Проектирование основания и фундамента (стр. 1 из 5)
Министерство Образования Кыргызской Республики
Министерство Образования Российской Федерации
Кыргызско-Российский Славянский Университет
Факультет Архитектуры Дизайна и Строительства
Кафедра «Архитектура Промышленных и Гражданских Зданий»
Курсовая работа
по дисциплине «Основания и фундаменты»
на тему: «Проектирование основания и фундамента»
Выполнил: Гиндин. В.
стд. гр. ПГС-1-06
Проверил: Ордобаев Б. С.
Бишкек 2010
Оглавление
Введение
Раздел I. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки
Раздел II. Сбор нагрузок
Раздел III. Расчет фундаментов мелкого заложения
Раздел IV. Расчет фундамента по 2-му предельному состоянию
Раздел V. Конструктивные мероприятия
Введение
Целью данной курсовой работы является закрепление полученных теоретический знаний, путем использования их для решения конкретных практических задач. В процессе выполнения, студент должен научиться пользоваться справочной литературой по указанной дисциплине, а также получить навыки проектирования фундаментов и оснований зданий и сооружений. Также необходимо на конкретных примерах разобрать вопрос о применимости различных решений к определенным условиям и выявить наиболее рациональное решение.
Важным этапом в изучении любой дисциплины является закрепление полученных теоретических знаний путем использования их для решения конкретных практических задач. Этой цели и служит работа над курсовым проектом по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты», во время которой студент должен научиться пользоваться справочной литературой по указанной дисциплине (а это крайне важно при современном потоке информации) и получить навыки проектирования фундаментов и оснований зданий и сооружений. Кроме этого необходимо на конкретных примерах разобрать вопрос о применимости различных решений к определенным условиям и о выявлении наиболее рационального решения для данной конкретной задачи.
Общие принципы проектирования оснований и фундаментов
При расчете оснований и фундаментов необходимо помнить о том, что они входят в единую систему основание-фундамент-сооружение. Взаимное влияние элементов этой системы очевидно. Инженерно-геологические условия строительной площадки и конструктивные особенности сооружения влияют на выбор типа и конструкции фундамента.
Закономерность распределения давления под подошвой фундамента зависит от соотношения жесткостей фундамента и основания, формы фундамента в плане. Деформационные свойства грунтов основания оказывают определенное влияние на распределение усилий в конструктивных элементах сооружения.
Однако одновременный учет системы основание-фундамент-сооружение связан с определенными трудностями, которые обусловлены взаимной зависимостью обобщенных параметров элементов системы: например, жесткость сооружения зависит от деформируемости основания - сильно деформируемое основание предполагает конструкцию, приспособленную к неравномерным значительным осадкам; в свою очередь распределение осадок обусловлено жесткостью сооружения. Не зная величин осадок, мы не можем соответствующим образом распределить жесткость между различными конструктивными элементами сооружения; не зная жесткости сооружения, мы не можем определить осадки системы как единого целого. Фундаменты проектируют исходя из нагрузки, передаваемой надземными конструкциями в основном (за исключением гибких фундаментов) без непосредственного учета совместной работы элементов системы основание – фундамент - сооружение.
В расчете основание - один из элементов системы - представляется расчетной механической моделью, которая, опуская несущественное, не основное, отражает основные механические свойства составляющих его грунтов.
При этом в качестве расчетных механических характеристик грунта используются:
1. Модуль общей деформации Е.
2. Коэффициент поперечной деформации Е.
Эта модель учитывает общие, как упругие так и остаточные деформации основания. Сущность расчета л.д.с. заключается в следующем: зависимость осадки S от нагрузки Р только при средних напряжениях под подошвой фундамента Рср<R принимается линейной, что дает возможность использовать формулы теории упругости и определять применения, где R - расчетное давление под подошвой фундамента, вызывающее зоны сдвигов под углом подошвы фундамента высотой 'Л b (где Ь - меньший размер фундамента).
Исходные данные для проектирования
Геологический разрез и план см. в Приложении. Лист №
Конструктивная схема здания: каркасное, с навесными стеновыми ж/б панелями
Количество этажей: 5
Район строительства: г. Токмок.
Гранулометрический состав грунта в процентном отношении.
| № слоя | Диаметр гранул мм. | ||||||||||
| 10-5 | 5-2 | 2-1 | 1-0,5 | 0,50,25 | 0,250,1 | 0,10,05 | 0,050,01 | 0,010,005 | 0,0050,001 | <0,001 | |
| 1 | 0 | 0 | 1,0 | 2,0 | 15 | 23 | 10 | 16 | 6 | 9 | 3 |
| 2 | 0 | 0 | 2,0 | 4 | 10,9 | 40 | 23 | 8 | 10 | 1,6 | 1,5 |
| 3 | 0 | 5 | 3,0 | 25 | 27 | 20 | 8 | 8 | 3 | 1 | 0 |
Физические и физико-механические свойства грунтов основания.
| №слоя | Границытекучести ипластичности | Уд. весγукн / м3 | Об. весγкн / м3 | Влаж-ть% | i1=i0-∆i1, МПа | C | φ | ||||
| ∆l1P1=0.1 | ∆l2P2=0.2 | ∆l3P3=0.3 | ∆l4P4=0.4 | ||||||||
| WL | WP | ||||||||||
| 1 | 31 | 20 | 27,2 | 18,6 | 25,7 | 0,083 | 0,130 | 0,180 | 0,064 | 4 | 14 |
| 2 | 18,9 | 12,0 | 26,7 | 21,7 | 16,1 | 0,032 | 0,058 | 0,068 | 0,082 | 7 | 29 |
| 3 | 0 | 0 | 26,5 | 20,0 | 25 | 0,072 | 0,083 | 0,194 | 0,205 | 8 | 17 |
Раздел I. Оценка инженерно-геологических условий строительной
площадки
Одном из основных факторов, определяющих тип и размеры фундамента, являются инженерно-геологические условия строительной площадки. Правильность и экономичность выбранной конструкции фундамента, а также долговечность сооружения во многом зависят от точности определения физико-механических характеристик, мощности и вида грунтов.
Получение данных о грунтовых условиях строительства производится в процессе инженерно-геологических, топографо-геодезических и гидрогеологических изысканий.
Определение наименования грунтов основания.
Согласно СНиП II-15-74 полное наимнование грунта устанавливается на основании физических характеристик грунта, которые делятся на исходные и производные.
К исходным характеристикам относятся следующие:
а) гранулометрический состав грунта;
б) удельный вес, γу [кн / м3];
в) объемный вес, γ0 [кн / м3];
г) весовая влажность, W0 [%];
д) граница раскатывания(пластичности), Wр [%];
е) граница текучести, WL [%];
ж) сведения о наличии других примесей в грунте.
К производным физическим характеристикам относятся:
а) пористость. Определяется по следующей по формуле:
б) степень влажности G (коэффициент водонасыщености грунта, Jв) – отношение природной влажности грунта к его полной влажности, соответствующей полному заполнению грунта водой. Определяется по следующей по формуле:
, где γw – уд. вес воды.в) число пластичности JP [%] JP=0,01(WL-WP)
г) коэффициент консистенции JL=(W0-WP)/ (WL-WP);
д) коэффициент пористости на границе текучести em. Определяется по формуле:
е) коэффициент П, характеризующий просадочные свойства грунта. П=(em-e)/(1+e).
ж) коэффициент неоднородности грунта U=d60/d10. Где d60 и d10 – диаметр частиц, которых в грунте содержится 60% и 10% соответственно.
Определение наименования первого слоя грунта.
Наличие показателей границ текучести и пластичности свидетельствует о том, что первый слоя грунта является глинистым.
1. Определяем число пластичности: JP=0,01(WL-WP)=0,01(31-20)=0,11.
В соответствии с таблицей 6, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что глинистый грунт, с числом пластичности 0,11, является суглинком.
2. Определяем коэффициент консистенции:
JL=(W0-WP)/ (WL-WP)=(25,7-20)/(31-20)=0,518
В соответствии с таблицей 7, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что суглинок, с коэффициентом консистенции 0,518, является мягкопластичным.
3. Определяем коэффициент пористости грунта:
4. Определяем степень влажности грунта:
Так как степень влажности >0.8, данный слой грунта является непросадочным.
(СНиП II-15-74, пункт 2.13).
5. Определяем коэффициент пористости грунта на границе его текучести:
6. Определяем просадочность грунта:
П=(em-e)/(1+e)=(0,8432-0,8381)/(1+0,8381)=0,0027
7. Определяем коэффициент сжимаемости грунта:
8. Определяем коэффициент относительной сжимаемости грунта:
Заключение: первый слой грунта является суглинком, в мягкопластичном состоянии, непросадочным.