Курсовая Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий 3
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра оснований и фундаментов
Курсовая работа на тему:
«Проектирование оснований и фундаментов
гражданских зданий».
Преподаватель Скворцов С.Я.
Студент гр. №127 Репьёва О.М.
Нижний Новгород –
Содержание.
Задание
Содержание
Введение
1. Обработка результатов исследований физико-механических свойств грунтов.
1.1 ИГЭ №1.
1.2. ИГЭ №2.
1.3. ИГЭ №3.
1.4. Свободная ведомость физико-механических свойств грунтов.
2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
2.1. Определение расчетной глубины промерзания грунта.
2.2. Инженерно-геологический разрез, приведенный для строительства.
2.3. Краткая оценка инженерно-геологических условий площадки
строительства.
2.4. Выбор глубины заложения фундаментов.
3. Нагрузки, действующие на фундамент.
Выбор расчетных сечений и определение грузовых площадей.
Постоянные нагрузки, действующие на
Нормативные нагрузки от собственного веса стен.
Расчетные нагрузки от собственного веса стен.
Временные нагрузки.
Снеговая нагрузка.
Нагрузки на перекрытия.
3.6. Нагрузки, действующие в расчетных сечениях.
4. Варианты конструктивного решения основания и фундаментов.
Определение ширины подошвы ленточного фундамента.
Конструирование ленточного фундамента и сборных ж/б элементов.
Проверка напряжений под подошвой фундамента.
5. Определение осадки грунтового основания методом послойного суммирования.
6. Фундаменты на забивных призматических сваях.
Выбор конструкции и длины сваи.
Нагрузка, допускаемая на сваю.
7. Технико-экономическое сравнение вариантов.
Литература.
Введение.
В соответствии с заданием необходимо запроектировать административное здание в городе Архангельск. Здание восьмиэтажное. Наружные стены выполнены из глиняного кирпича толщиной
На участке строительства пробурено три скважины, каждая из которых прошла два слоя и заглубилась в третий. Длина скважины
1. Обработка результатов исследования физико-механических свойств грунтов.
1.1. Инженерно-геологический элемент №1 (ИГЭ №1).
1) Определяем тип песчаного грунта по гранулометрическому составу:
Песок средней крупности, так как содержание частиц более
(табл. 2.1 [6]).
2) Коэффициент пористости:
Пески рыхлого сложения, так как (табл. 2.3 [6]).
3) Степень влажности:
Песок маловлажный, так как (табл. 2.2 [6]).
4) Плотность сухого грунта:
5) Полная влагоемкость:
6) Расчетное сопротивление грунта для назначения предварительных размеров
фундамента не нормируется.
7) Модуль деформации грунта:
где – безразмерный коэффициент, учитывающий форму штампа,
– диаметр штампа,
– коэффициент Пуассона (для песков),
где – приращение давления на штамп между двумя точками, взятыми на осредненном прямолинейном участке .
– давление от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента;
- давление, соответствующее конечной точке прямолинейного участка грунта.
где – осадка штампа, соответствующая давлению ,
– осадка штампа, соответствующая давлению .
Рис.1 График испытаний первого слоя грунта штампом.
1.2. Инженерно-геологический элемент №2 (ИГЭ №2).
Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнении к определенным в геотехнической лаборатории. Определить тип грунта и его расчетное сопротивление. Тип грунта определяем по числу пластичности
(табл. 2.4 [6]).
1) Число пластичности:
где – влажность на границе текучести,
– влажность на границе раскатывания.
– грунт суглинок, так как (табл. 2.4 [6]).
2) Показатель текучести:
где – природная влажность грунта в процентах.
– суглинок твердый, так как (по табл. 2.5 [6]).
3) Плотность сухого грунта:
где – плотность грунта природного сложения.
.
4) Коэффициент пористости:
где – плотность частиц грунта.
.
5) Степень влажности:
где – плотность воды.
6) Полная влагоёмкость:
.
7) Расчетное сопротивление грунта для назначения предварительных размеров подошвы фундамента по табл. 3.1 [6].
| 0 | -0,167 | 1 |
0,7 | 250 | 261,7 | 180 |
0,76 | | 252,7 | |
1 | 200 | 216,7 | 100 |
Компрессионные испытания:
– коэффициент сжимаемости грунта:
– компрессионный модуль деформации:
где – безразмерный коэффициент.
– приведенный модуль деформации:
где – корректирующий коэффициент. Для суглинков .
.
Рис.2. График компрессионного испытания ИГЭ №2.
1.3. Инженерно-геологический элемент №3 (ИГЭ №3).
Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнении к определенным в геотехнической лаборатории. Определить тип грунта и его расчетное сопротивление.
1) Число пластичности:
где – влажность на границе текучести,
– влажность на границе раскатывания.
– грунт глина, так как по табл.2.4 [6].
2) Показатель текучести:
где – природная влажность грунта в процентах.
– глина полутвердая, так как по табл. 2.5 [6]
3) Плотность сухого грунта:
где – плотность грунта природного сложения.
.
4) Коэффициент пористости:
где – плотность частиц грунта.
.
5) Степень влажности:
где – плотность воды.
6) Полная влагоёмкость:
.
7) Расчетное сопротивление грунта для назначения предварительных размеров подошвы фундамента по табл. 3.1 [6].
| 0 | 0,043 | 1 |
0,8 | 300 | 295,7 | 200 |
Компрессионные испытания:
– коэффициент сжимаемости грунта:
– компрессионный модуль деформации:
где – безразмерный коэффициент.
– приведенный модуль деформации:
где – корректирующий коэффициент. Для глин .
.
Рис.3. График компрессионного испытания ИГЭ №3.
1.4. Свободная ведомость физико-механических свойств грунтов.
Характеристика грунта | ИГЭ - 1 | ИГЭ - 2 | ИГЭ - 3 |
Вид, тип, разновидность | Песок средней крупности, маловлажный, рыхлый | Суглинок твердый | Глина полутвердая |
1. Влажность грунта, W,% | 10 | 15 | 18 |
2. Влажность на границе текучести, WL,% | - | 29 | 40 |
3. Влажность на границе раскатывания, Wp,% | - | 17 | 17 |
4. Плотность грунта, ,г/см3 | 1,70 | 1,77 | 1,80 |
5. Плотность частиц грунта, г/см3 | 2,65 | 2,71 | 2,75 |
6. Плотность сухого грунта, , г/см3 | 1,54 | 1,54 | 1,53 |
7. Удельный вес, ,кН/м3 | 16,8 | 17,5 | 17,8 |
8. Коэффициент пористости, e | 0,175 | 0,76 | 0,808 |
9. Полная влагоёмкость, Wsat | 27 | 28 | 29 |
10. Степень влажности, Sr | 0,37 | 0,535 | 0,62 |
11. Число пластичности, Ip | - | 12 | 23 |
12. Показатель текучести, IL | - | -0,167 | 0,043 |
13. Угол внутреннего трения, , 0 | 33 | 22 | 18 |
14. Удельное сцепление, c,кПа | - | 30 | 50 |
15. Модуль деформации, E,кПа | 20488,65 | 20794,8 | 20355 |
16. Расчётное сопротивление, R0, кПа | не нормируется | 252,7 | 295,7 |
2. Оценка инженерно-геологических условий
участка застройки.
2.1. Определение расчетной глубины промерзания грунта.
1) Нормативная глубина промерзания:
где (для песков).
– безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму.
2) Расчетная глубина промерзания:
где – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений при температуре подвала равной 50С.
C учетом глубины промерзания грунта определяют глубину заложения фундамента.
2.3. Краткая оценка инженерно – геологических условий площадки строительства.
Участок строительства расположен в городе Архангельск, рельеф участка относительно ровный с определенным уклоном, на участке строительства выполнена планировка. Разрез участка представлен следующими инженерно – геологическими элементами:
ИГЭ №1.
Песок средней крупности, толща
R
o
- не нормируется
ИГЭ №2.
Суглинок твёрдый, толща
ИГЭ №3.
Глина полутвердая.
2.4. Выбор глубины заложения фундамента.
При выборе глубины заложения фундамента следует учитывать:
1) расчетная глубина промерзания грунта должна быть меньше глубины заложения;
2) конструктивные особенности здания (наличие подвала или технического подполья), отметка подошвы фундамента должна быть не менее, чем на
3) инженерно-геологические условия участка строительства, фундамент здания должен упираться на один и тот же грунт;
4) гидрогеологические условия площадки (вскрыты или не вскрыты грунтовые воды).
3. Нагрузки, действующие на фундамент.
Расчет оснований и фундаментов производится по двум группам предельных состояний.
По 1- ой группе предельных состояний:
Определяем несущую способность свайного фундамента, проверяем прочность конструкции фундамента и устойчивость основания. Расчет производится по расчетным усилиям с коэффициентом надежности>1.
По 2- ой группе предельных состояний:
Определяем размер подошвы ленточного фундамента и осадки основания. Расчет ведется по расчетным усилиям с коэффициентом надежности=1.
3.1. Выбор расчетных сечений и определение грузовых площадей.
Сечение 1 – 1: Наружная несущая стена:
Сечение 2 – 2: Наружная самонесущая стена:
Сечение 3 – 3: Внутренняя несущая стена:
Сечение 4 – 4: Наружная несущая стена:
Сечение 5 – 5 :Внутренняя несущая стена:
Сечение 6 – 6: Наружная стена, несущая элементы лестницы:
Сечение 7 – 7: Внутренняя стена, несущая элементы лестницы:
3.2. Постоянные нагрузки, действующие на
Характеристика нагрузок | Нормативные нагрузки, | Расчетные нагрузки | ||||
По 2-ой группе предел. сост. | По1-ой группе предел. сост. | |||||
| Р | | Р1 | |||
1. Кровля: | | | | | | |
1. 4 слоя рубероида на мастике, защитный слой – гравий. | 0,4 | 1 | 0,4 | 1,2 | 0,48 | |
2. Стяжка - цементный раствор М - 100 | 0,6 | 1 | 0,6 | 1,3 | 0,78 | |
3. Утеплитель – керамзит | 1,8 | 1 | 1,8 | 1,2 | 2,16 | |
4. Перекрытия – панели многопустотные ж/б по серии 1.141 - 1 | 3,2 | 1 | 3,2 | 1,1 | 3,52 | |
Итого: | 6 | | 6 | | 6,94 | |
2. Междуэтажные перекрытия: | | | | | | |
1. Перекрытия – панели многопустотные ж/б по серии 1.141 - 1 | 3,2 | 1 | 3,2 | 1,1 | 3,52 | |
2. Пол – паркет, линолеум по легкобетонной подготовке | 0,9 | 1 | 0,9 | 1,2 | 1,08 | |
Итого: | 4,1 | | 4,1 | | 4,6 | |
3. Лестничная конструкция: | | | | | | |
1. Лестницы – марши ж/б серии 1.252.1 - 4 | 3,8 | 1 | 3,8 | 1,1 | 4,18 | |
Итого: | 3,8 | | 3,8 | | 4,18 | |
4.Перегородки: | | | | | | |
1.Гипсобетонные панели по ГОСТ 9574 - 80 | 0,3 | 1 | 0,3 | 1,2 | 0,36 | |
Итого: | 0,3 | 0,3 | 0,36 | |||
где – коэффициент надежности по нагрузке (табл.1 [5]).
3.3. Нормативные нагрузки от собственного веса кирпичных стен.
1. Наружные стены без проемов.
2. Внутренние стены без проемов.
3. Стены наружные с проемами.
Стена по оси А.
, где - суммарная площадь окон по стене на этаже.
, где 0,7 – вес 1м2 оконного остекления.
Стена по оси Г.
, где - суммарная площадь окон по стене на этаже.
, где 0,7 – вес 1м2 оконного остекления.
Стены по осям 1 и 6 одинаковы, поэтому рассматриваем одну из них:
, где - суммарная площадь окон по стене на этаже.
, где 0,7 – вес 1м2 оконного остекления.
3.4. Расчетные нагрузки от собственного веса стен.
Характеристика нагрузок | Нормативные нагрузки, | Расчетные нагрузки | |||
По 2-ой группе предел. сост. | По1-ой группе предел. сост. | ||||
| Р | | Р1 | ||
1. Наружная стена без проемов. | 274,230 | 1 | 274,230 | 1,2 | 329,076 |
2. Внутренняя стена без проемов | 182,630 | 1 | 182,630 | 1,2 | 219,156 |
3. Наружная стена с проемами: а) по оси А: | 184,630 | 1 | 184,630 | 1,2 | 221,556 |
б) по оси Г: | 205,900 | 1 | 205,900 | 1,2 | 247,080 |
в) по оси 1: | 210,170 | 1 | 210,170 | 1,2 | 252,204 |
Итого: | 1057,560 | 1057,560 | | 1269,072 |
3.5. Временные нагрузки.
Нагрузки на перекрытие и снеговая нагрузки согласно СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия» могут относиться к длительным и кратковременным. При расчете по
I-ой группе предельных состояний – учитываются как кратковременные, а по II-ой группе предельных состояний – как длительные.
Для определения длительных нагрузок берем пониженное нормативное значение, для определения кратковременных – полное нормативное значение.
Длительные нагрузки берем с коэффициентом сочетания , кратковременные с коэффициентом сочетания
3.5.1. Снеговая нагрузка.
а) для расчета по II-ой группе предельных состояний:
где – расчетное значение веса снегового покрова на
– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.
Нормативная нагрузка от снега на
Пониженное расчетное значение снеговой нагрузки:
Расчетное значение длительной снеговой нагрузки:
где – коэффициент надежности по нагрузке по II-ой группе предельных состояний;
– коэффициент сочетания в основном сочетании для длительных нагрузок.
б) для расчета фундаментов по I-ой группе предельных состояний:
Расчетное значение кратковременной снеговой нагрузки:
– коэффициент сочетания в основном сочетании для длительных нагрузок.
3.5.2. Нагрузки на перекрытия.
а) для расчетов оснований по II-ой группе предельных состояний:
Пониженное значение нормативной нагрузки:
- междуэтажные перекрытия административного здания
- коридоры, лестницы, фойе
Расчетная длительная нагрузка.
где – коэффициент надежности по нагрузке по II-ой группе предельных состояний;
– коэффициент сочетания в основном сочетании для длительных нагрузок.
- междуэтажные перекрытия административного здания
- коридоры, лестницы, фойе
б) для расчетов оснований по I-ой группе предельных состояний:
Полное значение нормативной нагрузки:
- междуэтажные перекрытия административного здания
- коридоры, лестницы, фойе
Расчетное значение длительной нагрузки:
где – коэффициент надежности по нагрузке по I-ой группе предельных состояний;
– коэффициент сочетания в основном сочетании для длительных нагрузок;
– коэффициент сочетания, определяемый по формуле:
где – коэффициент сочетания, принимаемый для ленточных фундаментов;
– количество перекрытий, на которые действуют данная нагрузка.
- Для административных помещений
- для лестниц