Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Руководство

К разработке курсового проекта на тему

«Проектирование основания и фундаментов под колонны каркаса одноэтажного промышленного здания»

по дисциплине

«Основания и фундаменты»

для студентов направления 08.03.01 «Строительство» (всех форм обучения)

 

Одобрено редакционно-издательским советом СТИ

 

 

Старый Оскол

2018 г.

 

Рецензент – главный инженер проектного управления КМА ПЖС Купров М.О.

 

Разработал: Заведующий кафедрой СЭГМК, профессор Лосев Ю.Г.

Утверждено на заседании кафедры,

протокол № 7  от «26»_февраля 2018 г.

 

Руководство составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Основания и фундаменты» для студентов    направления 08.03.01  «Строительство» всех форм обучения.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Содержание…………………………………………..3

2. Введение……………………………………………...4

3. Форма задания на проектирование…………………5

4. Содержание и порядок разработки курсового

проекта………………………………………………...8

5. Определение физико-механических характеристик грунтов………………………………………………10

6. Глубина заложения фундаментов…………………13

7. Проектирование отдельно стоящих фундаментов.17

8. Расчет осадок отдельно стоящего фундамента

 методом послойного суммирования………………21

9. Определение несущей способности свайного

фундамента методом послойного суммирования...26

10. Расчет крена фундамента…………………………..30

11. Литература…………………………………………..33

12. Приложение I……………………………………….34

13. Приложение II………………………………………45

14. Приложение III……………………………………...51

15. Приложение IV……………………………………...54

16. Приложение V………………………………………58

17. Приложение VI……………………………………...64

18. Приложение VII…………………………………….69

19. Приложение VIII……………………………………72

20. Приложение IX……………………………………...73

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью курсового проектирования по дисциплине

«Основания и фундаменты» является формирование знаний, выработка навыков, умений у студентов по изучению методик проектирования, выполнения расчетов оснований и фундаментов на примере проектирования основания и фундаментов под железобетонные колонны каркаса одноэтажного промышленного здания в соответствии с нормативными требованиями.

Задание на проектирование основано на знании основ смежных дисциплин:

- Сопротивление материалов;

- Инженерная геология;

- Архитектура гражданских и промышленных зданий;

- Строительная механика;

- Механика грунтов;

- Железобетонные конструкции.

Исходные данные приняты в соответствии с результатами разработок курсовых проектов, выполнения лабораторных работ, практических и домашних заданий при изучении выше указанных дисциплинах.

Каждому студенту выдается номер варианта Задания (форму см. ниже в разделе 2), который устанавливает вариант инженерно-геологических условий строительной площадки, а также нагрузки на отдельно стоящие фундаменты под колонны каркаса (см. Приложения VIII, IX).

Нагрузки устанавливаются по обрезу фундамента в уровне защемления крайней или средней колонны в стакане фундамента в виде продольной силы, момента и поперечной силы в плоскости поперечной рамы одноэтажного каркаса. Данные принимаются на основе статического расчета, выполненного студентом при разработке курсового проекта по проектированию железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания. При отсутствии таких данных, численные значения нагрузок на фундаменты принимаются по вариантам, данным в Приложении VIII и по согласованию с руководителем проекта. 

Привязка одноэтажного промздания на схеме строительной площадки произвольная. Геометрические размеры одноэтажного двухпролетного промздания принять в соответствии с курсовым проектом по проектированию одноэтажного железобетонного каркаса. При отсутствии таких данных размер здания в плане 60×36 (м). Климатический район строительства студентом назначается самостоятельно.

Варианты задания на инженерно-геологические условия строительной площадки приведены в Приложении IX. Содержание, объем пояснительной записки и графической части курсового проекта представлены в Задании. Форма и содержание Задания на курсовой проект должно быть первым листом в пояснительной записке и оформлены студентом в следующем виде

 

 

2. ФОРМА ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Старооскольский технологический институт (филиал)

Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета)

Кафедра «Промышленного и гражданского строительства»

 

ЗАДАНИЕ

На курсовой проект по основаниям и фундаментам

Студенту__________________группы__________________

Вариант задания № ___________

Тема: Разработать проект основания и фундаментов каркаса одноэтажного промышленного здания.

За основу выполнения проекта использовать объемно-планировочные и конструктивные решения, принятые студентом в курсовом проекте №1 по дисциплине «Железобетонные конструкции». При отсутствии таких данных размер здания принять 60x36 м, размеры пролетов - 18 м, шаг колонн - 6м.

Геометрическая схема здания:

 

 

При проектировании фундаменты под колонны принимаются для четных номеров заданий - крайние, для нечетных – средние.

Нагрузки на фундаменты от колонн каркаса принять в соответствии со статическим расчетом поперечной рамы, который выполнялся в курсовом проекте №1 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции», либо по номеру варианта (см. Приложение VIII).

Данные инженерно геологических изысканий грунтов основания определяются в соответствии с номером варианта (см. Приложение IX).

 

СОСТАВ ПРОЕКТА

 

Проект включает расчетно-пояснительную записку и графическую часть.

1. Расчетно-пояснительная записка содержит:

- форму и содержание задания на курсовой проект;

  - характеристики грунтовых условий на основании

инженерно-геологических      изысканий, в соответствии с номером варианта задания;

- обработку физических характеристик грунтов и определение классификационных, прочностных и деформационных показателей грунтов;

- геологический разрез площадки;

- определение глубины заложения фундаментов;

- определение нагрузок, действующих на основание и фундаменты;

- определение основных конструктивных размеров фундаментов стаканного типа;

- расчет осадок отдельно стоящего фундамента методом послойного суммирования;

- расчет осадок с учетом взаимного влияния отдельно стоящих фундаментов;

- расчет крена фундамента;

- расчет несущей способности и осадки свайного фундамента под колонну методом послойного суммирования.

 

Пояснительная записка выполняется на 23 – 30 листах формата А4.

 

2. Графическая часть проекта:

- план строительного участка (масштаб 1:500; 1:1000);

 - геологический разрез участка (верт. 1:100, гор. 1:200 или 1:500);

- план фундаментов (масштаб 1:200);

 - чертежи свайного фундамента и фундамента стаканного типа (масштаб 1:10, 1:50);

- схемы определения осадок фундаментов методом послойного суммирования.

 

Проект должен быть выполнен на листе ватмана формата А1. разрешается оформление проекта на компьютере.

 

Срок выполнения проекта _________________________

 

Руководитель проекта ____________________________

 

Задание принял __________________________________

 

 

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Важнейшим вопросом проектирования для всех зданий и сооружений является решение задач по устройству оснований и фундаментов.

В первую очередь, по строительному объекту следует выполнить инженерно-геологические изыскания строительной площадки, для того чтобы иметь ясное представление о напластовании грунтов, знать их физико-механические характеристики для оценки основания и принятия решений по выбору наиболее рациональных фундаментов.

Далее основные задачи сводятся к следующему:

Выбор несущего слоя грунта основания;

Установление глубины заложения конструкции фундамента;

Проектирование геометрических размеров, разработка конструкции фундаментов при действующих нагрузках и граничных условиях;

Проектирование основания по предельным состояниям (по несущей способности и деформациям), с учетом совместной работы оснований, фундаментов, надземной части здания или сооружения.

Основным расчетом оснований является расчет по второй группе предельных состояний (по деформациям). При этом все исходные данные для проектирования оснований принимаются соответствующими второй группе предельных состояний: расчетные нагрузки, напряжения, расчетное сопротивление грунта, физико-механические характеристики грунта.

В соответствии с заданием студент выполняет разработку оснований для двух видов отдельно стоящих железобетонных фундаментов под железобетонные колонны каркаса:

прямоугольных стаканного типа;

свайных, забивных, с ростверком для куста свай.

Проектирование и расчеты по составу задания выполняются на примере одного крайнего или среднего отдельно стоящего фундамента для соответствующей колонны каркаса.

Таблица 5.1

Таблица 5.2

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ФУНДАМЕНТОВ

 

Первоначально необходимо назначить глубину заложения фундамента (см. раздел 5).

Глубина заложения для данного проекта назначается с учетом:

- геологических и гидрогеологических условий строительства;

- климатических (глубина промерзания);

- характера нагрузок, действующих на фундаменты и основание;

- конструктивных особенностей фундамента и здания.

Следует обратить особое внимание, что для данного задания глубина заложения существенно связана с важнейшей конструктивной особенностью определения глубины стакана фундамента и защемления колонны в стакане (не менее 1-1.5 h колонны). Важно также установление минимального защитного слоя бетона от низа опоры колонны в стакане до подошвы фундамента (минимум 20-30 см., в соответствии с требованиями расчета на продавливание). Методики расчетов изложены в справочной и учебной литературе.

Первоначально размеры подошвы определяют как для центрально нагруженного фундамента по принятому расчетному сопротивлению грунта основания (см. раздел 4).

Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента:

                      А = N_oII / (R- γ_mII·d),               (6.1)

 где N_oII -  расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента (в уровне защемления колонны), кН; R - принятое расчетное сопротивление грунта основания, кПа;

γ_mII - осредненное расчетное значение удельного веса грунта и материала фундамента, кН/м³ , обычно принимаемое при наличии подвала 17 кН/м³, при отсутствии подвала - 20 кН/м³; d -глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки, м.

После нахождения площади подошвы размеры фундамента устанавливаются:

- в случае квадратной подошвы ;

- в случае прямоугольной подошвы ,

где η - коэффициент отношения размеров большей стороны l к ширине b: .

Для ленточного (непрерывного) фундамента b= A/ l, т.е. ширина численно равна площади подошвы, если используемая расчетная нагрузка приходится l = 1 м длины фундамента.

Найденные размеры подошвы фундамента округляют с учетом принятой модульности и унификации элементов конструкций, конструируют и рассчитывают фундамент на прочность. По принятым размерам фундамента определяют его объем V_f и вес N_fII = V_f γ _b, где γ _b - удельный вес материала, кН/м³, из которого будет изготовлен фундамент. Расчетный вес грунта над уступами фундамента находят из выражения:

,           (6.2)

где γ ’ _II- удельный вес грунта обратной засыпки кН/м³.

Размеры подошвы фундамента должны быть проверены исходя из условия:

;     (6.3)

где p_II - среднее давление под подошвой фундамента, кПа; N_fII и N _sII - расчетные веса фундамента и грунта на уступах фундамента, кН; l и b - принятые размеры площади подошвы фундамента, м;

R - расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

При наличии действия момента и поперечной силы в уровне защемления колонны расчет размеров подошвы определяется как для внецентренно нагруженного фундамента.

Когда равнодействующая внешних сил какой-либо расчетной комбинации нагружения не проходит через центр тяжести площади подошвы фундамента, тоже размеры подошвы определяют как внецентренно нагруженного элемента.

Расчет внецентренно нагруженного фундамента целесообразно производить в два этапа. Вначале такой фундамент рассчитывается как центрально нагруженный по методике, изложенной выше, включая проверку по условию (6.3). Полученное значение площади подошвы иногда увеличивают на 10...20% и более в зависимости от эксцентриситета внешних сил. Затем последовательным приближением добиваются удовлетворения следующих условий:

для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно одной главной оси инерции подошвы фундамента

;               (6.4)

для максимального давления под углом фундамента

.                (6.5)

Рекомендуется также не допускать отрыва подошвы фундамента от грунта. Это достигается соблюдением условия:

.                    (6.6)

В случае возникновения момента от кранов грузоподъемностью более 500 кН рекомендуется выполнять условие:

.          (6.7)

В общем случае, если момент действует относительно обеих главных осей инерции (рис. 6.1), краевое давление:

,  (6.8) 

где N_II - вертикальная расчетная нагрузка в уровне подошвы фундамента, кН; А - площадь подошвы фундамента, м²; M_xII и M_yII – моменты от данного сочетания расчетных нагрузок относительно соответствующих главных осей инерции площади подошвы фундамента, кН·м; I_x и I_y - моменты инерции площади подошвы фундамента относительно осей x и у, м⁴. Остaльныe обозначения даны на рис.6.1.

 

Рис.6.1. Схема подошвы и эпюры давлений по краям подошвы внецентренно нагруженного фундамента

Значение N _II представляет собой полную нагрузку на основание, т.е.

      N _{II =} N_oII+ N _fII+ N _sII ,              (6.9)

где N_oII - расчетная нагрузка в сечении на отметке поверхности грунта при расчете по II группе предельных состояний, кН; N_fII – расчетный вес фундамента, кН; N_sII - расчетный вес грунта на уступах фундамента, кН.

Применительно к прямоугольной площади подошвы фундамента формула (4.8) приводится к виду:

.     (6.10)

Эксцентриситеты е _x и е _y , м, определяют по формулам:

 и .        (6.11)

В случае, когда момент действует только относительно одной главной оси инерции, что бывает достаточно часто, формула (4.10) принимает вид

,                (6.12)

где е - эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести площади подошвы фундамента, м;

 

            е = М _II/N _I                        (6.13)

l - размер подошвы фундамента (больший) в плоскости действия момента, м.

Проверку давления под кpaeм или углом фундамента обычно производят для двух комбинаций загружения: для максимальной нормальной силы N_{max II} с соответствующим ей М _II и максимального абсолютного значения момента M_{max II} с соответствующей силой N _II. Надо стремиться, чтобы от постоянных и длительных временных нагрузок давление было по возможности равномерно распределено по подошве, чтобы исключить развитие недопустимого крена.

Пример расчета подошвы отдельно-стоящего фундамента приведен в Приложении III.

 

 

Рис.7.1. Схема распределения вертикальных, напряжений в линейно-деформируемом полупространстве.

DL - отметка планировки; NL - отметка поверхности природного рельефа; FL - отметка подошвы фундамента; WL - уровень подзем­ных вод; В.С- нижняя граница сжимаемой толщи; d и d_n - глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и по­верхности природного рельефа; b - ширина фундамента; р - сред­нее давление под подошвой фундамента; р₀ - дополнительное давле­ние на основание; (σ _zg и σ _{zg 0} - вертикальное напряжение от собст­венного веса грунта на глубине Z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; σ _{z р} и σ_zр дополнительное вертикальное напряже­ние от внешней нагрузки на глубине Z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; H _с - глубина сжимаемой толщи.

Примечание. При значительной глубине заложения фундаментов расчет осадки рекомендуется производить с использованием расчет­ных схем, учитывающих разуплотнение грунта вследствие разработки котлована.

7.2. Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента: σ _zр - по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, σ _{zр. c} -  вертикали, проходящей через уг­ловую точку прямоугольного фундамента, определяются по формулам

σ _zр = αp₀;

              σ _{zр. c} = αp₀/4,              (7.1)

α - коэффициент, принимаемый по табл.1.16 (Приложение 1) в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямо­угольного фундамента и относительной глубины, равной: ξ = 2 z / b - при определении σ _{z р} и ξ = z / b- при определении σ _{z р.с}; 

ρ₀= ρ - σ _{zg 0} -  дополнительное вертикальное давление на основание, для фундаментов шириной b ≥10 м принимается ρ₀= ρ;

 ρ - среднее давление под подошвой фундамента;

ρ _{zg 0} вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается ρ _{zg 0} =γ’ d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой

ρ _{zg 0} =γ’ d_n ,где γ’ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и d_n - обозначены на рис.1.

7.3. Дополнительные вертикальные напряжения σ _zpa глубине Z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пре­делах или за пределами рассматриваемого фундамента с дополнитель­ным давлением по подошве, равным р₀) определяются алгебраичес­ким суммированием напряжений σ _{zp. cj} ; в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рис.7.2) по формуле:

                                       (7.2)

Рис.7.2. Схема к определению дополнительных вертикальных напряжений σ _{zp . a} основания рассчитываемого фундамента с учетом влияния соседнего фундамента методом угловых точек

а - схема расположения рассчитываемого 1 и влияющего фундамента 2; б - схема расположения фиктивных фундаментов с указанием знака напряжений σ _{zp . nf} в формуле (7.2) под углом J -го фундамента.

7.4. Дополнительные вертикальные напряжения σ _{zp. nf} на глуби­не Z по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фун­дамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяются по формуле

               (7.3) 

где k - число влияющих фундаментов.

7.5. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта σ _zg на границе слоя, расположенного на глубине Z от подошвы фун­дамента, определяется по формуле

              (7.4)    

где γ ’ - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d_n - обозначение см.рис.7.1;

γ_i и h_i - удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего дей­ствия воды.

При определении σ _zg  в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глуби­ны.

7.6. Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Н_с , где выполняется условие σ _zp=0,2σ _zg (здесь σ _zp - дополнительное вертикальное напряжение на глубине z = Н_с по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; σ _zg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (50 кгс/см ) или такой слой залегает непосредственно ниже глубины z = Н_с, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия σ _zp=0,1σ _zg .

7.7. Осадка основания с использованием схемы линейно-деформируемого слоя определяется по формуле:

,               (7.5) 

где р - среднее давление под подошвой фундамента (для фундамен­тов шириной b < 10 м принимается р = р₀);

b - ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента;

k_c и   k_m - коэффициенты;

п - число слоев, .различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя Н;

k_i и k_{i -1} - коэффициенты, определяемые в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой располо­жены подошва и кровля i -го слоя (соответственно  и   );

Е - модуль деформации i-го слоя грунта.

Примечание. Формула (7.5) служит для определения средней осад­ки основания, загруженного равномерно распределенной по ограниченной площади нагрузкой. Эту формулу допускается применять для определения осадки жестких фундаментов.

Примеры расчетов осадок отдельно стоящих фундаментов см. в Приложении IV, V.

 

 

Рис.8.1. К расчету свайного фундамента

При расчете свайных фундаментов из висячих свай должны выполняться требования расчета по второй груп­пе предельных состояний, т. е. среднее давление под по­дошвой условного фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта R, а осадки не должны превышать допусти­мых. При центрально приложенной нагрузке среднее давление под подошвой условного фундамента определяется из выражения:

              (8.6)       

где п - коэффициент надежности, принимаемый равным 1; N - на­грузка от сооружения на уровне спланированной отметки земли; G ₁ - вес свай; G ₂ - вес грунта в объеме АБВГ; G ₃ - вес роствер­ка; А_усл - площадь условного фундамента, определяемая с помощью осредненного угла внутреннего трения (φ _{II cp}) грунтов, прорезывае­мых сваей:

               (8.7)     

здесь φ _IIn — угол внутреннего трения n-го слоя грунта; l_n — мощ­ность n-го слоя грунта.

При проектировании свайных фундаментов необхо­димо соблюдать следующие конструктивные требования: расстояние между осями висячих свай должно быть в пределах 3÷6 b ( b - ширина квадратной сваи или ди­аметр круглой); расстояние в свету между стволами свай-оболочек должно быть не менее 1 м; минимальное расстояние между осями свай-стоек - 1,5 b; расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи при свобод­ном ее закреплении в ростверк принимается при разме­щении свай: однорядном - не менее 0,2 b + 5 см; двух- и трехрядном - 0,3 b + 5 см и при большем числе рядов - 0,4 b + 5 см.

Ростверки выполняют из монолитного или сборного железобетона. Высота ростверка назначается согласно расчету на продавливание в соответствии с требования­ми норм проектирования железобетонных конструкций по формуле

            (8.8)   

где b - ширина или диаметр сваи; N - усилие, приходящееся на од­ну сваю; k - коэффициент, принимаемый равным 1; R_bt - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.

Примеры расчетов несущей способности и осадки свайного фундамента даны в Приложении VI, VII.

 

 

1. РАСЧЕТ КРЕНА ФУНДАМЕНТА

Фундаменты сооружения получают крен вследствие внецентренного нагружения основания; несимметричной загрузки, окружающей фундамент поверхности грунта, неоднородного напластования грунтов основания.

При внецентренном нагружении фундамента рассматривают раздельно деформации основания от центрально приложенной нагрузки, приводящей к равномерной осадке фундамента, и его поворота от действия момента. Различают два основных случая расчета крена фундаментов или сооружений.

Первый случай - сооружение (несущая конструкция) опирается на отдельный жесткий фундамент. При этом фундамент совместно с сооружением (дымовой трубой, телебашней, водонапорной башней и пр.) поворачивается на определенный угол, тангенс которого называют креном.

Второй случай - жесткое сооружение опирается на несколько фундаментов (бункерные корпуса, здания элеваторов и т.п.). При этом крен сооружения возникает из-за неравномерных осадок отдельных фундаментов.           

А. Первый случай крена фундамента совместно с сооружением (или отдельной его конструкцией). Крен отдельного фундамента i СНиП рекомендует определять по формуле:

,     (9.1)

где Е₀ и ν - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент Пуассона грунта основания (при неоднородном напластовании грунтов значения Е₀ и ν усредняются в пределах сжимаемой толщи Н_с согласно п. 11 прил. 2 СНиП); k_e - коэффициент, принимаемый по табл. 6.14; N _II - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы; е - эксцентриситет; а - диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент; k_m - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундамента по схеме линейно деформируемого полупространства (при использовании расчетной схемы линейно деформируемого полупространства k_m = 1).

Коэффициент Пуассона ν в указанном расчете СНиП рекомендует принимать равным для грунтов: крупнообломочных - 0,27; песков и супесей - 0,30; суглинков - 0,35; глин - 0,42.

Для круглых фундаментов крен:

,            (9.2)

где r - радиус фундамента, м; остальные обозначения те же, что в формуле (9.1).

Если крен фундамента обусловлен неравномерным напластованием грунтов или неравномерной загрузкой прилежащих к фундаменту площадей, то его находят по формуле:

,                                (9.3)

где s ₁ и s ₂ - осадки, подсчитанные около противоположных краев фундамента; L­ - расстояние между точками, в которых определялись осадки.

Литература

1. Ухов С.В. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. Издательство АСВ, М.,2005г.
2. Малышев М. В. Механика грунтов, оснований и фундаментов. АСВ. М. 2006 г.
3. Долматов Б.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты АСВ, 2013 г.
4. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. Стройиздат., Л., 1990 г.
5. Долматов Б.И. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. АСВ, 1999 г.
6. Швецов М.В. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты. М. В.ш., 1997 г.
7. Берлинов М.В. и др. Расчет оснований и фундаментов. Стройиздат., М., 2004 г.
8. Берлинов М.В. Основания и фундаменты. Учебник для ВУЗов. В.ш., М., 1998 г.
9. Шутенко Л.Н., Гильмон А.Д. и др. Основания и фундаменты. Курсовое и дипломное проектирование. Киев, «Высшая школа», 1989 г.
10. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Стройиздат., М., 1995 г.
11. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений СП 50-101-2004 (НИИОСП) Госстроя России.
12. Проектирование и устройство свайных фундаментов СП 50-102-2003 (НИИОПС) Госстроя России.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Табл. 1.1

 

Тип глинистого грунта	Обозначение	Консистенция грунта и ее индекс
глина		твердая              Т полутвердая     ПТ тугопластичная ТП мягкопластичная МП текучепластичная ТКП текучая              ТК
суглинок
супесь		твердая              Т гшастичная       ГШ текучая              ТК

ПРИМЕЧАНИЕ.

Консистенция грунта указывается при помощи индекса на его графическом обозначении.

Табл. 1 .2.

Тип песчаного грунта по крупности зерен и его индекс	Обозначение	Плотность сложения песчаного грунта и ее обозначение (индекс)
песок пылеватый - П песок мелкий     - М песок средний    - С песок крупный   - К песок гравелистый -Г		рыхлый               ∆ средней плотности О плотный              □

ПРИМЕЧАНИЕ. Плотность сложения песчаного грунта указывают при помощи индекса плотности, внутри которого вписывается индекс, указывающий крупность зерен песчаного фунта.

 

 

Табл. 1 .3

Тип крупнообломочного грунта и его индекс	Обозначение
Крупнообломочные окатанные грунты: Гравийный грунт - ГР Галечниковый рунт - ГЛ
Крупнообломочные неокатанные фунты: Дресвяный фунт - Д Щебенистый фунт - Щ

ПРИМЕЧАНИЕ. Наименование крупности фута указывают при помощи индекса на его графическом обозначении.

Табл. 1.4

Наименование грунта	Обозначение	Тип грунтовых условий просадочности
Просадочные грунты (лессы, лессовидные суглинки).		Просадка от собственного веса при замачивании: До 5 см -1 тин; свыше 5 см - II тип.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Тип грунтовых условий по просадочности указывается на графическом обозначении просадочного грунта. 2. При известной величине просадки ее указывают (в см) рядом с типом грунтовых условий, например 1 (3).

Табл. 1.5

Литологические особенности	Обозначение
Заторфованность   Иловатость   Глиностость   Пылеватость   Песчанистость

ПРИМЕЧАНИЕ. Графические обозначения литологических особенностей грунтов наносятся на графическое обозначение грунта с частичным разряжением его штриховки.

Табл. 1.6

Типы крупнообломочных и

Песчаных грунтов

Распределение частиц по крупности в % от веса сухого грунта А. Крупнообломочные   Валунный грунт (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый) масса частиц крупнее 200мм более 50% Галечниковый грунт (при преобладании неокатанных- частиц - щебенистый) масса частиц крупнее 10мм более 50% Гравийный грунт (при преобладании неокатанных- частиц - дресвяный) масса частиц крупнее 2мм более 50% Б. Песчаные   Песок гравенистый масса частиц крупнее 2мм более 25% Песок крупный масса частиц крупнее 0,5мм более 50% Песок средней крупности масса частиц крупнее 0,25мм более 50% Песок мелкий масса частиц крупнее 0,1мм 75% и более Песок пылеватый масса частиц крупнее 0,1мм менее 75%

ПРИМЕЧАНИЕ. Для установления наименования грунта по таблице п.2.1 последовательно суммируется % содержания частиц исследуемого грунта: сначала -крупнее 200мм, затем - крупнее 10 мм, далее - крупнее 2мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в табл. п.2.1

Табл. 1.7

Тип крупнообломочных и песчаных грунтов по степени влажности	Степень влажность Sr
Маловлажные Влажные Насыщенные водой	0<Sr<0,5 0,5 < Sr < 0,8 0,8<Sr<l

Табл. 1 .8

Тип песчаных грунтов

Плотность сложения

 

плотные средней плотности рыхлые Пески гравелистые, крупные и средней крупности с < 0,55 0,55 < е <0,70 е>0.70 Пески мелкие е < 0,60 0,60 < е <0,75 е > 0,75 Пески пылеватые е < 0,60 0,60 < е <0,80 е > 0,80

Табл. 1 .9

Тип пылевато-глинистых грунтов	Число пластичности Ip %
Супеси Суглинки Глины	1 < Ip < 7 7 <Ip< 17 Ip>17

Табл. 1.10

Консистенция пылевато-глинистых грунтов	Показатель текучести IL
Супеси твердые	IL<0
Супеси пластичные	0< IL<1
Супеси текучие	IL>1
Сутлинки и глины твердые	IL<0
Суглинки и глины полутвердые	0< IL <0,25
Суглинки и глины тугопластичные	0,25 < IL <0,50
Суглинки и глины мягкопластичные	0,50 < IL < 0,75
Суглинки и глины текучепластичные	0,75 < IL < 1
Суглинки и глины текучие	IL >1

Табл.п. 1.11

Наимено­вание грунтов	Плоти, частиц грунта ps г/см	Плотность в сухом состоянии pd г/см	Коэфф. пористости е	Удельное сцепление С кПа	Угол внутр. трения φ, град	Модуль дефор­мации Е , Мпа
Песок сред. крупности	2,65	1,46-1,85 1,68	0,48-0,74 0,65	0-3 1	28-39 35	16-52 30
Песок мелкий	2,66	1,42-1,80 1,61	0,52-0,80 0,70	0-4 2	25-37 30	11-45  23
Песок пылеватый	2,67	1,38-1,72 1.55	0,58-0,86 0,75	0-6 3	21-33 26	7-25 11

ЗАЛЕГАНИИ

Табл.п. 1.12

Наименование грунтов	Природ, влаж­ность W %	Плот-ть ρ,г/см	Коэффи­циент пористо­сти е	Удельное сцепление c кПа	Угол внутр. трения φ, град	Модуль дефор­мации Е , МПа	Относит. содерж. растит. остатков Jom
Супесь пластичная	16-27  22	1,77-2,03 1,92	0,56-0,82 0,70	3-21 13	18-25  21	13*	-
Суглинок твердый, полутвердый	17-37 23	1,73-2,01 1,87	0,62-0,91 0,77	17-23 21	17-21 18	5,8-15,3 12,0	-
Суглинок тугопластичный, мягкопластичный	22-42 28	1,68-2,00 1,90	0,69-1,03 0,80	16-23 18	15-20 16	3,5-13,0 10,0	-
Суглинок с примесью растительных остатков	25-60 36	1,64-1,97 1,83	0,73-1,15 0,92	12-32  20	11-27 18	2,8-14,0 7,5	0,06-0,10 0,07
Глина тугопластичная	21-39 30	1,74-1,96 1,86	0,70-1,05 0,89	21-49 32	10-19 15	6,4-18,0 12,0	-
Глина с примесью рас­тительных остатков	33-96  48	1,31,93 1,72	1,02-1,47 1,19	15-40 24	6-22 13	2,2-6,9 5,0	0,06-0,10 0,08

ПРИМЕЧАНИЕ. Таблица составлена по данным лабораторных и полевых исследований.

Табл. 1.13

φ n

Град.

Коэффициенты

φ _n

Град.

Коэффициенты

My Mq Мс My Mq Мс 0 0 1,00 3,14 24 0,72 3,87 6,45 2 0,03 1,12 3,32 26 0,84 4,37 6,90 4 0,06 1,25 3,51 28 0,98 4,93 7,40 6 0,10 1,39 3,71 30 1,15 5,59 7,95 8 0,14 1,55 3,93 32 1,34 6,34 8,55 10 0,18 1,73 4,17 34 1,55 7,22 9,22 12 0,23 1,94 4,42 36 1,81 8,24 9,97 14 0,29 2,17 4,69 38 2,11 9,44 10,80 16 0,36 2.43 5,00 40 2,46 10,85 11,73 18 0,43 2,72 5,31 42 2,88 12,51 12,79 20 0,51 3,06 5,66 44 3,38 14,50 13,98 22 0,61 3,44 6,04 45 3,66 15,64 14,64

Табл. 1.14

Крупнообломочные грунты

Ro, кПа

Галечниковый (щебенистый)

с заполнителем:

песчаным

пылевато-глинистым при

показателе текучести: Il< 0,50

тоже при 0,50 < Il< 0,75

Гравийный (дресвяный) с заполнителем

песчаным

пылевато-глинистым при

показателе текучести: Il< 0,50

тоже при 0,50 < и, < 0,75

 

 

600

 

450

400

 

500

 

400

350

Песчаные

Грунты

 

Ro , кПа, в зависимости от

Плотности сложения

плотные

Средней плотности

крупные

средней крупности

мелкие:

маловлажные

влажные и насыщенные водой

пылеватые:

маловлажные

влажные

насыщенные водой

600 500   400 300   300 200 150

500

400

 

300

200

 

250

150

100

Пылевато-глинистые грунты

е

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСЛОВИЯ РАБОТЫ

Табл. 1 .15

Грунты

коэфф. γ cl

Коэффициент γ c 2 для зданий и

Сооружений с жесткой

Конструктивной схемой при

Отношении длины здания

(сооружения), или его отсека к

Высоте L / H , равном

4 и более 1,5 и менее Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и песчаные грунты, кроме мелких и пылеватых 1,4 1,2 1,4 Пески мелкие: маловлажные и влажные насыщенные водой 1,3  1,25  1.1 1,1 1,0  1,0 1,3 1,2 1,2 Пески пылеватые: маловлажные и влажные  насыщенные водой   1,2 1,1   1,0 1,0   1,2  1,2 Крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем и глинистые грунты с показателем текучести грунта или заполнителя I_L < 0,25 1,2 1,0 1,1 Тоже, 0,25 <I_L< 0,5  То же, при I_L> 0,5 1,1 1,1 1,0 1.0 1,0 1,0

ПРИМЕЧАНИЯ:

1.К сооружениям с жесткой конструктивной схемой относятся сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований, в том числе за счет применения мероприятий, указанных в п. 2.70 б.

2.Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэфф. fa принимается равным единице.

3.При промежуточных значениях L/H коэффициент у_С2 определяется по интерполяции.

КОЭФФИЦИЕНТ α ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСАДКИ ОСНОВАНИЯ

(СНИП 2.02.01 - 83)

Табл. 1.16

m=2z/b	Коэффициент α для фундаментов
	Круглых	Ленточных при η >10
		1	1,4	1,8	2,4	3,2	5
0,0	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,949	0,960	0,972	0,975	0,976	0,977	0,977	0,977
0,8	0,756	0,800	0,848	0,866	0,875	0,879	0,881	0,881
1,2	0,547	0,606	0,682	0,717	0,740	0,749	0,754	0,755
1,6	0,390	0,449	0,532	0,578	0,612	0,630	0,639	0,642
2,0	0,285	0,336	0,444	0,463	0,505	0,529	0,545	0,550
2,4	0,214	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470	0,477
2,8	0,165	0,201	0,260	0,304	0,350	0,383	0,410	0,420
3,2	0,130	0,160	0,210	0,251	0,294	0,329	0,360	0,374
3,6	0,106	0,130	0,173	0,209	0,250	0,285	0,320	0,337
4.0	0,087	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285	0,306
4,4	0,073	0,091	0,122	0,150	0,185	0,218	0,256	0,280
4,8	0,067	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230	0,258
5.2	0,053	0,066	0,091	0,112	0,141	0,170	0,208	0,239
5,6	0,046	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189	0,223
6.0	0,040	0,051	0,070	0,087	0,110	0,136	0,172	0,208
6,4	0,036	0,045	0,062	0,077	0,098	0,122	0,158	0,196
6,8	0,032	0,040	0,055	0,069	0,088	0,110	0,144	0,184
7,2	0,028	0,036	0,049	0,062	0,080	0,100	0,133	0,175
7,6	0,024	0,032	0,044	0,056	0,072	0,091	0,123	0,166
8,0	0,022	0,029	0,040	0,051	0,066	0,084	0,113	0,158
8,4	0,021	0,026	0,037	0.046	0,060	0,077	0,105	0,150
8,8	0,019	0,024	0,034	0,042	0,053	0,070	0,098	0,144
9,2	0,017	0,022	0,031	0,039	0,051	0,065	0,091	0,137
9,6	0,016	0,020	0,028	0,036	0,047	0,060	0,085	0,132
10,0	0,015	0,019	0,026	0,033	0,043	0,056	0,079	0,126
10,4	0,014	0,017	0.024	0,031	0,040	0,052	0,074	0,122
10,8	0,013	0,016	0,022	0,029	0,037	0,049	0,069	0,177
11,2	0,012	0,015	0,021	0,027	0,035	0,045	0,065	0,113
11,6	0,011	0,014	0,020	0,025	0,033	0,042	0,061	0,109
12,0	0,010	0,013	0,018	0,023	0,031	0,040	0,058	0,106

ПРИМЕЧАНИЕ.

1. В табл. обозначено: в - ширина или диаметр фундамента, I -длина фундамента.

2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника с площадью А, значения а принимаются как для круглых фундаментов радиусом

3. Для промежуточных значений m и η коэффициент α определяется по интерполяции.

Табл. 1.17

Сооружения

ТАБЛИЦА РАСЧЕТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПОД НИЖНИМ КОНЦОМ ЗАБИВНЫХ СВАЙ И

Табл. 1 .18

Глубина погружения нижнего конца сваи, м

ТАБЛИЦА РАСЧЕТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗАБИВНЫХ

Табл. 1 .19

Средняя

Глубина

распо­ложения слоя грунта, м

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ II

 

Пример оценки инженерно-геологических

Рис. II .1. План строительной площадки

М 1:1000

                                                                          Таблица II.1

Геологические данные

                                                                                     

Таблица II .2

Исходные значения физических свойств грунтов

Разворачиваем на вертикальную плоскость расстояния между скважинами 1-2-3 и в соответствии с положениями инженерной геологии и данными табл.II.2 строим геологический разрез (рис.II.2).

Определяем показатели свойств грунтов по всем слоям. Исходные показатели, которые определяются лабораторным путем, даны в табл.II.2. классификационные, прочностные и деформационные показатели находим расчетом и по таблицам Приложения I.

Рис. II .2. Геологический разрез

Образец № 2. Взят из второго слоя грунта скважины

№ 1 с глубины 1,5 м. Так как характеристики пластичности  и  для грунта равны нулю, его следует отнести к пескам. Для установления наименования песка по крупности последовательно суммируем процентное содержание частиц различной крупности и сопоставляем эти значения с показателями табл.1.6 (Приложение I).

Вес частиц крупнее 2мм составляет 4%, что менее 25% для гравелистого песка; частиц крупнее 0,5 мм - 4+23=27%, что менее 50% для крупного песка; частиц крупнее 0,25 мм - 4+23+29=56%, что более 50%, а, следовательно, песок имеет наименование – песок средней крупности.

Вычислим коэффициент пористости грунта по (4.1):

.

Согласно табл.1.8(Приложение I) пески средней крупности с коэффициентом пористости е<0,55 относятся к плотным пескам.

Вычислим степень влажности грунта по (4.2):

.

Согласно табл.1.7(Приложение I) пески со степенью влажности 0,5 < 0,8 относятся к влажным.

Следовательно, полное наименование грунта второго слоя – песок средней крупности, плотный, влажный.

По табл.1.11(Приложение I) находим прочностные и деформационные характеристики грунта. Для песка средней крупности при е=0,52 простой интерполяцией находим: удельное сцепление =0,023 кгс/см², угол внутреннего трения =40,9⁰, модуль деформации Е= 420 кгс/см².

По табл.1.14(Приложение 1) для плотного песка средней крупности независимо от влажности условное расчетное давление =5 кгс/см².

Образец № 3. взят из третьего слоя грунта скважины № 2 с глубины 3,3 м. Так как характеристики пластичности  и  для грунта отличны от нуля, его следует отнести к глинистым грунтам.

Для определения наименования глинистого грунта необходимо вычислить по формуле (4.3) число пластичности :

=0,24-0,14=0,1.

Так как 0,07< =0,1 0,17, то согласно табл.1.9 (Приложение I) грунт относится к категории суглинков.

Глинистые грунты должны быть проверены на содержание в них частиц крупнее 2мм. Если этих частиц в грунте по весу 15-25%, то к наименованию грунта добавляется термин «с галькой» или «с гравием»; если этих частиц по весу 25-50% – «галечниковый» или «гравелистый», а при наличии частиц крупнее 2 мм более 50% по весу грунт должен быть отнесен к крупнообломочному. В нашем случае частиц крупнее 2 мм составляют всего 3%, и поэтому добавленного термина наименование грунта не имеет.

Вычисляем показатель консистенции суглинка по формуле (4.4):

Согласно табл.1.10 (Приложение I) суглинки с 0,25< =0,4 0,50 относятся к тугопластичным.

Полное наименование грунта – суглинок тугопластичный.

По формуле(4.1) вычисляем коэффициент пористости:

.

По табл. 1.12(Приложение I) определяем прочностные и деформационные характеристики суглинка для значений =0,4 и е=0,53. Применяя интерполяцию, находим =0,35 кгс/см², =25⁰, Е= 264 кгс/см².

По табл.1.14 (Приложение I) при =0,4 и е=0,53 двойной интерполяцией находим  кгс/см² 2,7 кгс/см².

Образец № 4. Взят из четвертого слоя скважины № 2 с глубины 4,8 м. Так как характеристики пластичности грунта отличны от нуля, то он относится к глинистым.

В результате расчета получаем =0,06, =0,67, е=0,47. Полное наименование грунта – супесь с галькой пластичная. Для нее =0,12 кгс/см², 28⁰, Е= 300 кгс/см², =2,0 кгс/см².

Образец № 5. Взят из пятого слоя грунта скважины № 3 с глубины 6,5 м.

В результате расчета получаем =0,2, =0,15, е=0,75. Полное наименование грунта – глина полутвердая. Для нее =0,54 кгс/см², =19⁰, Е= 210 кгс/см², =2,58 кгс/см².

Значения прочностных и деформационных характеристик грунтов записываем на геологическом разрезе (см. рис.II.2).

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ III.

Пример расчета внецентренно нагруженных фундаментов

Определить размеры подошвы и рассчитать кон­струкцию фундамента под колонну промышленного здания разме­ром 40X80 см (рис. III.1). В основании фундамента залегает песок пылеватый, плотный, насыщенный водой, имеющий удельный вес =0,0185 МН/м³. Угол внутреннего трения и удельное сцепление, определенные на основе лабораторных испытаний образцов грунта, составляют соответственно =28° и с _n =0,0037 МПа. Глубина за­ложения фундамента d=1,2 м. В проектируемом здании подвал отсутствует. На уровне спланированной отметки земли приложена вертикальная сила N'=1,0 МН и момент

М'=0,6 МН·м (от нор­мативных нагрузок). Расчетные значения усилий составляют: N'=1,1 МН, момента М'=0,7 МН·м. Здание имеет длину L=84 м и высоту H = 20,5 м.

Решение. При действии внецентренно приложенной нагрузки форму подошвы фундамента целесообразно назначить в виде пря­моугольника. Зададимся соотношением длины подошвы фундамен­та к его ширине l/ b=1,5.

В первом приближении определим площадь подошвы фунда­мента в предположении, что на него действует только вертикаль­ная центрально приложенная сила. Условное расчетное сопротивле­ние грунта основания составит R₀=0,15 МПа. Тогда ориентировоч­ная площадь фундамента определяется по формуле:

=1,0/(0,15-1,2-0,02) = 7,81 м².

Учитывая, что фундамент является внецентренно нагруженным, увеличиваем размеры фундамента на 20 %. Тогда ориентировочная площадь подошвы фундамента составит А_ф = 9,4 м².

При соотношении l/ b=1,5 получим:

b = = 2,5 м; l = 2,5·1,5=3,75 м.

Назначим размеры подошвы фундамента, выполненного из мо­нолитного железобетона, b×l=2,5×4 м и высоту h'=0,8 м. Най­дем эксцентриситет, создаваемый моментом: е=0,6/1,0=0,6 м.

Вычислим значение 0,03l_к=0,024 м. Значение

е=0,6 м>0,03l_к= 0,024 м, поэтому данный фундамент необходимо рассчитать, как внецентренно сжатый.

Для соотношения L/ H=84/20,5=4,1 по табл. 1.15(Приложение I) найдем зна­чения коэффициентов условий работы = l.l и =l,0. Коэффи­циент k= 1,0.

 

Рис. III .1

 

Для прямоугольного фундамента шириной b=2,5 м найдем рас­четное сопротивление грунта основания, опреде­лив предварительно значения безразмерных коэффициентов (см. табл. 1.13 Приложение 1) =0,98, = 4,93 и = 7,40:

В соответствии с требованиями строительных норм, для вне­центренно нагруженных фундаментов максимальное краевое дав­ление под подошвой фундамента не должно превышать 1,2R = 0,24 МПа.

Найдем вес грунта, лежащего на обрезах фундамента:

G_гр= 0,0185 (2,5·4—1,6·1,2)0,4 = 0,06 МН.

Вес фундамента (см. рис. 2.17):

G_ф = 0,024 (0,8·4·2,5+ 1,6·1,2·0,8) =0,238 МН.

Найдем максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента при внецентренном нагружении по форму­лам:

 МПа;

 МПа.

Проверим выполнение условий:

p_max= 0,22 < 1,2R = 0,24 МПа; p_min= 0,031 > 0;

p_cp = (1+0,06 + 0,238)/2,5·4 = 0,13<R = 0,2 МПа.

Условия выполняются, а недонапряжение по максимальному краевому давлению составляет 8,3 % < 10 %. Следовательно, фунда­мент запроектирован экономично.

Окончательно принимаем в качестве фундаментной подушки монолитную железобетонную плиту размером 2,5x4x0,8 м (см. рис. III.1).

ПРИЛОЖЕНИЕ IV.

Пример расчета осадки фундамента.

 

Определить методом элементарного суммирования, осадку фундамента под колонну каркаса здания. Ширина фундамента b=1,8 м, длина l=1,8 м, глубина зало­жения d=0,9 м. Среднее давление под подошвой фундамента p_cp=0,352 МПа. Грунтовые условия строительной площадки приве­дены в таблице IV.1.

Таблица IV .1.

Решение. Воспользовавшись данными табл. IV.2, определяем удельный вес грунтов первого и третьего слоев, залега­ющих в основании фундамента: γ₁ = ρg = 2000·10 =

=0,02 МН/м³, γ₃ = 2000·10=0,02 МН/м³.

Удельный вес песка первого слоя и суглинка второго слоя с учетом взвешивающего действия воды найдем по формуле:

;

МН/м³;

МН/м³.

Грунт третьего слоя представляет собой глину полутвердую, ко­торая является водоупорным слоем, поэтому в ней взвешивающее действие воды проявляться не будет. Определим ординаты эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле и вспомогательной эпюры 0,2 :

на поверхности земли:

= 0; 0,2 = 0;

на уровне подошвы фундамента:

σ _zg0 = 0,02·0,9 = 0,018 МПа; 0,2 σ _zg0 = 0,004 МПа;

в первом слое на уровне грунтовых вод:

σ _zg1 = 0,02·2,9 = 0,058 МПа; 0,2 σ _zg1 = 0,012 МПа;

на контакте первого и второго слоев с учетом взвешивающего действия воды:

σ _zg2 = 0,058 + 0,01·1=0,068 МПа;  σ _zg2 = 0,014 МПа;

на подошве суглинка с учетом взвешивающего действия воды:

σ _zg3= 0,068+ 0,0094·4,3 = 0,108 МПа; 0,2 σ _zg2 = 0,022 МПа.

Ниже слоя суглинка залегает глина в полутвердом состоянии, являющаяся водоупорным слоем, поэтому к вертикальному напря­жению на кровлю глины добавятся:

гидростатическое давление столба воды, находящегося над гли­ной:

σ_гидр= 0,01·5,3 = 0,053 МПа;

полное давление на кровлю глины:

σ _zg4= 0,053 + 0,108 = 0,161 МПа; 0,2 σ _zg4 = 0,032 МПа;

давление на подошве третьего слоя:

σ _zg5= 0,161 +0,02·3,3 = 0,228 МПа; 0,2 σ _zg5 = 0,045 МПа.

Полученные значения ординат природного напряжения и вспо­могательной эпюры перенесем на геологический разрез (рис. IV.1).

Рис. IV .1

1 - песок средней плотности (γ₁=0,02 МН/м³, h ₁=3,9 м, E ₁=25 МПа); 2 -  су­глинок тугопластичный (γ₂=0.0094 МН/м³, h ₂=4,3 м, E ₂=12 МПа); 3 - глина полутвердая (γ₃=0,02 МН/м³, h ₃ =3,3 м, E₃=20,5 МПа).

Найдем дополнительное давление по подошве фундамента:

Р_д = 0,352 — 0,018 = 0,334 МПа.

Соотношение n= l/ b—1,8/1,8= 1, Чтобы избежать интерполяции по табл. 1.16 (Приложение I), зададимся соотношением m = 0,4, тогда высота элемен­тарного слоя грунта h_i = 0,4·1,8/2 = 0,36 м.

Условие h_i= 0,36<0,4 b = 0,72 м удовлетворяется.

Построим эпюру дополнительных напряжений

(см. рис. IV.1) от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу σ _zp=αρ_{д g} и данные табл. 1.16 (Приложение 1). Вычисления предста­вим в табличной форме (табл. IV.2).

Таблица IV .2

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересе­чения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительного напряже­ния (см. рис. IV.1). По этому же рисунку определяем, что мощность сжимаемой толщи H=5,76 м.

Вычислим осадку фундамента, пре­небрегая различием значений модуля общей деформации на границе слоев грунта, приняв во внимание, что данное предположение не­значительно скажется на результатах расчета:

По табл. 1.17(Приложение IV) для здания данного типа находим предельно до­пустимую осадку s_u=10 см.

В нашем случае s=2,3<s_u= 10 см. Следовательно, расчет осад­ки фундамента соответствует расчету по второй группе предельных состояний.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ V.

Пример расчета осадки при взаимном влиянии фундаментов.

 

Определить методом элементарного суммирования осадку фундамента под колонну размером b×l=2×2 м глубиной заложения d=2,8 м, а также его дополнительную осадку в резуль­тате влияния соседнего фундамента, расположенного на этой же оси на расстоянии 2,6 м и имеющего такие же размеры и глубину зало­жения d=l,2 м. Среднее давление под подошвой первого фундамен­та p_cp=0,41 МПа, второго p_cp=0,48 МПа. Грунтовые условия стро­ительной площадки: 1 - песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м³,

h₁ = 3,6 м, E₁ = 15 МПа); 2 - супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м³, h₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа); 3 - песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м³, h₃ = 2,2 м, E₃ = 32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м³, h₄=3,4 м, E₄=30 МПа). Возводимое здание вы­полнено из железобетонного каркаса с заполнением.

Решение. Определим вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы первого и второго фундаментов:

σ’ _zg0= 0,0185·2,8 = 0,052 МПа;

σ” _zg0 = 0,0185·1_,2 = 0,022 МПа.

Ординаты эпюры природного напряжения и схема расположения фундаментов приведены на рис. 5.1. Дополнительные давления под подошвой первого и второго фун­даментов равны:

p_д1 = 0,41-0,052 = 0,358 МПа; р_д2 = 0,48-0,022 =0,458 МПа.

Соотношение сторон фундаментов n= l/ b=2/2=1. Чтобы избе­жать интерполирования по табл. 1.16 (Приложение I), зададимся значением m = 0,4, тогда высота элементарного слоя грунта h_i = 0,4·2/2=0,4 м.

Проверим выполнение условия h_i≤0,4b: 0,4<0,8 м, следова­тельно, условие выполняется.

Рис . V.1

1 - песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м³, h ₁ = 3,6 м, E ₁ = 15 МПа);

2 - супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м³, h ₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа);

3 - песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м³, h ₃ = 2,2 м, E ₃ = 32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м³, h ₄=3,4 м, E ₄=30 МПа)

Построим эпюру дополнительного вертикального напряжения под подошвой первого фундамента (см. рис. V.1), воспользовав­шись формулой σ _zp=αρ_{д g} и табл. 1.16 (Приложение I). Вычисления представим в таблич­ной форме (табл. V.1).

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим по точке пересе­чения вспомогательной эпюры с эпюрой дополнительных напряжений (см. рис. V.1). По этому рисунку определим и мощность сжимаемой толщи H₁=5,6 м.

Таблица V.1

Вычислим осадку фундамента без учета вли­яния соседнего фундамента:

По табл. 1.17 (Приложение I) для здания, выполненного из железобетонного кар­каса с заполнением, предельно допустимая осадка s_u=8 см. В на­шем случае

s₁=3,1<s_u= 8 см. Следовательно, расчет осадки фундамента удовлетворяет расчету по второй группе предельных состояний.

Рассчитаем осадку первого фундамента с учетом влияния ря­дом расположенного фундамента (см. рис. V.1). Для определения суммарных напряжений под цент­ральной точкой первого фунда­мента воспользуемся методом уг­ловых точек (рис. V.2). Для это­го разобьем загруженную площадь на четыре прямоугольника I, II, III и IV (стороны прямоугольников показаны на рисунке фигурны­ми скобками) и определим соотношения между сторонами каждого прямоугольника: n_I = n_II = 3,6/l =3,6; n_III = n_IV = 1,6/1 =1,6.

Найдем дополнительное напряжение под центральной точкой первого фундамента от действия второго фундамента, предварительно вычислив соотношение m'= z/ b = =1,6/2 = 0,8, где z - разность отметок глубины заложения первого и второго фундаментов (см. рис. V.1):

Из условий симметрии следует, что , поэтому:

= 0,5 (0,88 — 0,859) 0,458 = =0,005 МПа.

Коэффициент  найдем по табл. 1.16(Приложение I) для соотношения n₁ = 3,6 с помощью линейной интерполяции, а коэффициент  - по той же таблице при n_III =l,6 и m'= 0,8.

                                  Рис. V .2

Дополнительные напряжения далее определим для точек, ле­жащих на вертикали под центральной точкой первого фундамента: эти напряжения вычисляли с шагом, равным высоте элементарного слоя, выбранного при расчете первого фундамента, т.е. z=0,4 м.

Вычисления представим в табличной форме (табл. V.2), при этом заметим, что предпоследний столбец этой таблицы характери­зует распределение суммарных напряжений под центральной точкой первого фундамента от совместного действия первого и второго фундаментов.

Таблица V.2

Пользуясь данными табл. V.2, построим суммарную эпюру до­полнительных напряжений (см. рис. V.1). Нижнюю границу сжима­емой толщи найдем по точке пересечения этой эпюры со вспомога­тельной. Мощность сжимаемой толщи составит 7,6 м (см. рис. V.1).

Вычислим осадку первого фундамента, учитывая влияние второго фундамента:

Итак, суммарная осадка первого фундамента

s₂=3,6 см > s₁ = 3,1 см, т. е. первый фундамент испытывает дополнительную осадку под влиянием рядом расположенного фундамента. Однако основное условие расчета по второй группе предельных состояний по-преж­нему выполняется: s₂=3,6 см < s_u =8 см.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ VI.

Пример расчета несущей способности свайного отдельно стоящего фундамента

Рассчитать свайный фундамент под колонну про­мышленного здания на действие центральной нагрузки

N = 1,0 МН. Материал ростверка - бетон класса В25 с расчетным сопротивлени­ем осевому растяжению

R_bt=1,05 МПа. Глубина заложения подош­вы ростверка по конструктивным соображениям принята равной h = 0,8 м. Грунтовые условия стро­ительной площадки: 1 - песок пылеватый (γ₁= 0,0185 МН/м³, h₁ = 3,6 м, E₁ = 15 МПа); 2 - супесь пластичная (γ₂= 0,0195 МН/м³, h₂ = 1,7 м; Е₂=17 МПа); 3 - песок плотный (γ₃=0,0101 МН/м³, h₃ = 2,2 м,

E₃=32 МПа); 4 - суглинок тугопластичный (γ₄ =0.01 МН/м³, h₄=3,4 м, E₄=30 МПа). L/ H=5,1.

Решение. Для заданных грунтовых условий проектируем свайный фундамент из сборных железобетонных свай марки С5,5-30, длиной L = 5,5 м, размером поперечного сечения 0,3x0,3 м и длиной острия l = 0,25 м. Сваи погружают с помощью забивки дизель-мо­лотом.

Найдем несущую способность одиночной висячей сваи, ориенти­руясь на расчетную схему, показанную на рис. 6.1, а и имея в ви­ду, что глубина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 5 см.

Рис. VI .1

 

Площадь поперечного сечения сваи A =0,3·0,3=0,09 м², периметр сваи u = 0,3·4=1,2 м.

По табл. 1.18 (Приложение I) при глубине погружения сваи 6,5 м для песка мелкого, интерполируя, найдем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи

R = 2,35 МПа.

По табл. 1.18(Приложение I) для свай, погружаемых с помощью дизель-моло­тов, находим значение коэффициента условий работы грунта под нижним концом сваи γ _cR =1,0 и по боковой поверхности γ _cf =1,0.

Пласт первого слоя грунта, пронизываемого сваей, делим на два слоя толщиной 2 и 0,8 м. Затем для песка пылеватого при сред­них глубинах расположения слоев h₁ = l,8 м и h₂ = 3,2 м, интерполи­руя, находим расчетные сопротивления по боковой поверхности сваи, используя данные табл. 1.19(Приложение I): f₁= 0,0198 МПа, f₂ = 0,0254 МПа.

Для третьего слоя грунта при средней глубине его залегания h₃ = 4,45 м по этой же таблице для супеси пластичной с показате­лем текучести I_L = 0,6, интерполируя, находим f₃ = 0,0165 МПа.

Для четвертого слоя при средней глубине его расположения h₄ = 5,775 м для песка мелкого находим f₄ = 0,041б МПа.

Несущую способность одиночной висячей сваи определим по формуле (6.4)

Ф= 1 [1·0,09·2,35+ 1·1,2 (0,0198·2 + 0,0254·0,8 + 0,0165·1,7+ + 0,0416·0,95)] =0,364 МН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

F = 0,364/1,4 = 0,26 МН.

В соответствии с конструктивными требованиями зададимся шагом свай, приняв его равным а = 3b=3·0,3=0,9 м. Далее определим требуемое число свай:

n = γ_g N/Ф=1,4·1/0,364 = 3,85

Окончательно примем число свай в фундаменте равным 4 и разместим их по углам ростверка.

Найдем толщину ростверка из условия (8.8):

По конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не менее h_p = 0,05+ 0,25 = 0,3 м, что больше полученной в результа­те расчета на продавливание. Следовательно, окончательно примем высоту ростверка равной 0,3 м.

Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи в соот­ветствии с конструктивными требованиями назначим равным l_р = 0,3·30+5=14 см, примем его окончательно, кратным 5 см, т. е. l_p = 15 см. Расстояние между сваями примем равным: l=3b = 0,9 м.

Конструкция ростверка и его основные размеры показаны на рис. VI.1, б.

Найдем вес ростверка G₃ = 0,025·0,3·1,5·1,5 = 0,0169 МН и вес грунта, расположенного на ростверке,

G_гр = 0,5·1,5·1,5 ·0,0185 = 0,0208 МН.

Определим нагрузку, приходящуюся на одну сваю, по формуле:

N =(N+ G_гр + G₃)/n = (1,0 + 0,0169+ 0,0208)/4 = 0,259 МПа < < 0,26 МПа.

По табл. 1.12 (Приложение I) для грунта первого слоя - песка пылеватого с ко­эффициентом пористости е=0,666, интерполируя, найдем значение угла внутреннего трения φ _II1=29,36°.

По табл. 1.1 (Приложение I) 2 для грунта второго слоя супеси пластичной с пока­зателем текучести I_L=0,6 и коэффициентом пористости е=0,618, интерполируя, найдем φ _II2= 24,6°.

По табл. 1.12(Приложение I) для грунта третьего слоя - песка мелкого с коэф­фициентом пористости е=0,598, интерполируя, найдем φ _II3= 34°.

Определим осредненный угол внутреннего трения грунтов, прорезываемых сваей:

Найдем ширину условного фундамента:

B_ус = 0,9 + 0,3 + 2(2,8 + 1,7+I,2)tg7°= 2,6 м.

Найдем вес свай:

G₁ = 4 (5,5·220·10 + 50·10) = 50800 H = 0,0508 МН.

Вес грунта в объеме АБВГ (см. рис. 6.1):

G₂=3,6·2,6·2,6·0,0185+1,7·2,6·2,6·0,0195+0,6·2,6·2,6·0,02+0,6··2,6·2,6·0,0101=0,796 МН.

Вес ростверка был найден ранее: G₃=0,0169 МН.

Давление под подошвой условного фундамента:

По табл. 1.12 (Приложение I) для песка мелкого, на который опирается условный фундамент, с коэффициентом пористости е = 0,598 найдем значение удельного сцепления с_п = 0,003 МПа.

По табл. 1.13 (Приложение I) по углу внутреннего трения φ _n = 34°, который был определен ранее, найдем значение безразмерных коэффициентов: M_γ=l,55, M_q=7,22 и М_с=9,22.

Определим осредненный удельный вес грун­тов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

;

По табл. 1.15. (ПриложениеI) для песка мелкого, насыщенного водой, при соот­ношении L/ H>4 находим значения коэффициентов γ_с1 = 1,3 и γ_с2= 1,1.

По формуле (8.3) определим расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента:

Основное условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний удовлетворяется: Р_ср = 0,276 МПа < R = 1,19 МПа.

ПРИЛОЖЕНИЕ VII.

Пример расчета осадки свайного отдельно стоящего фундамента

 

Определить методом элементарного суммирования осадку свайного фундамента, рассчитанного в приложении 6. Среднее давление под подошвой условного фундамента р _cp = 0,276 МПа.

Решение. Найдем ординату эпюры вертикального напряже­ния от действия собственного веса грунта на уровне подошвы услов­ного фундамента:

σ_zgo = 0,112+0,0101·0,6 = 0,118 МПа.

Эпюры вертикальных напряжений в грунте и вспомогательная были построены в примере 2.17, воспользуемся этими данными и пе­ренесем эти эпюры на геологический разрез (рис. VII.1).

Рис. VII .1

1 - песок пылеватый (γ₁ = 0,0185 МН/м", h ₁= -3,6 м, E ₁ =15 МПа);

2 - супесь пла­стичная (γ₂ = 0,0195 МН/м³, h ₂=l,7 м, E ₂ = 17 МПа);

3 - песок плотный (γ₃ = 0,0101 МН/м³, h ₃ = 2,2 м, E ₃ = 32 МПа); 4 - суглинок ту­гопластичный (γ₄=0,01 МН/м³, h ₄ -=3,4 м, E ₄ = 30 МПа).

Определим дополнительное давление под подошвой условного фундамента: р_д = 0,276-0,118 = 0,158 МПа.

Найдем величину п= l/ b=2,6/2,6= 1.

Чтобы избежать интерполяции по табл. 1.16 (Приложение I), зададимся соотно­шением m=0,4, тогда высота элементарного слоя грунта равна:

Проверим выполнение условия h_i<0,4b:0,52<1,04, следовательно, условие вы­полняется.

Затем построим эпюру дополнительных напряжений (см. рис. VII.1) в сжимаемой толще основания условного фундамента. Вычис­ления представим в таблич­ной форме (табл. VII.1).

Таблица VII .1

Нижнюю границу сжи­маемой толщи находим по точке пересечения вспомога­тельной эпюры и эпюры до­полнительных напряжений (см. рис. VII.1), так как при вычислении осадок необхо­димо выполнение условия σ₂≤0,2σ _zg. Из рисунка вид­но, что эта точка соответст­вует мощности сжимаемой толщи H = 4,16 м.

Найдем осад­ку фундамента, пренебрегая различием значений модуля общей деформации грунта на границах слоев, приняв во внимание, что указанное предположение незначитель­но скажется на результатах расчета:

По табл. 1.17(Приложение I) для здания с железобетонным каркасом с заполне­нием предельно допустимая осадка составляет s_u = 8 см. В нашем случае: s = 0,9<s_u=8 см.

Следовательно, фундамент удовлетворяет требованиям расчета по второй группе предельных состояний.

ПРИЛОЖЕНИЕ VIII

Нагрузки на фундаменты в уровне защемления колонн каркаса по вариантам

Таблица усилий по вариантам.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ IX

Данные инженерно-геологических изысканий по вариантам

Учебное издание

 

Юрий Григорьевич Лосев

 

 

Руководство

к разработке курсового проекта

«Проектирование основания и фундаментов под колонны каркаса одноэтажного промышленного здания»

 

по дисциплине «Основания и фундаменты»

 

Технический редактор: Иванова Н.И.

Компьютерный набор и верстка: Курчина О.А.

Бумага для множительной техники

 

Подписано к печати_________

Формат_________ Усл. печ. листов____

Тираж_______экз. Заказ______

 

 

Отпечатано с авторского оригинала в отделе оперативной печати

Старооскольского технологического института.

Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 40

 

 

Руководство

к разработке курсового проекта на тему

«Проектирование основания и фундаментов под колонны каркаса одноэтажного промышленного здания»

по дисциплине

«Основания и фундаменты»

для студентов направления 08.03.01 «Строительство» (всех форм обучения)

 

Одобрено редакционно-издательским советом СТИ

 

 

Старый Оскол

2018 г.

 

Рецензент – главный инженер проектного управления КМА ПЖС Купров М.О.

 

Разработал: Заведующий кафедрой СЭГМК, профессор Лосев Ю.Г.

Утверждено на заседании кафедры,

протокол № 7  от «26»_февраля 2018 г.

 

Руководство составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Основания и фундаменты» для студентов    направления 08.03.01  «Строительство» всех форм обучения.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Содержание…………………………………………..3

2. Введение……………………………………………...4

3. Форма задания на проектирование…………………5

4. Содержание и порядок разработки курсового

проекта………………………………………………...8

5. Определение физико-механических характеристик грунтов………………………………………………10

6. Глубина заложения фундаментов…………………13

7. Проектирование отдельно стоящих фундаментов.17

8. Расчет осадок отдельно стоящего фундамента

 методом послойного суммирования………………21

9. Определение несущей способности свайного

фундамента методом послойного суммирования...26

10. Расчет крена фундамента…………………………..30

11. Литература…………………………………………..33

12. Приложение I……………………………………….34

13. Приложение II………………………………………45

14. Приложение III……………………………………...51

15. Приложение IV……………………………………...54

16. Приложение V………………………………………58

17. Приложение VI……………………………………...64

18. Приложение VII…………………………………….69

19. Приложение VIII……………………………………72

20. Приложение IX……………………………………...73

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью курсового проектирования по дисциплине

«Основания и фундаменты» является формирование знаний, выработка навыков, умений у студентов по изучению методик проектирования, выполнения расчетов оснований и фундаментов на примере проектирования основания и фундаментов под железобетонные колонны каркаса одноэтажного промышленного здания в соответствии с нормативными требованиями.

Задание на проектирование основано на знании основ смежных дисциплин:

- Сопротивление материалов;

- Инженерная геология;

- Архитектура гражданских и промышленных зданий;

- Строительная механика;

- Механика грунтов;

- Железобетонные конструкции.

Исходные данные приняты в соответствии с результатами разработок курсовых проектов, выполнения лабораторных работ, практических и домашних заданий при изучении выше указанных дисциплинах.

Каждому студенту выдается номер варианта Задания (форму см. ниже в разделе 2), который устанавливает вариант инженерно-геологических условий строительной площадки, а также нагрузки на отдельно стоящие фундаменты под колонны каркаса (см. Приложения VIII, IX).

Нагрузки устанавливаются по обрезу фундамента в уровне защемления крайней или средней колонны в стакане фундамента в виде продольной силы, момента и поперечной силы в плоскости поперечной рамы одноэтажного каркаса. Данные принимаются на основе статического расчета, выполненного студентом при разработке курсового проекта по проектированию железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания. При отсутствии таких данных, численные значения нагрузок на фундаменты принимаются по вариантам, данным в Приложении VIII и по согласованию с руководителем проекта. 

Привязка одноэтажного промздания на схеме строительной площадки произвольная. Геометрические размеры одноэтажного двухпролетного промздания принять в соответствии с курсовым проектом по проектированию одноэтажного железобетонного каркаса. При отсутствии таких данных размер здания в плане 60×36 (м). Климатический район строительства студентом назначается самостоятельно.

Варианты задания на инженерно-геологические условия строительной площадки приведены в Приложении IX. Содержание, объем пояснительной записки и графической части курсового проекта представлены в Задании. Форма и содержание Задания на курсовой проект должно быть первым листом в пояснительной записке и оформлены студентом в следующем виде

 

 

2. ФОРМА ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Старооскольский технологический институт (филиал)

Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета)

Кафедра «Промышленного и гражданского строительства»

 

ЗАДАНИЕ

На курсовой проект по основаниям и фундаментам

Студенту__________________группы__________________

Вариант задания № ___________

Тема: Разработать проект основания и фундаментов каркаса одноэтажного промышленного здания.

За основу выполнения проекта использовать объемно-планировочные и конструктивные решения, принятые студентом в курсовом проекте №1 по дисциплине «Железобетонные конструкции». При отсутствии таких данных размер здания принять 60x36 м, размеры пролетов - 18 м, шаг колонн - 6м.

Геометрическая схема здания:

 

 

При проектировании фундаменты под колонны принимаются для четных номеров заданий - крайние, для нечетных – средние.

Нагрузки на фундаменты от колонн каркаса принять в соответствии со статическим расчетом поперечной рамы, который выполнялся в курсовом проекте №1 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции», либо по номеру варианта (см. Приложение VIII).

Данные инженерно геологических изысканий грунтов основания определяются в соответствии с номером варианта (см. Приложение IX).

 

СОСТАВ ПРОЕКТА

 

Проект включает расчетно-пояснительную записку и графическую часть.

1. Расчетно-пояснительная записка содержит:

- форму и содержание задания на курсовой проект;

  - характеристики грунтовых условий на основании

инженерно-геологических      изысканий, в соответствии с номером варианта задания;

- обработку физических характеристик грунтов и определение классификационных, прочностных и деформационных показателей грунтов;

- геологический разрез площадки;

- определение глубины заложения фундаментов;

- определение нагрузок, действующих на основание и фундаменты;

- определение основных конструктивных размеров фундаментов стаканного типа;

- расчет осадок отдельно стоящего фундамента методом послойного суммирования;

- расчет осадок с учетом взаимного влияния отдельно стоящих фундаментов;

- расчет крена фундамента;

- расчет несущей способности и осадки свайного фундамента под колонну методом послойного суммирования.

 

Пояснительная записка выполняется на 23 – 30 листах формата А4.

 

2. Графическая часть проекта:

- план строительного участка (масштаб 1:500; 1:1000);

 - геологический разрез участка (верт. 1:100, гор. 1:200 или 1:500);

- план фундаментов (масштаб 1:200);

 - чертежи свайного фундамента и фундамента стаканного типа (масштаб 1:10, 1:50);

- схемы определения осадок фундаментов методом послойного суммирования.

 

Проект должен быть выполнен на листе ватмана формата А1. разрешается оформление проекта на компьютере.

 

Срок выполнения проекта _________________________

 

Руководитель проекта ____________________________

 

Задание принял __________________________________

 

 

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Важнейшим вопросом проектирования для всех зданий и сооружений является решение задач по устройству оснований и фундаментов.

В первую очередь, по строительному объекту следует выполнить инженерно-геологические изыскания строительной площадки, для того чтобы иметь ясное представление о напластовании грунтов, знать их физико-механические характеристики для оценки основания и принятия решений по выбору наиболее рациональных фундаментов.

Далее основные задачи сводятся к следующему:

Выбор несущего слоя грунта основания;

Установление глубины заложения конструкции фундамента;

Проектирование геометрических размеров, разработка конструкции фундаментов при действующих нагрузках и граничных условиях;

Проектирование основания по предельным состояниям (по несущей способности и деформациям), с учетом совместной работы оснований, фундаментов, надземной части здания или сооружения.

Основным расчетом оснований является расчет по второй группе предельных состояний (по деформациям). При этом все исходные данные для проектирования оснований принимаются соответствующими второй группе предельных состояний: расчетные нагрузки, напряжения, расчетное сопротивление грунта, физико-механические характеристики грунта.

В соответствии с заданием студент выполняет разработку оснований для двух видов отдельно стоящих железобетонных фундаментов под железобетонные колонны каркаса:

прямоугольных стаканного типа;

свайных, забивных, с ростверком для куста свай.

Проектирование и расчеты по составу задания выполняются на примере одного крайнего или среднего отдельно стоящего фундамента для соответствующей колонны каркаса.