Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки Украины

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра основания и фундаменты

Курсовой проект

на тему: Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов

Выполнила: студентка 501 группы

Пасечная Оксана

Проверил: Нажа П.Н.

г. Днепропетровск 2010

1. Исходные данные

Длина здания 72 м

Ширина здания 36 м

Количество пролётов 3

Ширина пролётов ---

АБ 18 м;

БВ 6 м;

ВГ 12 м

Количество этажей 5;

Высота этажа 4,2 м

Шаг колонн по рядам ---

А 12 м;

Б 12 м;

В 12 м;

Г 12 м

Вид колонн (материал) МК

Сечение колонн (база) 0,8 х 1,2 м

Нагрузка на фундаменты 10 кН/м³

Ряд Г: N 2880 кН;

Mx 350 кН/м3

Планировочная отметка - 0,45 м

Отметка пола подвала ---

Район строительства г. Полтава

Здание (тип) отапливаемое

Наименование грунта	Мощность слоя, м	с, г/см	сS, г/см	Влажность	Показатели прочности	Коэф. Пуас, н	Штамповые испыт Ашт = 5000 см2
				W	WL	Wp	ц0	С, кПа		Р, МПа	S, см
Чернозем	0,9-1,1	1,58	-	0,12	-	-	-	-	-	-	-
Суглинок краснобурый	5,6-6,4	1,78	2,66	0,17	0,22	0,14	-	-	0,37	-	-
Супесь пылеватая	2,8-3,0	1,67	2,64	0,16	0,16	0,1	20	3,0	0,35	0,1	0,7
										0,2	1,4
										0,3	2,1
										0,4	3,2
Песок крупнозернистый	Неогран.	1,88	2,65	0,17	-	-	-	-	0.2	-	-
Уровень грунтовых вод на глубине 4,0 м от поверхности

2. Анализ инженерно-геологических условий площадки

По основным физическим характеристикам и классификационным показателям грунтов площадки определяются физико-механические характеристики грунтов площадки, обеспечивающие возможность определения расчетного сопротивления и деформации оснований, а именно:

1) глинистого грунта:

- число пластичности грунта по значениям влажностей на пределе текучести и раскатывания

I_P = W_L - W_P = 0,22 - 0,14 = 0,08

- показатель текучести грунта

- плотность сухого грунта

г/см³

- коэффициент пористости е

Грунт относится до пылевато-глинистых > 0,01. Это суглинок . Грунт тугопластический .

2) песчаного грунта:

- плотность сухого грунта

г/см³

- коэффициент пористости е

- степень влажности

Крупность песка - крупнозернистая. Средней плотности песок . Песок влажный.

По вычисленным физико-механическим характеристикам и классификационным показателям грунта по табл.1 прил.1 СНиП 2.02.01-83 или ДБН В-2-01-2009 табл.

В определяются прочностные и деформационные характеристики грунта:

- удельное сцепление С,

- угол внутреннего трения ,

- модуль деформации Е.

Все вычисленные и определенные физико-механические характеристики грунтов заносятся в сводную таблицу физико-механических характеристик грунтов площадки.



Наименование грунта	Мощность слоя, м	Удельный вес г , кН/м3	C, кПа		E, Мпа
Чернозем	0,9-1,1	15,8	-	-	-
Суглинок краснобурый	5,6-6,4	17,8	23	21	14
Супесь пилеватовидная	2,8-3,0	16,7	3	20	11,92
Песок крупнозернист.	Неогран.	18,8	-	38	30

2.1 Анализ слоя, который геологически проанализирован

3. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании

3.1 Выбор глубины заложения фундамента

С учетом глубины промерзания глубина заложения фундамента назначается по расчетной схеме глубины сезонного промерзания грунта d_f которая устанавливается следующим образом:

где k_h - коэф., учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый 0,8.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

м, м

где M_t - безразмерный коэф., численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" (для Полтавы M_t = -17).

d₀ - величина в метрах ( для суглинков и глин - 0,23 )

м

С учетом технологических особенностей проектируемого здания глубина заложения фундамента должна назначаться на 0,5 м ниже отметки технологических подвалов, т.е:



где d _b - отметка пола подвала или пола технологического пространства проектируемого объекта.

С учетом конструктивных особенностей здания глубину заложения фундамента рекомендуется назначать в зависимости от действующих нагрузок и принимать при

2000 < < 3000 кНd = 2,0 м (при N = 2880 кН)

При анализе инженерно-геологических условий учитывают следующие факторы:

· фундамент должен быть заглублён в несущий слой грунта минимум на 0,5 м;

· фундамент должен прорезать верхние слои слабого грунта;

· под подошвой фундамента нельзя оставлять тонкий слой несущего грунта.

Вывод: Исходя из анализа инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей здания, принимаем глубину заложения фундамента

При этом несущим слоем является суглинок краснобурый с характеристиками:

C = 23 кПа,

E = 14 МПа,

ц = 21?,

г = 17,8 кН/м³ .

3.2 Расчет площади подошвы с проверкой контактных напряжений

Предварительно размеры фундамента в плане определяются по краевому расчетному сопротивлению R кр. при ширине фундамента b = 1м:

(1)

где - коэффициенты условий работы оснований () и сооружений () принимаются по табл.3 СНиП 2.02.01-83;

К - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта ( и С) определены непосредственными испытаниями, К = 1,1, если и С приняты по табл.;

- коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83

kz - коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов шириной b < 10м, кz = 1

b - ширина фундамента (принятая нами b = 1м)

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента,

кН/м3

- удельные весы грунтов, залегающих выше подошвы фундамента

C_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ - глубина заложения фундаментов без подвальных зданий (помещений) от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (если нет подвала, то d₁ = d):

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина пола подвала, м.

- удельный вес конструкции пола подвала.

d_в - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола.

м

Определяется площадь фундамента в первом приближениям по формуле:

По определенной площади фундамента вычисляются размеры фундамента в плане:

где n -- соотношение сторон фундамента ( ) или сторон сечения колонны или сооружения

По вычисленным размерам фундамента в плане устанавливается сопротивление грунта основания по формуле

1) При b = 1 м, R = 278,5 кПа

A = м²

м

2) При b = 2,84 м, R = 298,642 кПа

A = м²

м

Прекращаем подбор. Вычисленные размеры фундамента в плане округляют в большую сторону до кратных 0,1м для гражданских зданий, т.е. принимаем b = 2,8 м, а l = 4,2 м, соответственно A = м² R = 298,642 кПа. здание грунт фундамент свайный

3) Проверяем контактные напряжения:

 ;

4) Проверяются контактные напряжения по подошве фундаментов по условию:

кПа

кПа

N, M_x - усилия, передаваемые на фундамент от сооружения (по заданию или расчету рамы)

W_x - момент сопротивления подошвы фундамента

3.3 Расчет осадки методом послойного суммирования

1. Среднее давление подошвы фундамента Р_ср = 285 кПа

2. Природное давление грунта на уровне подошвы фундамента.

кПа

3. Дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента.

кПа

4. Разбиваем основание фундамента на элементарные слои

м

4. Вычисляем и строим эпюру естественного давления

5. Вычисляем и строим эпюру , где

- коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.

6. Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:

7. Считаем суммарную осадку по всем слоям:

Расчёты по данному алгоритму приведены ниже в таблице

Z	е	б	уzp	уzg	0,2уzg	усрzpi	E	Si
0	0	1	251,4	33,6	6,72		14
0,56	0,430769	0,972	244,3608	43,568	8,7136	247,8804	14	0,007932
1,12	0,861538	0,848	213,1872	53,536	10,7072	228,774	14	0,007321
1,68	1,292308	0,682	171,4548	63,504	12,7008	192,321	14	0,006154
2,24	1,723077	0,532	133,7448	73,472	14,6944	152,5998	14	0,004883
2,80	2,153846	0,414	104,0796	75,9696	15,19392	118,9122	14	0,003805
3,36	2,584615	0,325	81,705	78,4672	15,69344	92,8923	14	0,002973
3,92	3,015385	0,26	65,364	80,9648	16,19296	73,5345	14	0,002353
4,48	3,446154	0,21	52,794	83,4624	16,69248	59,079	14	0,001891
5,04	3,876923	0,17	42,738	85,96	17,192	47,766	14	0,001529
5,6	4,307692	0,145	36,453	88,1992	17,63984	39,5955	11,92	0,001488
6,16	4,738462	0,123	30,9222	90,4728	18,09456	33,6876	11,92	0,001266
6,72	5,169231	0,105	26,397	92,7464	18,54928	28,6596	11,92	0,001077
7,28	5,6	0,091	22,8774	95,02	19,004	24,6372	11,92	0,000926
7,84	6,030769	0,079	19,8606	97,2936	19,45872	21,369	11,92	0,000803
8,4	6,461538	0,07	17,598	99,5672	19,91344	18,7293	11,92	0,000704
8,96	6,892308	0,062	15,5868	102,552	20,5104	16,5924	30	0,000248
9,52	7,323077	0,055	13,827	105,5368	21,10736	14,7069	30	0,00022
10,08	7,753846	0,049	12,3186	108,5216	21,70432	13,0728	30	0,000195
в	0,8
P0	251,4
b	2,60		0,2
г1	15,8							0,045767
г2	17,8	4,46
г3	16,7	4,06
г4	18,8	5,33

Проверяем выполнение условия S < Su .В нашем случае 4,6см <12см, где Su = 12 см - предельное значение осадки. Условие выполнилось.

Эпюра распределения напряжений _zp , _zg

3.4 Конструирование фундамента

По заданию вид колонны -металическая, размерами 0,8 х 1,2 м.

Тип фундамента назначают из условия жесткости

мм

мм

Фундамент принимаем с подколонником.

Размеры подколонника в плане назначаются конструктивно и принимаются равными:

b_пк = b_к +0,1=0,8+0,1=0,9 м

l_пк = l_к +0,1 =1,2+0,1 =1,3 м

Для в бранного типа фундаментов определяется высота конструкции фундамента или его плитной части по формуле:

,

м

где

l, b - размеры подошвы фундамента в плане;

- размеры сечения подколонника

- расчётное сопротивление бетона на растяжение, кПа;

- среднее давление подошвы фундамента, кПа.

Реальная высота (с учётом защитного слоя) вычисляется по формуле:

Принимаем оптимальную высоту, равную 600 мм (кратную 150 мм)

3.5 Расчет фундамента на продавливание

Проверяем условие жесткости конструкции фундамента по условию:

- фундамент гибкий.

Продавливание происходит по поверхности усеченной пирамиды, верхним основанием которой является нижнее сечение основание подколонника или колонны, а грани расположены под углом 45.

где: A_тр - площадь поверхности грани пирамиды продавливания;

A_пр - площадь продавливания - площадь подошвы фундамента за пределами пирамиды продавливания.

кПа - расчетное сопротивление бетона на растяжение.

м²

кН

кН

- условие выполняется.

3.6 Армирование конструкций фундамента (расчёт на изгиб)

При определении усилий в конструкции фундамента (подошвы фундамента) в заданном сечении, за расчетную схему принимается консольная балка с жесткой заделкой в заданном сечении - оставшейся части фундамента, на которую действует нагрузка.

Подбор рабочей арматуры производим по двум сторонам:

1. По стороне :

Сечение 1-1

кПа

кНм

см²

Площадь сечения одного стержня:

см²

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 22 мм с As1 = 3,8 см² , тогда As = 5 х 3,8 = 19 см² .

2. По стороне :

Сечение 1-1

кПа

кНм

см²

Площадь сечения одного стержня:

см²

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 14 мм с As1 = 1,31 см² , тогда As = 5х1,31 = 6,53 см² .

Принимаем сетку С1 из арматуру А-400 по стороне диаметром 22 мм и по стороне диаметром 14 мм.

По стороне l и b ее количество составит

шт,

шт.

4. Проектирование фундамента на искусственном основании в виде грунтовой подушки

4.1 Выбор глубины заложения фундамента

С учетом глубины промерзания глубина заложения фундамента назначается по расчетной схеме глубины сезонного промерзания грунта d_f которая устанавливается следующим образом:

где k_h - коэф., учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый 0,8.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

м,

м

где M_t - безразмерный коэф., численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" (для Полтавы M_t = -17).

d₀ - величина в метрах ( для суглинков и глин - 0,23 )

м

С учетом технологических особенностей проектируемого здания глубина заложения фундамента должна назначаться на 0,5 м ниже отметки технологических подвалов, т.е:

где d _b - отметка пола подвала или пола технологического пространства проектируемого объекта.

С учетом конструктивных особенностей здания глубину заложения фундамента рекомендуется назначать в зависимости от действующих нагрузок и принимать при

2000 < < 3000 кНd = 2,0-0.3=1.7 м (при N = 2880 кН)

При анализе инженерно-геологических условий учитывают следующие факторы:

· фундамент должен быть заглублён в несущий слой грунта минимум на 0,5 м;

· фундамент должен прорезать верхние слои слабого грунта;

· под подошвой фундамента нельзя оставлять тонкий слой несущего грунта.

Вывод: Исходя из анализа инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей здания, принимаем глубину заложения фундамента

При этом несущий слой-- пылевато-глинистый ,является слабым, просадочным применяю подушку из песка:

с=1 =39 Е=35

4.2 Определение размеров подошвы фундамента

По определенной площади фундамента вычисляются размеры фундамента в плане:

где n -- соотношение сторон фундамента ( ) или сторон сечения колонны или сооружения

По вычисленным размерам фундамента в плане устанавливается сопротивление грунта основания по формуле

1) При b = 1 м, R = 428,23 кПа

A = м²

м

2) При b = 2,2 м, R=486,68 кПа

A = м²

м

3) При b = 2,06 м, R=479,86 кПа

A = м²

м

Прекращаем подбор.

Вычисленные размеры фундамента в плане округляют в большую сторону до кратных 0,1м для гражданских зданий, т.е. принимаем b = 2,1 м, а l = 3,2 м, соответственно A = м² R = 479,86 кПа.

4.3 Армирование конструкций фундамента (расчёт на изгиб)

При определении усилий в конструкции фундамента (подошвы фундамента) в заданном сечении, за расчетную схему принимается консольная балка с жесткой заделкой в заданном сечении - оставшейся части фундамента, на которую действует нагрузка.

Подбор рабочей арматуры производим по двум сторонам:

Сечение 1-1 Сечение 2-2

1. По стороне b:

Сечение 1-1

кПа

кНм

см²

Площадь сечения одного стержня:

см²

Сечение 2-2

кПа

кНм

см²

Площадь сечения одного стержня:

см²

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм с As1 = 0,5 см² , тогда As = 5 х 0,5 = 2,5 см² .

1. По стороне l:

Сечение 1-1 Сечение 2-2

Сечение 1-1

кПа

кНм

см²

Площадь сечения одного стержня:

см²

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм с As1 = 0,5 см² , тогда As = 5х0,5 = 2,5 см² .

Сечение 2-2

кПа

кНм

см²

Площадь сечения одного стержня:

см²

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм с As1 = 0,5 см² , тогда As = 5х0,5 = 2,5 см² .

Принимаем сетку С1 из арматуру А-400 по стороне диаметром 10 мм и по стороне диаметром 10 мм.

По стороне l и b ее количество составит

шт,

шт

Размеры подушки:

м

м

м

где - коэффициенты условий работы оснований () и сооружений () принимаются по табл.3 СНиП 2.02.01-83;

К - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта ( и С) определены непосредственными испытаниями,

К = 1,1, если и С приняты по табл.;

- коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83

kz - коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов шириной b < 10м, кz = 1

b - ширина фундамента (принятая нами b = 1м)

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента,

 кН/м3

- удельные весы грунтов, залегающих выше подошвы фундамента

C_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ - глубина заложения фундаментов без подвальных зданий (помещений) от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (если нет подвала, то d₁ = d):

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf - толщина пола подвала, м.

- удельный вес конструкции пола подвала.

d_в - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола.

м

Їусловие выполняется

Размеры верха котлована

м

м

4.4 Расчет осадки методом послойного суммирования

Среднее давление подошвы фундамента Р_ср = 285 кПа

Природное давление грунта на уровне подошвы фундамента.

кПа

Дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента.

кПа

Разбиваем основание фундамента на элементарные слои

м

Вычисляем и строим эпюру естественного давления

Вычисляем и строим эпюру

,

где - коэффициент затухания напряжений.

Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.

Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:

Считаем суммарную осадку по всем слоям:

Расчёты по данному алгоритму приведены ниже в таблице

Z	е	б	уzp	уzg	0,2уzg	усрzpi	E	Si
0	0	1	256,74	28,26	5,652		35
0,42	0,3	0,972	249,5513	36,4164	7,28328	253,1456	35	0,00243
0,84	0,6	0,848	217,7155	44,5728	8,91456	233,6334	35	0,002243
1,26	0,9	0,682	175,0967	57,0012	11,40024	196,4061	35	0,001885
1,68	1,2	0,532	136,5857	65,1576	13,03152	155,8412	14	0,00374
2,1	1,5	0,414	106,2904	67,0308	13,40616	121,438	14	0,002915
2,52	1,8	0,325	83,4405	68,904	13,7808	94,86543	14	0,002277
2,94	2,1	0,26	66,7524	70,7772	14,15544	75,09645	14	0,001802
3,36	2,4	0,21	53,9154	72,6504	14,53008	60,3339	14	0,001448
3,78	2,7	0,17	43,6458	74,5236	14,90472	48,7806	14	0,001171
4,20	3	0,145	37,2273	76,7628	15,35256	40,43655	11,92	0,00114
4,62	3,3	0,123	31,57902	78,468	15,6936	34,40316	11,92	0,00097
5,04	3,6	0,105	26,9577	80,1732	16,03464	29,26836	11,92	0,000825
5,46	3,9	0,091	23,36334	81,8784	16,37568	25,16052	11,92	0,000709
5,88	4,2	0,079	20,28246	83,5836	16,71672	21,8229	11,92	0,000615
6,3	4,5	0,07	17,9718	85,2888	17,05776	19,12713	11,92	0,000539
6,72	4,8	0,062	15,91788	87,5274	17,50548	16,94484	30	0,00019
7,14	5,1	0,055	14,1207	89,766	17,9532	15,01929	30	0,000168
7,56	5,4	0,049	12,58026	92,0046	18,40092	13,35048	30	0,00015
в	0,8
P0	256,74
b	2,80		0,2
г1	15,8							0,025217
г2	17,8	4,46	19,42
г3	16,7	4,06
г4	18,8	5,33

5. Расчёт свайных фундаментов

5.1 Выбор глубины заложения ростверка

Определение глубины заложения ростверка зависит от нескольких факторов:

- Глубины промерзания грунта. Из предыдущих расчётов мы уже определили эту величину м;

- Наличие конструктивных особенностей. В нашем случае подвальных помещений нет, поэтому ;

- Конструктивная глубина заложения ростверка. Исходя из условия, что

-

мм,

где

dр - глубина заложения ростверка, м;

hст - глубина стакана в фундаменте.

Учитывая все перечисленные условия, принимаем глубину заложения ростверка dр = 1,0 м.

Принимаем шарнирное соединение ростверка и сваи. Голова сваи заходит в тело ростверка на 5 - 10 см. принимаем для расчёта 10 см.

Тогда отметка головы сваи будет равна -0,9 м.

5.2 Выбор несущего слоя

Считаем, что несущим слоем будет песок крупнозернистый, поэтому, заглубляем сваю в слой песка на 2,1 м (для применения стандартной длины сваи). При этом длина сваи равна hсв = 11 м.

Под нижним концом сваи находится сжимаемый грунт (Е < 30 МПа). Дальнейший расчёт ведём как для висячей сваи. Принимаем металлическую забивную сваю квадратного сечения. Для выбранной нами длины можно принять сечение 35 х 35 см.

5.3 Определение несущей способности сваи

,

где n - количество слоёв с одинаковыми силами трения по длине сваи;

гс - коэффициент условий работы ( гс = 1); гсr и гсf - коэффициенты условий работы под подошвой сваи и по боковой поверхности, зависят от условий изготовления или погружения сваи. (гсr =1 и гсf = 1);

А - площадь сечения сваи; R - расчётное сопротивление под подошвой сваи, зависит от длины сваи и грунта. (R = 7800 кПа);

U - периметр сечения сваи; l - расстояние от середины слоя до поверхности земли; f - расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, зависит от l (принимается из СниПа).

Таблица 5

hi	A	U	R	f	гc	гcr	гcf	t	Fd
2	0,1225	1,4	7800	21	1	1	1	42	1402,94
2				27				54
2				31				62
1,5				6				9
1,4				6				8,4
1				65				65
1,1				72				79,2
								319,6

 кН

5.4 Определение расчетной нагрузки на сваю

Определяем по формуле:

кН.

Где г_к - коэффициент запаса. Для расчёта он равен 1,4, если для полевых испытаний, то равен 1,25.

Определим необходимое количество свай в фундаменте по формуле:

шт.,

где N - заданная нагрузка на фундамент.

5.5 Конструирование ростверка

Определяем фактическую нагрузку на сваю:

где y - расстояние от главной оси до оси самой нагруженной сваи

yi - расстояние до оси каждой сваи

кН

P > Nф; 1002,1> 879,1 - условие выполняется.

Расчёт на продавливание.

Расчет не производим, так как конструкция ростверка жёсткая.

5.6 Расчет на изгиб (подбор арматуры по подошве ростверка)

По стороне l конструктивно принимаем d арматуры 10 мм.

По стороне b:

МПа

По стороне b d арматуры 14мм



5.7 Расчет деформаций свайных фундаментов

м;

м;

м² ;

м;

м³;

кН;

Выполняем проверку давления под нижним концом сваи:

,

где

; к_z = 1.

кПа.

кПа.

469,12 кПа. < 521,22 кПа. - условие выполняется.

Z	е	б	уzp	уzg	0,2уzg	усрzpi	E	Si
0	0	1	360,77	108,35	21,67
0,71	0,507143	0,96	346,3392	112,1343	22,42686	353,5546	30	0,00396
1,42	1,014286	0,8	288,616	115,9186	23,18372	317,4776	30	0,003556
2,13	1,521429	0,606	218,6266	119,7029	23,94058	253,6213	30	0,002841
2,84	2,028571	0,449	161,9857	123,4872	24,69744	190,3062	30	0,002131
3,55	2,535714	0,336	121,2187	127,2715	25,4543	141,6022	30	0,001586
4,26	3,042857	0,257	92,71789	131,0558	26,21116	106,9683	30	0,001198
4,97	3,55	0,201	72,51477	134,8401	26,96802	82,61633	30	0,000925
5,68	4,057143	0,16	57,7232	138,6244	27,72488	65,11899	30	0,000729
6,39	4,564286	0,131	47,26087	142,4087	28,48174	52,49204	30	0,000588
7,1	5,071429	0,108	38,96316	146,193	29,2386	43,11202	30	0,000483
7,81	5,578571	0,091	32,83007	149,9773	29,99546	35,89662	31	0,000389
8,52	6,085714	0,077	27,77929	153,7616	30,75232	30,30468	32	0,000318
в	0,8
P0	360,77
b	2,80		0,2
г1	15,8							0,018704
г2	17,8	4,46	19,42
г3	16,7	4,06
г4	18,8	5,33

Проверяем выполнение условия S < Su .

В нашем случае 1,3см <12см, где Su = 12 см - предельное значение осадки. Условие выполнилось.

Эпюра распределения напряжений _zp , _zg

5.8 Расчет осадки линейно деформированного пространства

Среднее давление подошвы фундамента Рср = 469,12 кПа

Вычисляем и строим эпюру естественного давления

Рассчитываем дополнительную вертикальную нагрузку

Высота рассчитываемых слоёв hi = 0,2 ' b = 0,2 ' 3,545 = 0,71 м

Вычисляем и строим эпюру, где у_zp = бp₀

б - коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.

Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:

В нашем случае 27,77 кПа > 30,75 кПа, условие выполняется.

Считаем суммарную осадку по всем слоям:

Проверяем выполнение условия S < Su .

В нашем случае 1,3 см < 12 см, где Su = 12 см - предельное значение осадки

Таблица

Технико-экономическое сравнение вариантов

	Фундамент на естественном основании	Фундамент на искусственном основании	Свайный фундамент
Объем земли м3	2747,52	14808,81	3432,36
Объем бетона м3	165,63	295,66	662,48
Объем обратной засыпки	2581,89	113,63	2770,88
Количество арматуры, кг	792,12	1502,256	284,6
Доп. работы	устройство гидроизоляции и дренажа	уплотнение грунтовой подушки	забивка и доставка свай
Осадка, мм	66	49	15

Считаю, что самый рациональный фундамент будет фундамент мелкого заложения на естественном основании т.к. объем земляных работ и объем бетона меньше чем у других вариантов. Для дальнейшего расчета принимаем фундаменты мелкого заложения на естественном основании.

6. Расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании по ряду Б

6.1 Выбор глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента зависит от:

- климатического района строительства (глубины промерзания грунта);

- технологических особенностей проектируемого здания (наличия подвалов, технологических каналов, расположенных в подземной части здания, технологических отстойников, водящих боровов, подводящих трубопроводов и др.);

- конструктивных особенностей проектируемого здания или сооружения;

- фактора инженерно-геологических условий.

С учетом глубины промерзания глубина заложения фундамента назначается по расчетной схеме глубины сезонного промерзания грунта df, которая устанавливается следующим образом:

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

м,

где Mt - безразмерный коэф., численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" (для Днепропетровска Mt = -13,3).

d0 - величина в метрах, принимаемая равной:

· для суглинков и глин - 0,23

· для супесей, песков мелких и пылеватых - 0,25

· для песков средней крупности, крупных и гравелистых - 0,30

· для крупнообломочных грунтов - 0,34

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется: (м)

м, м

м

где kh - коэф., учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый 0,8.

С учетом технологических особенностей проектируемого здания глубина заложения фундамента должна назначаться на 0,5 м ниже отметки технологических подвалов, т.е:

где dn - отметка пола подвала или пола технологического пространства проектируемого объекта.

Подвал в данном здании нет.

С учетом конструктивных особенностей здания глубину заложения фундамента рекомендуется назначать в зависимости от действующих нагрузок и принимать при

1000 < < 2000 кHd = 1,5 м

2000 < < 3000 кНd = 2,0 м

3000 < < 5000 кНd = 2,5 м

> 5000 кН d = 3,0 м

При анализе инженерно-геологических условий учитывают следующие факторы:

· фундамент должен быть заглублён в несущий слой грунта минимум на 0,5 м;

· фундамент должен прорезать верхние слои слабого грунта;

· под подошвой фундамента нельзя оставлять тонкий слой несущего грунта.

Вывод: Исходя из анализа инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей здания, принимаем глубину заложения фундамента

м

При этом несущим слоем является суглинок краснобурый с характеристиками: C = 23 кПа, E = 14 МПа, ц = 21?, г = 17,8 кН/м³ .

6.2 Расчет площади подошвы с проверкой контактных напряжений

Предварительно размеры фундамента в плане определяются по краевому расчетному сопротивлению R кр. при ширине фундамента b = 1м:

(1)

где - коэффициенты условий работы оснований () и сооружений () принимаются по табл.3 СНиП 2.02.01-83;

К - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта ( и С) определены непосредственными испытаниями, К = 1,1, если и С приняты по табл.1-3 прил.1 СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений";

- коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83

kz - коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов шириной

b < 10м, кz = 1

b > 10м, кz = Z0/ b+0,2 (Z0 = 8,0 м)

b - ширина фундамента (принятая нами b = 1м)

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента,

кН/м3

- удельные весы грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (см. рис.)

CII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных (помещений) зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (если нет подвала, то d1 = d):

hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf - толщина пола подвала, м.

- удельный вес конструкции пола подвала.

dв - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола.

Определяется площадь фундамента в первом приближениям по формуле:

По определенной площади фундамента вычисляются размеры фундамента в плане:

где б- соотношение сторон фундамента (б = l/b) или сторон сечения колонны или сооружения. По вычисленным размерам фундамента в плане устанавливается сопротивление грунта основания по формуле (1):

1) При b = 1 м, R = 433,497 кПа

A = м2

м

2) При b = 3,24 м, R = 458,06 кПа

м

Прекращаем подбор.

Вычисленные размеры фундамента в плане округляют в большую сторону до кратных 0,1м для гражданских зданий, т.е. принимаем b = 3,1 м, а l = 4,7 м, соответственно м2 R = 458,06 кПа.

6.3 Проверяем контактные напряжения

;

Проверяются контактные напряжения по подошве фундаментов по условию:

кПа

кПа

N, Mx, My - усилия, передаваемые на фундамент от сооружения (по заданию или расчету рамы)

Wx, Wy - момент сопротивления подошвы фундамента

м3

6.4 Конструирование фундамента

По заданию вид колонны - металлическая, размерами 0,8 х 1,2м.

Тип фундамента назначают из условия жесткости:

мм

мм

Фундамент принимаем с подколонником.

Для выбранного типа фундаментов определяется высота конструкции фундамента или его плитной части по формуле:

,

м

где

l, b - размеры подошвы фундамента в плане;

- размеры сечения колоны (по заданию).

- расчётное сопротивление бетона на растяжение, кПа;

- среднее давление подошвы фундамента, кПа.

Принимаем (кратно 150 мм)

При данной высоте конструктивно целесообразно установить 3 ступени: 2 по - 300 мм и 1- 150мм.

6.5 Расчет фундамента на продавливание

Проверяем условие жесткости конструкции фундамента по условию:

- фундамент жесткий.

Продавливание происходит по поверхности усеченной пирамиды, верхним основанием которой является нижнее сечение основание подколонника или колонны, а грани расположены под углом 45

где: Aтр - площадь поверхности грани пирамиды продавливания;

Aпр - площадь продавливания - площадь подошвы фундамента за пределами пирамиды продавливания.

кПа - расчетное сопротивление бетона на растяжение.

где м

кН

кн.

- условие выполняется.

6.6 Армирование конструкции фундамента (расчёт на изгиб)

При определении усилий в конструкции фундамента (подошвы фундамента) в заданном сечении, за расчетную схему принимается консольная балка с жесткой заделкой в заданном сечении - оставшейся части фундамента, на которую действует нагрузка.

Подбор рабочей арматуры производим по двум сторонам:

По стороне l сечение 1-1

кПа

кНм

см2

Площадь сечения одного стержня:

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм (конструктивно) с As1 = 0,8 см2 , тогда As = 5х0,8 = 4 см²

По стороне l сечение 2-2

кПа

кНм

Площадь сечения одного стержня:

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 12 мм с As1 = 1,1 см2 , тогда As = 5х1,1 = 5,5см2

По стороне l сечение 3-3

кПа

кНм

см2

Площадь сечения одного стержня:

см2

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 14 мм с As1 = 1,1 см2 , тогда As = 5х1,1 =5,5 см2

По стороне b сечение 1-1

кПа

кНм

см2

Площадь сечения одного стержня:

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм (конструктивно) с As1 = 0,8 см2 , тогда As = 5х0,8 = 4 см²

По стороне b сечение 2-2

кПа

кНм

Площадь сечения одного стержня:

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм (конструктивно) с As1 = 0,8 см2 , тогда As = 5х0,8 = 4 см²

По стороне b сечение 3-3

кПа

кНм

см2

Площадь сечения одного стержня:

см2

Из сортамента выбираем арматуру диаметром 10 мм (конструктивно) с As1 = 0,8 см2 , тогда As = 5х0,8 = 4 см²

Принимаем сетку из арматуру А-400 диаметром 12 мм.

По стороне l и b ее количество составит

по l шт.

по b шт.

6.7 Расчет осадки методом послойного суммирования

Среднее давление подошвы фундамента Рср = 455,3 кПа

Природное давление грунта на уровне подошвы фундамента.

кПа

Дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента.

кПа

Разбиваем основание фундамента на элементарные слои

м

Вычисляем и строим эпюру естественного давления

Вычисляем и строим эпюру

,

где

- коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.

Находим нижнюю границу сжимаемой толщи:

Считаем суммарную осадку по всем слоям:

Расчёты по данному алгоритму приведены ниже в таблице

Z	е	б	уzp	уzg	0,2уzg	усрzpi	E	Si
0	0	1	403,9	51,4	10,28
0,62	0,476923	0,972	282,2688	60,656	12,1312	343,0844	14	0,010195
1,24	0,953846	0,848	246,2592	69,912	13,9824	264,264	14	0,007852
1,86	1,430769	0,682	198,0528	79,168	15,8336	222,156	14	0,006601
2,48	1,907692	0,532	154,4928	88,424	17,6848	176,2728	14	0,005238
3,1	2,384615	0,414	120,2256	90,7432	18,14864	137,3592	14	0,004082
3,72	2,86153...

Подобные документы

• Расчет фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов

  Конструирование свайных фундаментов мелкого заложения. Анализ инженерно-геологических условий. Определение глубины заложения подошвы фундамента, зависящей от конструктивных особенностей здания. Проведение проверки по деформациям грунта основания.
  
  курсовая работа [242,3 K], добавлен 25.11.2014
  

• Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов

  Анализ инженерно-геологических условий площадки. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании, искусственном основании в виде грунтовой подушки. Расчёт свайных фундаментов, глубины заложения фундамента. Армирование конструкции.
  
  курсовая работа [698,7 K], добавлен 04.10.2008
  

• Разработка и расчет фундаментов

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения по 2 группе предельных состояний. Расчет и проектирование свайных фундаментов, краткое описание технологии работ по их устройству, гидроизоляция.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.09.2014
  

• Проектирование фундаментов производственного здания

  Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов, определение размеров подошвы и конструирование грунтовой подушки. Земляные работы и крепление стенок котлована.
  
  курсовая работа [531,9 K], добавлен 03.11.2010
  

• Фундаменты мелкого и глубокого заложения

  Оценка инженерно-геологических условий стройплощадки. Конструктивные особенности подземной части здания. Выбор типа и конструкции фундаментов, назначение глубины их заложения. Определение несущей способности сваи и расчет осадки свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [3,1 M], добавлен 02.07.2010
  

• Проектирование фундаментов для промышленного одноэтажного здания

  Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор глубины заложения фундаментов, сооружаемых в открытом котловане. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения (на естественном основании). Расчет свайного фундамента.
  
  курсовая работа [336,3 K], добавлен 13.12.2013
  

• Проектирование и расчет фундаментов здания монтажного цеха

  Оценка грунтовых условий строительной площадки для монтажного цеха. Особенности разработки свайных фундаментов: выбор типа, глубины заложения ростверка. Определение расчетной нагрузки на сваю, количества свай, свайных фундаментов по предельным состояниям.
  
  курсовая работа [3,7 M], добавлен 10.04.2014
  

• Расчет фундамента промышленного здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства. Определение нормативных, расчетных усилий, действующих по верхнему обрезу фундаментов. Расчет свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [347,7 K], добавлен 25.11.2013
  

• Основания и фундаменты промышленного здания

  Характеристика проектирования оснований и фундаментов. Инженерно-геологические условия выбранной строительной площадки. Общие особенности заложения фундамента, расчет осадки, конструирование фундаментов мелкого заложения. Расчёт свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2012
  

• 14-этажный 84-квартирный жилой дом

  Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании. Проектирование свайных фундаментов и фундаментов на искусственном основании. Проверка прочности подстилающего слоя грунта.
  
  дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.06.2010
  

• Проект фундаментов под здание гаража в г. Быхове

  Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Определение прочностных и деформативных характеристик для грунта. Расчет фундаментов свайного и мелкого заложения глубины заложения, размеров подошвы. Проверка подстилающего слоя.
  
  курсовая работа [348,1 K], добавлен 13.09.2015
  

• Проектирование фундаментов промышленного здания

  Анализ инженерно-геологических условий района строительства. Сбор нагрузок на крайнюю колонну. Проектирование фундамента мелкого заложения для промышленного здания. Конструирование фундамента и расчет его на прочность. Проектирование свайных фундаментов.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 12.01.2015
  

• Разработка вариантов фундаментов жилого дома

  Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения. Расчет ленточного свайного фундамента под несущую стену.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.04.2012
  

• Проектирование фундаментов вычислительного центра железной дороги

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение глубины заложения ростверка и несущей способности сваи. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента. Технология производства работ.
  
  курсовая работа [1002,4 K], добавлен 26.11.2014
  

• Проектирование оснований и фундаментов многоэтажного гражданского здания

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка видов фундаментов. Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании. Проектирование свайного фундамента. Определение влияний рядом стоящих фундаментов.
  
  курсовая работа [384,3 K], добавлен 21.10.2008
  

• Проектирование и расчет фундаментов

  Анализ результатов инженерно-геологических изысканий на строительной площадке. Изучение физико-механических характеристик грунтов в порядке их залегания. Принципы сбора нагрузок на фундаменты. Расчет фундаментов мелкого заложения. Выбор несущего слоя.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 18.05.2015
  

• Расчет и проектирование фундаментов под промышленное здание

  Расчет и проектирование фундаментов под промышленное здание в г. Бобруйск. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Характеристика физико-механических свойств слоев грунта. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.11.2013
  

• Расчет и конструирование фундаментов общественного здания

  Анализ инженерно-геологических условий и определение расчетных характеристик грунтов. Проектирование фундаментов на естественном основании. Определение глубины заложения подошвы фундамента. Сопротивление грунта основания. Выбор типа, длины и сечения свай.
  
  курсовая работа [154,4 K], добавлен 07.03.2016
  

• Проектирование и расчет фундаментов мелкого и глубокого заложения одноэтажного производственного здания

  Основные сведения о строительной площадке. Оценка свойств отдельных пластов грунта. Оценка геологического строения площадки. Расчет фундаментов мелкого заложения. Расчет фундаментов глубокого заложения. Устройство котлована. Устройство водопонижения.
  
  курсовая работа [540,0 K], добавлен 23.05.2008
  

• Расчет и проектирование оснований и фундаментов

  Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение производных, классификационных характеристик грунтов. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании по предельным состояниям. Сбор нагрузок в характерных сечениях.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 29.06.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам