Файл: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Основания и фундаменты Вариант 4 (при наличии).docx
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 609
Скачиваний: 34
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
кН/м3 
МПа;
3 слой – суглинок пылеватый,
м, 
кН/м3 
МПа;
ширина подошвы фундамента
м;
глубина заложения подошвы фундамента
м;
среднее давление под подошвой
кПа;
грунтовые воды на глубине 3,6 м.
1. Вертикальное напряжение от веса грунта на уровне
подошвы фундамента
кПа;
подземных вод
кПа;
подошвы 2 слоя
кПа;
кровли 3 слоя
кПа;
подошвы 3 слоя
кПа.
2. Принимаем толщину элементарного слоя
м.
3. Дополнительное давление под подошвой фундамента
кПа.
Расчет осадки приведен в форме таблицы, где коэффициент α определяется по табл. 5.8 СП 22.13330.2016 «Основания и фундаменты».
Таблица 1 – Расчет осадки сборно-монолитного фундамента
ΣSi = 24‧10-3м = 24 мм
S = ΣSi < Su = 100 мм
Рисунок 6 - Расчетная схема осадки ленточного фундамента
6. Расчет столбчатых фундаментов мелкого заложения
Здание имеет коридорный тип планировочного решения с неполным поперечным каркасом и с подвалом, размерами
.
– нормативная 3200 кН
– расчетная 3790 кН
6.1. Определение размеров подошвы фундамента
Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом = 18,9 кН/м3 и коэффициентом пористости е = 0,622.
Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком, Rо = 0,22 МПа.
При hк = 400 мм принимаем hs= 0,6 м, толщина подстаканника 0,3 м, фундаментную плиту из трех ступеней по 0,5 м каждая:
hf = 0,6 +0,3 +1,5 = 2,4 м.
Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента:
d = db+ hрр + hf = 1 + 0,1 + 2,4 = 3,5 м.
Так как высота фундамента больше 1,9 м, по конструктивным соображениям размер подстаканника фундамента принимаем 900×900.
A = N / (R - md) = 3,200/ (0,22 – 0,02 3,5) = 21,33 м2;
Размеры фундамента A = b ℓ = 4,61 4,61 = 21,25 м2.
Расчетное сопротивление грунта основания при b = 4,61 м.
Принимаем R= 330 кПа.
Площадь подошвы фундамента
A = N / (R - md) = 3,200/ (0,33 – 0,02 3,5) = 12,3 м2;
Принимаем монолитную плиту A = b ℓ = 3,51 3,51 = 12,3 м2.
4,61 – 3,51 = 1,1, что больше 10%.
Расчетное сопротивление грунта основания
R = 1,2 ∙ (5,449 ∙ 3,51 + 245,2) = 317 кПа.
A = N / (R - md) = 3,200/ (0,317 – 0,02 3,5) = 12,9 м2;
A = b ℓ = 3,5 3,5 = 12,25 м2.
3,51– 3,5 = 0,01, что менее 10%
Расчетное сопротивление грунта основания
R = 1,2 ∙ (5,449 ∙ 3,5 + 245,2) = 317,2 кПа.
Вес фундаментной плиты
Gf=Ahp
= (12,25 + 7,29 + 3,61) ∙ 0,4 ∙ 0,024 = 0,2 мН.
Вес стакана под колонну
Gs = 0,9 0,9 0,9 0,024 = 0,017 мН
Вес грунта на обрезах фундамента
Среднее давление под подошвой фундамента
Р = 317 кПа < R= 317,2 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 1 % < 10 %, следовательно, фундамент запроектирован рационально.
Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 3,5 × 3,5 м с высотой hп = 0,5 м.
Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N= 3,790 мН.
От веса фундамента Gf = 1,1∙(0,065+0,015) = 0,2365 мН,
От грунта на уступах фундамента Gq = 1,15 ∙ 0,17 = 0,2 мН.
Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок
.
6.2. Конструирование столбчатого фундамента
Конструирование жесткого столбчатого фундамента производится на основании результатов расчёта с соблюдением нормативных требований.
Схема монолитного железобетонного столбчатого жесткого фундамента стаканного типа приведена на рисунке 7.
Рисунок 7 - Схема монолитного железобетонного столбчатого жёсткого фундамента стаканного типа
6.3. Расчет осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя
Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2,
Ро = Р -
d= 345 – 18,9 3,5 =278 кПа,
b=3,5 м,
Грунтовые условия – по заданию.
II слой – суглинок легкий с коэффициентом Пуассона ν = 0,18.
При глубине заложения фундамента 3,5 м
h = 4,8 – 3,5 = 1,3 м
Определяем коэффициент эквивалентного слоя Аωm= 1,01 (табл. 3, 4 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»).
Толщина эквивалентного слоя hэ= Аωmb = 1,01·3,5=3,535 м.
Мощность сжимаемой толщи Нс=2 hэ=2·3,535=7,07 м.
При глубине заложения подошвы фундамента d=3,5 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций ЕII=30 МПа, EIII=27 МПа.
Рисунок 8 - Расчётная схема осадки фундамента методом эквивалентного слоя
Относительные коэффициенты сжимаемости для:
- второго слоя при νII= 0,18;
;
МПа-1.
- третьего слоя (глина пылеватая, комковая, полутвердая)
νIII= 0,12;
;
МПа-1.
- средний относительный коэффициент сжимаемости:
Конечная осадка фундамента:
=278 · 3,535 · 3,4 · 10-5 = 0,0334 м = 3,34 см
Проверка условия
S= 3,34 см < Su =10 см – условие удовлетворяется.
6.4. Расчет конечных осадок фундаментов с учетом их взаимного влияния
Исходные данные:
1. Фундаменты сборные железобетонные под колонны квадратной формы размером 2,1х2,1м; глубина заложения подошвы d = 3,5 м.
2. Дополнительное давление по подошвам фундаментов po = 278 кПа.
3. Грунт основания –слой суглинка (v = 0,18), относительный коэффициент сжимаемости mv = 3,1*10-5 кПа.
Определить осадку фундаментов с учетом их взаимного влияния согласно расчетной схеме на рис. 1.
Мощность эквивалентного слоя по формуле
где:
при v = 0,18, n = l/b = 1 по таблице 4.
Собственная осадка фундамента по формуле
Дополнительная осадка фундамента Sд от загружения соседнего определяется по методу угловых точек. Центральная точка
F рассматриваемого фундамента 2 является угловой для прямоугольников загрузки ACFD-I и ACFD-II, прямоугольник BCFE загружен фиктивно.
Рисунок 9 - Расчетная схема к определению осадки фундаментов с учетом их взаимного влияния
Дополнительная осадка в точке F фундамента 2 от загружения фундамента 1.
где:
– соответственно осадки угловой точки F прямоугольников Iи II.
Для прямоугольников I: n = l/b = 7,05/1,05 = 6,7;коэффициент эквивалентного слоя для угловой точки при v = 0,2 по табл. 4 по формуле
Мощность эквивалентного слоя
Для прямоугольников II: n = l/b = 4,95/1,05 = 4,7;
Полная осадка фундаментов под колонны с учетом их взаимного влияния
S = SS + Sд =1,8 + 0,19 = 1,99 см.
7. Проектирование котлована
1. Размеры здания в плане LхB = 36х18 м.
2. Глубина заложения подошвы фундамента d = 1,4 м.
3. Грунт основания тугопластичный суглинок.
4. Ширина сборного ленточного фундамента b = 2,4.
Требуется разработать рабочие чертежи котлована здания.
Ширина прохода между основанием откоса и фундаментом aпринимается 0,8 м.
Размеры дна котлована в плане:
- длина
Lд =L + 2(a+b/2) = 36+ 2(0,8 + 1,2) = 40 м;
- ширина
Bд =B + 2(a+b/2) = 18+ 2(0,8 + 1,2) = 22 м;
Глубина котлована в точках 1, 2, 3, 4:
h1 = 92,65 - 91,17= 1,48 м;
h2 = 92,7 - 91,17= 1,53 м;
h3 = 92,9 - 91,17= 1,73 м;
h4 = 92,85 - 91,17= 1,68 м.
Размеры котлована поверху:
- длина по осиА
LvА =Ld + Z1 + Z4 = 40 + 0,74 + 0,84 = 41,58 м.
где: заложения Z определяются по крутизне естественного откоса h/Z = 1/0,5 по табл. 5учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»:
Z1= 0,5h1 = 0,5 · 1,48 = 0,74 м;
МПа;3 слой – суглинок пылеватый,
м, кН/м3 МПа;ширина подошвы фундамента
м;глубина заложения подошвы фундамента
м;среднее давление под подошвой
кПа;грунтовые воды на глубине 3,6 м.
1. Вертикальное напряжение от веса грунта на уровне
подошвы фундамента
кПа;подземных вод
кПа;подошвы 2 слоя
кПа;кровли 3 слоя
кПа;подошвы 3 слоя
кПа.2. Принимаем толщину элементарного слоя
м.3. Дополнительное давление под подошвой фундамента
кПа.Расчет осадки приведен в форме таблицы, где коэффициент α определяется по табл. 5.8 СП 22.13330.2016 «Основания и фундаменты».
Таблица 1 – Расчет осадки сборно-монолитного фундамента
| Толщинаслоя, м | Расстояние от подошвы до слоя Z | ζ =  | α | Давление на слой σzp= α‧Pа, кПа | Среднее давление σzр,i, кПа | Еi, кПа | Осадка элементарного слоя, мм Si=β  |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 235,5 | | 30 ‧ 103 | |
| 0,92 | 0,92 | 0,80 | 0,871 | 205,1 | 220,3 | 5,40 | |
| 0,92 | 1,84 | 1,60 | 0,642 | 151,2 | 178,1 | 4,37 | |
| 0,92 | 2,76 | 2,40 | 0,477 | 112,3 | 131,7 | 3,23 | |
| 0,44 | 3,20 | 2,95 | 0,400 | 94,2 | 103,2 | 1,76 | |
| 0,48 | 3,68 | 3,2 | 0,374 | 88,1 | 91,15 | 27 ‧ 103 | 0,75 |
| 0,92 | 4,60 | 4,00 | 0,306 | 72,1 | 80,1 | 2,18 | |
| 0,92 | 5,52 | 4,80 | 0,258 | 60,7 | 66,4 | 1,81 | |
| 0,92 | 6,44 | 5,60 | 0,223 | 52,5 | 56,6 | 1,54 | |
| 0,92 | 7,36 | 6,40 | 0,196 | 46,1 | 49,3 | 1,34 | |
| 0,92 | 8,28 | 7,20 | 0,175 | 41,2 | 43,6 | 1,18 | |
| 0,92 | 9,20 | 8,00 | 0,158 | 37,2 | 39,2 | ΣSi = 23,56 | |
| 0,92 | 10,12 | 8,80 | 0,143 | 33,6 | 35,4 |
ΣSi = 24‧10-3м = 24 мм
S = ΣSi < Su = 100 мм
Рисунок 6 - Расчетная схема осадки ленточного фундамента
6. Расчет столбчатых фундаментов мелкого заложения
Здание имеет коридорный тип планировочного решения с неполным поперечным каркасом и с подвалом, размерами
.– нормативная 3200 кН
– расчетная 3790 кН
6.1. Определение размеров подошвы фундамента
Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом = 18,9 кН/м3 и коэффициентом пористости е = 0,622.
Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком, Rо = 0,22 МПа.
При hк = 400 мм принимаем hs= 0,6 м, толщина подстаканника 0,3 м, фундаментную плиту из трех ступеней по 0,5 м каждая:
hf = 0,6 +0,3 +1,5 = 2,4 м.
Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента:
d = db+ hрр + hf = 1 + 0,1 + 2,4 = 3,5 м.
Так как высота фундамента больше 1,9 м, по конструктивным соображениям размер подстаканника фундамента принимаем 900×900.
A = N / (R - md) = 3,200/ (0,22 – 0,02 3,5) = 21,33 м2;
Размеры фундамента A = b ℓ = 4,61 4,61 = 21,25 м2.
Расчетное сопротивление грунта основания при b = 4,61 м.
Принимаем R= 330 кПа.
Площадь подошвы фундамента
A = N / (R - md) = 3,200/ (0,33 – 0,02 3,5) = 12,3 м2;
Принимаем монолитную плиту A = b ℓ = 3,51 3,51 = 12,3 м2.
4,61 – 3,51 = 1,1, что больше 10%.
Расчетное сопротивление грунта основания
R = 1,2 ∙ (5,449 ∙ 3,51 + 245,2) = 317 кПа.
A = N / (R - md) = 3,200/ (0,317 – 0,02 3,5) = 12,9 м2;
A = b ℓ = 3,5 3,5 = 12,25 м2.
3,51– 3,5 = 0,01, что менее 10%
Расчетное сопротивление грунта основания
R = 1,2 ∙ (5,449 ∙ 3,5 + 245,2) = 317,2 кПа.
Вес фундаментной плиты
Gf=Ahp
= (12,25 + 7,29 + 3,61) ∙ 0,4 ∙ 0,024 = 0,2 мН.
Вес стакана под колонну
Gs = 0,9 0,9 0,9 0,024 = 0,017 мН
Вес грунта на обрезах фундамента
Среднее давление под подошвой фундамента
Р = 317 кПа < R= 317,2 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 1 % < 10 %, следовательно, фундамент запроектирован рационально.
Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 3,5 × 3,5 м с высотой hп = 0,5 м.
Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N= 3,790 мН.
От веса фундамента Gf = 1,1∙(0,065+0,015) = 0,2365 мН,
От грунта на уступах фундамента Gq = 1,15 ∙ 0,17 = 0,2 мН.
Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок
.6.2. Конструирование столбчатого фундамента
Конструирование жесткого столбчатого фундамента производится на основании результатов расчёта с соблюдением нормативных требований.
Схема монолитного железобетонного столбчатого жесткого фундамента стаканного типа приведена на рисунке 7.
Рисунок 7 - Схема монолитного железобетонного столбчатого жёсткого фундамента стаканного типа
6.3. Расчет осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя
Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2,
Ро = Р -
d= 345 – 18,9 3,5 =278 кПа,b=3,5 м,
Грунтовые условия – по заданию.
II слой – суглинок легкий с коэффициентом Пуассона ν = 0,18.
При глубине заложения фундамента 3,5 м
h = 4,8 – 3,5 = 1,3 м
Определяем коэффициент эквивалентного слоя Аωm= 1,01 (табл. 3, 4 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»).
Толщина эквивалентного слоя hэ= Аωmb = 1,01·3,5=3,535 м.
Мощность сжимаемой толщи Нс=2 hэ=2·3,535=7,07 м.
При глубине заложения подошвы фундамента d=3,5 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций ЕII=30 МПа, EIII=27 МПа.
Рисунок 8 - Расчётная схема осадки фундамента методом эквивалентного слоя
Относительные коэффициенты сжимаемости для:
- второго слоя при νII= 0,18;
; МПа-1.- третьего слоя (глина пылеватая, комковая, полутвердая)
νIII= 0,12;
; МПа-1.- средний относительный коэффициент сжимаемости:
Конечная осадка фундамента:
=278 · 3,535 · 3,4 · 10-5 = 0,0334 м = 3,34 смПроверка условия
S= 3,34 см < Su =10 см – условие удовлетворяется.
6.4. Расчет конечных осадок фундаментов с учетом их взаимного влияния
Исходные данные:
1. Фундаменты сборные железобетонные под колонны квадратной формы размером 2,1х2,1м; глубина заложения подошвы d = 3,5 м.
2. Дополнительное давление по подошвам фундаментов po = 278 кПа.
3. Грунт основания –слой суглинка (v = 0,18), относительный коэффициент сжимаемости mv = 3,1*10-5 кПа.
Определить осадку фундаментов с учетом их взаимного влияния согласно расчетной схеме на рис. 1.
Мощность эквивалентного слоя по формуле
где:
при v = 0,18, n = l/b = 1 по таблице 4.Собственная осадка фундамента по формуле
Дополнительная осадка фундамента Sд от загружения соседнего определяется по методу угловых точек. Центральная точка
F рассматриваемого фундамента 2 является угловой для прямоугольников загрузки ACFD-I и ACFD-II, прямоугольник BCFE загружен фиктивно.
Рисунок 9 - Расчетная схема к определению осадки фундаментов с учетом их взаимного влияния
Дополнительная осадка в точке F фундамента 2 от загружения фундамента 1.
где:
– соответственно осадки угловой точки F прямоугольников Iи II.Для прямоугольников I: n = l/b = 7,05/1,05 = 6,7;коэффициент эквивалентного слоя для угловой точки при v = 0,2 по табл. 4 по формуле
Мощность эквивалентного слоя
Для прямоугольников II: n = l/b = 4,95/1,05 = 4,7;
Полная осадка фундаментов под колонны с учетом их взаимного влияния
S = SS + Sд =1,8 + 0,19 = 1,99 см.
7. Проектирование котлована
1. Размеры здания в плане LхB = 36х18 м.
2. Глубина заложения подошвы фундамента d = 1,4 м.
3. Грунт основания тугопластичный суглинок.
4. Ширина сборного ленточного фундамента b = 2,4.
Требуется разработать рабочие чертежи котлована здания.
Ширина прохода между основанием откоса и фундаментом aпринимается 0,8 м.
Размеры дна котлована в плане:
- длина
Lд =L + 2(a+b/2) = 36+ 2(0,8 + 1,2) = 40 м;
- ширина
Bд =B + 2(a+b/2) = 18+ 2(0,8 + 1,2) = 22 м;
Глубина котлована в точках 1, 2, 3, 4:
h1 = 92,65 - 91,17= 1,48 м;
h2 = 92,7 - 91,17= 1,53 м;
h3 = 92,9 - 91,17= 1,73 м;
h4 = 92,85 - 91,17= 1,68 м.
Размеры котлована поверху:
- длина по осиА
LvА =Ld + Z1 + Z4 = 40 + 0,74 + 0,84 = 41,58 м.
где: заложения Z определяются по крутизне естественного откоса h/Z = 1/0,5 по табл. 5учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»:
Z1= 0,5h1 = 0,5 · 1,48 = 0,74 м;