:

Необходимое количество свай и в свайном фундаменте в первом приближении можно определить по формуле

где NI = 1512 кН — расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента.

Конструктивно принимаем 6 сваи.

Теги: Проектирование и расчет фундаментов Курсовая работа (теория) Строительство

Источник

Расчет ленточного фундамента

Анализ физико-механических свойств инженерно-геологических элементов грунтов. Оценка условий застройки. Выбор сечений и нахождение площадей. Расчет постоянных и временных нагрузок. Конструирование ленточного фундамента. Определение осадки основания.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	15.04.2015
Размер файла	540,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский архитектурно-строительный университет»

Кафедра оснований и фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий

1. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов

1.1 Инженерно-геологический элемент №1

1.2 Инженерно-геологический элемент №2

1.3 Инженерно-геологический элемент №3

1.4 Физико-механические свойства грунтов

2. Оценка инженерно-геологических условий участка застройки

2.1 Определение расчётной глубины промерзания

2.2 Краткая оценка инженерно-геологических условий участка застройки

2.3 Глубина заложения фундамента

3. Нагрузки, действующие в расчётных сечениях

3.1 Выбор расчётных сечений и определение грузовых площадей

3.2 Расчётные постоянные нагрузки действующие на 1 м 2 грузовой площади

3.2.1 Расчётные нагрузки от собственного веса кирпичных стен

3.2.2 Расчётный вес оконных заполнений

3.3 Временная нагрузка

3.3.1 Снеговая нагрузка

3.3.2 Нагрузки на чердачное перекрытие

3.3.3 Нагрузки на междуэтажные перекрытия

3.3.4 Нагрузки на лестничные конструкции

3.5 Расчётные нагрузки, действующие в расчётных сечениях

4. Определение ширины подошвы ленточного фундамента

5. Конструирование ленточного фундамента из сборных элементов

6. Проверка напряжений под подошвой фундамента

7. Определение осадки основания

8. Расчет и конструирование принятого варианта фундаментов для остальных 3-х расчетных сечений

Список использованной литературы

1. Обработка результатов испытаний физико-механических свойств грунтов

Вычисляются необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геотехнической лаборатории, определяется название грунта и его расчетное сопротивление.

ИГЭ№1 представлен песком.

Характеристики, определенные в геотехнической лаборатории:

-плотность грунта: с=1,73 г/см 3 ;

-плотность частиц: с_s=2,66 г/см 3 ;

-удельный вес грунта: г_II=17,1 кН/м 3 ;

-угол внутреннего трения: ц_II=30;

Содержание частиц в %

7,4 + 29,8+41,4 = 78,6 % > 75 %, значит,

тип ИГЭ-1 — песок мелкий, т.к. масса частиц крупнее 0,1мм более 75% по таблице приложений (2.1[1])

-плотность грунта в сухом состоянии определяем по формуле:

-удельный вес твердых частиц:

—удельный вес сухого грунта:

—коэффициент пористости вычисляем по формуле:

Тип песка по плотности сложения определяем по таблице приложений (2.3[1]), песок средней плотности т.к. 0,60 ? е=0,73 ? 0,75.

-определяем пористость по формуле:

-определяем плотность грунта во взвешенном водой состоянии по формуле:

-удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии:

—степень влажности вычисляем по формуле:

Разновидность песка по степени влажности определяем по таблице приложений(2.2[1]), песок маловлажный

-Расчётное сопротивление песка для назначения предварительных размеров подошвы фундамента определяем по таблице приложений (3.1[1]),

-модуль деформации определяем по результатам испытаний грунта штампом

В соответствии с ГОСТ 12374-77 «Грунты. Методы полевого испытания статической нагрузкой» модуль деформации грунта Е вычисляется для прямолинейного участка графика по формуле:

Где v— коэффициент Пауссона;

— приращение давления между двумя точками на осредняющей прямой;

— приращение осадки штампа между теми же точками, соответствующее

ИГЭ№2 представлен песком.

Характеристики, определенные в геотехнической лаборатории:

-плотность грунта: с=1,78 г/см 3 ;

-плотность частиц: с_s=2,65 г/см 3 ;

-удельный вес грунта: г_II=17,6 кН/м 3 ;

-угол внутреннего трения: ц_II=35;

Содержание частиц в %

0,5+4,3+15,7+27,4+15,8 = 63,7 % > 50 %, значит,

тип ИГЭ-2 — песок средней крупности, т.к. масса частиц крупнее 0,25мм более 50% по таблице приложений (2.1[1])

-плотность грунта в сухом состоянии отпределяем по формуле:

-удельный вес твердых частиц:

—удельный вес сухого грунта:

—коэффициент пористости вычисляем по формуле:

Тип песка по плотности сложения определяем по таблице приложений (2.3[1]), песок средней плотности т.к. 0,55 ? е=0,66 ? 0,7.

-определяем пористость по формуле:

-определяем плотность грунта во взвешенном водой состоянии по формуле:

-удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии:

-степень влажности вычисляем по формуле:

Разновидность песка по степени влажности определяем по таблице приложений(2.2[1]), песок маловлажный

-Расчётное сопротивление песка для назначения предварительных размеров подошвы фундамента определяем по таблице приложений (3.1[1]),

-модуль деформации определяем по результатам компрессионных испытаний грунта:

Результаты компрессионных испытаний грунтов

Коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа:

-Модуль деформации по компрессионным испытаниям:

Где — безразмерный коэффициент, учитывающий боковое расширение грунта, для песка

Где — корректировочный коэффициент, определяется по типу грунта. Для песка .

ИГЭ№3 представлен песком.

Характеристики, определенные в геотехнической лаборатории:

-плотность грунта: с=1,8 г/см 3 ;

-плотность частиц: с_s=2,65 г/см 3 ;

-удельный вес грунта: г_II=17,8 кН/м 3 ;

-угол внутреннего трения: ц_II=38;

Содержание частиц в %

2,1+17,1+22,4=41,6 % > 25 %, значит,

тип ИГЭ-3 — песок гравелистый, т.к. масса частиц крупнее 2 мм более 25% по таблице приложений (2.1[1])

-плотность грунта в сухом состоянии определяем по формуле:

-удельный вес твердых частиц:

—удельный вес сухого грунта:

—коэффициент пористости вычисляем по формуле:

Тип песка по плотности сложения определяем по таблице приложений (2.3[1]), песок средней плотности т.к. 0,55 ? е=0,64 ? 0,7.

-определяем пористость по формуле:

-определяем плотность грунта во взвешенном водой состоянии по формуле:

-удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии:

-степень влажности вычисляем по формуле:

Разновидность песка по степени влажности определяем по таблице приложений(2.2[1]), песок маловлажный

-Расчётное сопротивление песка для назначения предварительных размеров подошвы фундамента определяем по таблице приложений (3.1[1]),

-модуль деформации определяем по результатам компрессионных испытаний грунта:

Результаты компрессионных испытаний грунтов

Коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа:

-Модуль деформации по компрессионным испытаниям:

Где — безразмерный коэффициент, учитывающий боковое расширение грунта, для песка

Где — корректировочный коэффициент, определяется по типу грунта. Для песка .

Вид, тип разновидность грунта

Песок средней крупности, средней плотности

Песок гравелистый, средней плотности

Влажность грунта W%

Плотность грунта с, г/см 3

Коэффициент пористости е, д.е.

Угол внутреннего трения ц_II, є

Приведенный модуль деформации Е, кПа

Удельный вес твердых частиц , кН/м 3

Удельный вес сухого грунта , кН/м 3

Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии , кН/м 3

Условное расчетное сопротивление грунта основания, кПа

2. Оценка инженерно-геологических условий участка застройки

2.1 Определение расчётной глубины промерзания

В соответствии с рекомендациями пункта 5.5.4 СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* [2] расчётная глубина промерзания определяется по формуле:

k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на промерзание грунта у наружной стены. Зависит от конструкции пола и температуры в помещении. Определяется по таблице (5.2[2]), k_h = 0,7.

d_fn — нормативная глубина промерзания

где М_t — среднее значение суммы абсолютных среднемесячных отрицательных температур за зиму в районе строительства г. Томск.

d₀ — величина, принимаемая равной для песков средней крупности0,3м.

2.2 Краткая оценка инженерно-геологических условий участка застройки

Участок строительства расположен в г. Киров. Рельеф участка спокойный, с небольшим уклоном на юго-восток. Геологический разрез представлен следующими инженерно-геологическими элементами:

ИГЭ №1 представлен песком мелким средней плотности, маловлажным, толщиной слоя 3,5 м. Обладает следующими характеристиками:

Вывод: ИГЭ №1 может быть использован в качестве естественного основания.

ИГЭ №2 представлен песком средней крупности, средней плотности, маловлажный, толщиной слоя 4,0 м. Обладает следующими характеристиками: е=0,66; S_r=0,44; R₀=400 кПа

Вывод: ИГЭ №2 может быть использован в качестве естественного основания.

ИГЭ №3 представлен песком гравелистым средней плотности, маловлажным, толщина слоя не определена. Обладает следующими характеристиками: е=0,64; S_r=0,46; R₀=500 кПа

Мощность слоя ИГЭ-3 разведочными скважинами не вскрыта.

При назначении глубины заложения фундамента учитываются следующие факторы:

2. Конструктивные особенности здания: подвал, техподполье.

3. Инженерно-геологические условия участка застройки. Слабых слоёв на поверхности не обнаружено.

4. Гидрогеологические условия участка застройки. Грунтовые воды скважинами не вскрыты.

Расчёт оснований производится по двум группам предельных состояний:

· по первой группе предельных состояний (прочности и несущей способности) проверяется прочность конструкций фундаментов и устойчивость сооружений, расчёт производится по расчётным усилиям, определяемым с учётом коэффициентов надёжности по нагрузке y_f > 1.

· по второй группе предельных состояний (по деформациям) определяются размеры фундаментов и их осадки, которые не должны превышать нормативных значений. Расчёт ведётся по расчётным усилиям с коэффициентом надёжности по нагрузке y_f = 1.

3.1 Выбор расчётных сечений и определение грузовых площадей

Расчёт фундаментов производится в четырех сечениях для которых вычисляются расчётные усилия на фундамент.

Определение грузовых площадей:

Сечение 1-1 по наружной самонесущей стене:

Сечение 2-2 по внутренней несущей стене:

Сечение 3-3 по внутренней стене, несущей элементы лестницы:

Сечение 4-4 по наружной несущей стене:

Источник