Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий (145019)

Посмотреть архив целиком

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра оснований, фундаментов и инженерной геологии











Курсовая работа

Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий



Выполнил: ст. гр.3/05-2

Бабурина Е.В.

Проверил










Нижний Новгород – 2010


Содержание

  1. Введение

  2. 1. Обработка результатов исследований физико-механических свойств грунтов

1.1 Определение расчетных показателей физико-механических свойств грунтов ИГЭ-1

1.2 Определение расчетных показателей физико-механических свойств грунтов ИГЭ-2

1.3 Определение расчетных показателей физико-механических свойств грунтов ИГЭ-3

2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки и инженерно-геологический разрез

3. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях

3.1 Выбор расчетных сечений и определение грузовых площадей

3.2 Расчетные нагрузки, действующие на 1 м² грузовой площади

  1. 3.3 Расчет нагрузок от собственного веса кирпичных стен

  2. 3.4 Расчетный вес оконных заполнений

3.5 Временные нагрузки

4. Вариант ленточного фундамента мелкого заложения

4.1 Определение глубины заложения фундамента

4.2 Определение ширины подошвы фундамента

4.3 Расчет осадки ленточного фундамента

5 Вариант свайного фундамента из забивных призматических свай

5.1 Определение шага свай

6. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов

Список использованной литературы


Введение


В курсе «Механика грунтов, основания и фундаменты» особое внимание уделяется вопросам внедрения новейших достижений теории в практику фундаментостроения, направленных на индустриализацию, удешевление, ускорение, и улучшение качества строительства.

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

При выполнении курсового проекта необходимо научиться пользоваться строительными нормами, ГОСТами, типовыми проектами, каталогами изделий для выполнения фундаментов, а также учебной, справочной и научной литературой; рекомендуется широко использовать вычислительную технику; должны найти отражение требования стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), технико-экономического анализа, предложения по производству работ нулевого цикла, вопросы техники безопасности.

Исходные данные к курсовой работе указаны на листах, выданных кафедрой.


  1. Обработка результатов исследований физико-механических свойств грунтов


1.1 Определение расчетных показателей физико-механических свойств грунтов ИГЭ №1


Инженерно геологический элемент №1 (ИГЭ №1) представлен супесью.

- Число пластичности


Iр=WL-Wp, % ;


где WL – на границе текучести

Wp – влажность на границе раскатывания

Ip=20-15=5%

Определяем тип грунта по [1] табл. п.2.4 в соответствии с данными ГОСТ 25.100-95 тип грунта супесь.

- Показатель текучести


IL=;


IL=;

В соответствии с данными из табл. п.2.5 супесь характеризуется как пластичная.

- Плотность сухого грунта


ρd=, г/см3;

ρd=

- Коэффициент пористости


;


;

- Расчётное сопротивление грунта по [1] табл. П.3.1 R0 =176.14 кПа

-Модуль деформации грунтов определяется по графикам компрессионных испытаний или испытаний штампом.


Е=


где W=0,79 – безразмерный коэффициент учитывающий форму штампа (круглый)

d=0,798 – диаметр штампа (при площади 5000 см2)

V – коэффициент Пуассона принимаем равный

0,3 – для супеси;

0,35 – для суглинков;

0,3 – для песка

ΔР=Р2-Р1 – приращение давления на прямолинейном участке графика


S=f(P) – график


Где Р1=50кПа – давление равное вертикальному напряжению от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента

ΔР= Р2-Р1=100-50=50 кПа ΔS=5-2=3мм=0,003м

Е==9561.4 кПа



1.2 Определение расчетных показателей физико-механических свойств грунтов ИГЭ №2


Инженерно геологический элемент №2 (ИГЭ №2) представлен суглинком.

- Число пластичности


Iр=WL-Wp, % ;


где WL – на границе текучести

Wp – влажность на границе раскатывания

Ip=22-14=8%

Определяем тип грунта по [1] табл. п.2.4 в соответствии с данными ГОСТ 25.100-95 тип грунта суглинок.

- Показатель текучести


IL=;


IL=;

В соответствии с данными из табл. п.2.5 суглинок характеризуется как текучий.

- Плотность сухого грунта


ρd=, г/см3;


ρd=

- Коэффициент пористости


;


;

- Расчётное сопротивление грунта по [1] табл. П.3.1 R0 =100 кПа

-Модуль деформации

Строим график компрессионных испытаний e=f(P)


По графику определяем коэффициент сжимаемости



где p1 и p2 - давления принимаемые соответственно 100 и 200 кПа.

e1 и e2 – коэффициенты пористости соответствующие принятым давлениям

кПа-1

Компрессионный модуль деформации



β=0,62 для суглинка

e1- коэффициент Пористости при р=100

=2504,8 кПа

Для перехода к натуральному значению E от компрессионных испытаний значений EK вводятся корректирующие коэффициенты mK

E=mK.EK

E=2·2504,8=5009,6 кПа


1.3 Определение расчетных показателей физико-механических свойств грунтов ИГЭ №3


Инженерно геологический элемент №3 (ИГЭ №3) представлен песком

Тип грунта по гранулометрическому составу - песок мелкий, так как d частиц >1мм составляет 100%, что превышает 75% от массы всего песка

- Плотность сухого грунта


ρd=, г/см3;


ρd=

- Коэффициент пористости


;


где Рs – плотность частиц грунта, г/см2;

Р – плотность грунта , г/см2;

W – природная влажность , %;

;

В соответствии [1] табл.п.2.3 песок средней плотности сложения.

- Степень влажности


SR;


где РW – плотность воды, г/см3;

SR;

По степени влажности определяем насыщенность песков водой. Из [1] табл. П.2.2 следует, что песок влажный.

Расчётное сопротивление грунта

Для ИГЭ – 3 по [1] табл. П.3.1 R0=200 кПа.


Строим график компрессионных испытаний e=f(P)



По графику определяем коэффициент

кПа-1

Компрессионный модуль деформации

=10842,7 кПа

Для перехода к натуральному значению E от компрессионных испытаний значений EK вводятся корректирующие коэффициенты mK

E=mK.EK

E=1·10842,7=10842,7 кПа


Результаты расчета физико-механических свойств грунтов сводятся в таблицу


Итоговая таблица физико-механических свойств грунтов

Характеристики грунтов

Ед.изм

ИГЭ-1

ИГЭ-2

ИГЭ-3

1

Плотность грунта ρ

г/см3

1,7

1,55

1,8

2

Плотность сухого грунта ρd

г/см3

1,44

1,24

1,525

3

Плотность частиц грунта ρS

г/см3

2,68

2,63

2,65

4

Природная влажность W

%

18

25

18

5

Влажность на границе раскатыванияWp

%

15

14

-

6

Влажность на границе текучести WL

%

20

22

-

7

Удельный вес грунта γ

кН/м3

16,8

15,3

17,8

8

Коэффициент пористости e


0,861

1,121

0,737

9

Степень влажности Sr


-

-

0,65

10

Число пластичности Ip

%

5

8

-

11

Показатель текучести IL

%

0,6

1,375

-

12

Угол внутреннего трения φ

о

18

10

26

13

Удельное сцепление C

кПа

9

8

-

14

Модуль деформации E

кПа

9561,4

5009,6

10842,7

15

Расчетное сопротивление R0

кПа

176,14

100

200


  1. Оценка инженерно-геологических условий участка застройки и инженерно-геологический разрез


Жилой дом расположен в городе Челябинск. Площадка строительства свободна от существующих зданий и инженерных коммуникаций. Рельеф участка ровный.

Инженерно-геологические условия исследованы путём бурения трёх скважин. По результатам бурения построен инженерно-геологический разрез.

В геологическом отношении строительная площадка представлена следующими инженерно-геологическими элементами:

ИГЭ – 1: Супесь пластичная, аллювиальный - делювиальный, современного четвертичного возраста (a-dQIV); с расчетным сопротивлением R0=176,14 кПа; мощность слоя 1,0 м. Является слабым основанием.

ИГЭ – 2: Суглинок текучий, аллювиальный, четвертичного возраста (aQIV); с расчетным сопротивлением R0=100кПа; мощность слоя 1,0 м; является слабым основанием.

ИГЭ – 3: Песок мелкий, средней плотности сложения, влажный, аллювиальный, современного третичного возраста (aQIII); с расчётным сопротивлением R0=200 кПа.

В целом инженерно-геологические условия благоприятные для строительства.



  1. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях


Расчет производится по двум группам предельных состояний:

- по первой группе предельных состояний определяется несущая способность свайных фундаментов, а так же проверяется прочность конструкций фундамента. Расчет ведется по расчетным усилиям, определяется с коэффициентом надежности по нагрузке γf>1;

-по второй группе предельных состояний (по деформациям) определяется размер подошвы фундаментов и их осадки. Расчет производиться по расчетным усилиям при γf=1.


3.1 Выбор расчетных сечений и определение грузовых площадей


Сечение 1-1: принимаем сечение по наружной стене по оси 1 между осями В и Г. Стена самонесущая, поэтому грузовая площадь не находится, берется участок стены шириной 1 м.

Сечение 2-2: принимаем сечение по внутренней стене по оси В между осями 3 и 4 Агр = (2,52-0,38)/2 + (5,7-0,19-0,07)/2=3,79 м²

Сечение 3-3: принимаем сечение по наружной стене по оси А между осями 3 и 4.

Агр = (1,81/2+1,2+1,81/2)·(5,7-0,19-0,07)/2=8,19м2

Сечение 4-4: принимаем сечение по наружной стене по оси 2

Агр = 2,82/2 = 1,41 м2


сеч.

1-1

2-2

3-3

4-4

Агр , м2

0

3,79

8,19

1,41


План проектируемого здания и выбранные расчетные сечения представлены в задании.


3.2 Расчетные нагрузки действующие на 1 м2 грузовой площади


Постоянные: Кровельное покрытие

Междуэтажные перекрытия

Стены из кирпича

Оконное заполнение

Перегородки

Лестничные марши

Временные: Снеговая нагрузка

Нагрузка на перекрытия

Постоянные распределённые нагрузки от 1м2.


Вид нагрузки

Нормативная

нагрузка, кН/м2

γf

Расчётная

нагрузка кН/м2


1

2

3

4

Кровля

Панели многопустотные железобетонные

Утеплитель-пенобетонные плиты

Цементный раствор М100

4 слоя рубероида, гравий


3,2

1,25

0,6

0,4


1,1

1,2

1,3

1,2


3,52

1,5

0,78

0,48


Итого по кровле

5,45


6,28


1

2

Междуэтажное перекрытие

Панели многопустотные железобетонные

Паркет, линолеум по легкобетонной подготовке


3,2

0,9


1,1

1,2


3,52

1,08


Итого по междуэтажному перекрытию

4,1


4,6


1

Лестничные конструкции

Марши ж/б серии 1.251-1.4; площадки ж/б серии 1.252-1.4


3,8


1,1


4,18


Итого по лестничным конструкциям

3,8


4,18


1

Перегородки

Гипсобетонные панели


0,3


1,2


0,36


Итого по перегородкам

0,3


0,36


  1. 3.3 Расчет нагрузок от собственного веса кирпичных стен

  2. Сечение 1 – 1

  3. а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета оснований по 2-й группе предельных состояний

  4. Р = γкк · Vкк = γкк· (Vст - Vок ), кН,

  5. где γкк – удельный вес кирпичной кладки, кН/м3

  6. Vкк – объем кирпичной кладки, м3

  7. Vст – объем стены, м3

  8. Vок – объем оконных проемов, м3

  9. Vок =hок··δст·nок , м3,

  10. Vок =1,81··0,64·4=5,61 м3,

  11. Vст =(9,9+0,3+3)··0,64+1,0··0,51=21,59 м3

  12. Р = 16· (21,59-5,61 )=255,68 кН

  13. - Расчетные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

  14. РII = P · γf

  15. γf =1 – коэффициент перегрузки

  16. РII = 255,68·1=255,68 кН

  17. б) Для расчета по 1-й группе предельных состояний

  18. РI = P · γ1

  19. РI = 255,68·1,1=281,25 кН

  20. Сечение 2 – 2

  21. а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

  22. Р = γкк · Vкк , кН,

  23. Vкк =(9,9+0,3+3)·1,0·0,38=5,016 м3

  24. Р = 18·5,016 =90,3 кН

  25. - Расчетные нагрузки для расчета по 2-й группе предельных состояний

  26. РII = P · γf

  27. γf =1 – коэффициент перегрузки

  28. РII = 90,3·1=90,3 кН

  29. б) Для расчета по 1-й группе предельных состояний

  30. РI = P · γ1

  31. РI = 90,3·1,1=99,33 кН

  32. Сечение 3 – 3

  33. а) Расчетные нормативные нагрузки для расчета оснований по 2-й группе предельных состояний

  34. Р = γкк · Vкк = γкк· (Vст – Vок ), кН,

  35. где γкк – удельный вес кирпичной кладки, кН/м3

  36. Vкк – объем кирпичной кладки

  37. Vст – объем стены


Случайные файлы

Файл
153009.rtf
8223.rtf
139220.rtf
19721.rtf
5752-1.rtf