Реферат на тему фундаменты гражданских зданий

Обновлено: 14.05.2024

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.

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 Р_ср 3

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Проверила преподаватель _____________________ Жегалова К.П.
Нижний Новгород 2010г.

Введение
Целью данной работы является выбор, обоснование и расчет фундаментов жилого здания.

Место строительства – город Смоленск.

Учебный кирпичный корпус, состоящий из одной секции, длиной 39,0 м и шириной 15,42 м в осях. Этажность – 5.

В здании имеется подвал с отметкой пола -2,30 м ниже уровня пола первого этажа, технический чердак отсутствует.

Стены, несущие перекрытия (покрытие) по осям А, Б, В, Г, Д, несущие элементы лестниц – по осям 2, 3 и 4, 5. Стены наружные выполнены из глиняного кирпича, внутренние из глиняного кирпича.

План секции жилого дома, разрез, ведомость конструктивных элементов, таблица проемов, прочие исходные данные и указания изложены в задании на проектирование.

Инженерно-геологические условия площадки строительства оцениваются на основе характеристик грунта определенных непосредственным испытанием и приведенных в бланке задания. В ходе работы строится инженерно-геологический разрез, производится его анализ, оценка, в соответствии с чем и делается выбор возможных для заданных условий строительства вариантов фундаментов. Производится их технико-экономическое сравнение и для наиболее выгодного делается расчет для заданных сечений.
1. Обработка результатов исследования физико-механических свойств
1.1. Определение физических характеристик грунта.
ИГЭ – 1.

В дополнение к определенным в геотехнической лаборатории вычислим необходимые физические характеристики грунта:

ρ_S =2,65т/м 3 ; ρ_II = 1,70 т/м 3 ; ω =10 %; φ_II =33 Å .

Гран. состав: масса частиц крупнее 0,25 мм 55,2% - песок средней крупности

Пористость:
Плотность грунта во взвешенном водяном состоянии:
Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии:
Плотность грунта в сухом состоянии:
Удельный вес грунта в сухом состоянии:

Результаты определений занесем в сводную таблицу 1.
ИГЭ – 2:

Название грунта определим по числу пластичности

Коэффициент пористости:
Пористость:
Плотность грунта во взвешенном водяном состоянии:
Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии:
Плотность грунта в сухом состоянии:
Удельный вес грунта в сухом состоянии:

Расчетное сопротивление суглинка составит
ИГЭ – 3:

Название грунта определим по числу пластичности

Расчетное сопротивление глины составит

1.2. Обработка результатов испытаний грунта штампом
ИГЭ – 1. Супесь пластичная
Таблица 2 . Испытания грунта ИГЭ - 1 штампом.

ω – безразмерный коэффициент равный 0,79;

d – диаметр штампа, м;

∆ P – приращение давления между двумя точками, взятыми на осредняющей прямой, кПа. За начальное значение принимается давление, равное вертикальному напряжению от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента (в практических расчетах принимаем 50 кПа), за конечное давление, соответствующее конечной точке прямолинейного участка;

∆ S – приращение осадки штампа в м между теми же точками, соответствующее ∆ P .

Для рассмотрения случая испытания глины стандартным штампом площадью А=5000 см 2 , диаметр d =0,798 м, модуль деформации определится:
1.3. Обработка результатов компрессионных испытаний грунта
ИГЭ – 2. Грунт – суглинок

Рисунок 2 . График испытания грунта ИГЭ - 2 в компрессионном приборе.

Используя нормативные рекомендации, определяем коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа.
Модуль деформации по компрессионным испытаниям определяем по формуле
где β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,62 – для суглинков.

Модули деформации Е_к, полученные по результатам компрессионных испытаний, из-за несоответствия напряженно-деформированного состояния грунта в приборе и в основании фундамента, имеют заниженные значения. Поэтому для перехода к натурным значениям модуля деформации Е от компрессионных значений Е_к при испытании аллювиативных, делювиативных и озерно-аллювиальных глинистых грунтов при показателе текучести 0,5 I_L ≤ 1 вводится корректировочный коэффициент m_k , при принимаем .

Значение модуля деформации определяется по формуле
ИГЭ – 3. Грунт – глина

Рисунок 3 . График испытания грунта ИГЭ - 3 в компрессионном приборе.
Используя нормативные рекомендации, определяем коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа.
Модуль деформации по компрессионным испытаниям определяю по формуле
где β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,40 – для глин.

Коэффициент m_k принимается равным 5,75.

Значение модуля деформации определяется по формуле

2. Оценка инженерно-геологических условий участка строительства.

2.1. Инженерно-геологический разрез.
Рисунок 4 . Инженерно-геологический разрез по I - I с вертикальной привязкой фундаментов здания.
2. 2. Оценка инженерно-геологических условий участка строительства.
Участок строительства расположен в городе Смоленск. Площадка характеризуется благоприятными условиями для строительства: имеет относительно ровный рельеф, отмечается горизонтальное простирание слоев грунта. Возможность оползневых смещений отсутствует на данном участке.

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

I – песок средней крупности рыхлый маловлажный. Толщина 1,0 м. Имеет следующие характеристики: γ _II
= 16,8 кН/м 3 , е = 0,715,
E
=18254кПа,
S_r
,=0,371. Данный слой не может быть использован в качестве естественного основания для фундаментов здания.

II – суглинок твердый γ _II
= 17,5 кН/м 3 , е = 0,761,
I_L
= -0,167,
E
=20795кПа , толщина 1,0 м , который может быть использован в качестве естественного основания.

III – глина полутвердая. γ _II
= 17,8 кН/м 3 , е = 0,803, ,
E
= 20355кПа,
Ro
= 300 кПа , который может быть использован в качестве естественного основания.
2.3. Выполнение вертикальной привязки фундаментов здания.

Выделение рациональных вариантов фундаментов.
I
вариант – ленточный фундамент на естественном основании.

Отметка пола технического подполья для данного здания – минус 2.300; заглубление подошвы фундамента ниже пола технического подполья – на 1,0 м . Таким образом, отметка заложения подошвы фундамента предварительно может быть принята – минус 3.600.

II
вариант – свайный фундамент.

Проектированием свайного фундамента предусматривается передача нагрузки от сооружения на нижележащий более прочный грунт – глину полутвердую. Из условия погружения свай в глину на 1,5 метра (обычно 1- 2 метра ), определится отметка нижних концов свай – минус 6.000 и длина свай 3,0 м .
3. Определение глубины заложения фундамента
Принимая во внимание наличие технического подполья под всем зданием, равномерное загружение всех фундаментальных нагрузок от здания, отсутствие прикрывающих зданий, спокойного характера напластований отдельных видов грунтов, отсутствие уровней грунтовых вод и верховодки, в данном случае при определении глубины заложения фундамента необходимо учесть особо важный фактор – глубины сезонного промерзания грунтов.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта и фундаментов здания определяю по формуле
где – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таб. 2.4 пособия [2]; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений – = 1,1 кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой; в данной работе здание с температурой в техническом подполье 5 Å С коэффициент = 0,7

– нормативная глубина промерзания, определяю по формуле
где – безразмерный коэффициент, числено равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе: для г. Смоленск принимается равной 27,7 Å С [в соответствии с заданием].

– величина, принимаемая равной (м) для: суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупнообломочных грунтов – 0,34.

Таким образом, расчетная глубина сезонного промерзания для рассматриваемого здания и указанных инженерно-геологических условий определяется:

Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства позволяет сделать вывод, что принятая глубина заложения фундаментов в данном примере достаточна.
4. Выделение расчетных сечений при проектировании фундаментов и определение соответствующих расчетных нагрузок.
В соответствии с заданием на курсовой проект произведем расчет оснований и фундаментов 5-этажного кирпичного здания в г. Смоленск.

В соответствии с заданием кафедры оснований и фундаментов на схематическом плане типового этажа этого дома отмечены 4 характерных сечения, в которых следует определить действующие в них расчетные усилия.

Расчёт оснований производится по двум группам предельных состояний:

по первой группе предельных состояний. Определяется несущая способность свайных фундаментов, а так же проверяется прочность конструкции фундамента. Расчёт производится по расчётным усилиям, определяемым с коэффициентом надёжности по нагрузке больше
.

по второй группе предельных состояний. Расчёт производится по расчётным усилиям, определяемым с коэффициентом надёжности по нагрузке g
_f
=1.
4.1. Выбор расчетных сечений и площадей.
Расчёт фундамента производится четырех сечениях, для которых вычисляется расчётное усилие на фундамент.

Сечение 3-3 – внутренняя самонесущая стена лестничной клетки:

Общие принципы проектирования оснований и фундаментов

При этом в качестве расчетных механических характеристик грунта используются:

1. Модуль общей деформации Е.

2. Коэффициент поперечной деформации Е.

Конструктивная схема здания — полный железобетонный каркас.

Ограждающие конструкции — кирпич.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

.1 Основные параметры здания

.2 Таблица нагрузок

.3 Инженерно-геологические условия

. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

.1 Вычисление дополнительных характеристик

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

.2 Построение эпюры расчётных сопротивлений

. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ

.1 Конструктивные особенности здания

.2 Фундамент на естественном основании

Нужна помощь в написании курсовой?

.2.1 Определение глубины заложения фундаментов

.2.2 Конструирование фундамента

.2.3 Расчёт фундамента по прочности

.2.4 Расчёт фундамента по деформациям

.2.5 Расчёт стоимости строительно-монтажных работ

.3Фундамент на искусственном основании

.3.1 Определение глубины заложения фундаментов

.3.2 Конструирование фундамента

Нужна помощь в написании курсовой?

.3.3 Расчёт фундамента по прочности

.3.4 Расчёт фундамента по деформациям

.3.5 Расчёт стоимости строительно-монтажных работ

.4 Свайный фундамент

.4.1 Определение глубины заложения ростверка

.4.2 Расчёт несущей способности свай

.4.3 Конструирование свайного фундамента

.4.4 Расчёт ростверка по прочности

Нужна помощь в написании курсовой?

.4.5 Расчёт свайного фундамента по деформациям

.4.6 Расчёт стоимости строительно-монтажных работ

. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА ФУНДАМЕНТА

.1 Конструирование фундамента

. ЗАЩИТА ПОДВАЛЬНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ОТ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И СЫРОСТИ

Нужна помощь в написании курсовой?

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Вариант курсового проекта — 6 (чётный).

Номер схемы сооружения — 2.

Номер инженерно-геологического разреза — 6.

1.1 Основные параметры здания

Нужна помощь в написании курсовой?

Район строительства — г. Санкт-Петербург.

Функциональное назначение здания — фабричный корпус.

Уровень ответственности здания — II (нормальный).

Конструктивная схема здания — полный железобетонный каркас.

Ограждающие конструкции — кирпич.

Рисунок 1. Схема здания

Рисунок 2. Схема расположения колонн

1.2 Таблица нагрузок

Нужна помощь в написании курсовой?

Таблица 1 — Расчётные значения нагрузок на обрез фундамента

№ фундамента	Размер несущей конструкции (колонны/стены), мм	1-е сочетание			2-е сочетание
NII, кН	MII, кН*м	ТII, кН	NII, кН	MII, кН*м	ТII, кН
1	600х400	1400	-140	-20	1780	-178	22
2	600х400	2270	9030253014431
3	600х400	1820	180	35	2100	220	37
4	400х400	620	50	—	730	56	—

1.3 Инженерно-геологические условия

В пределах пятна застройки пробурены 5 геологических скважин, глубиной 12,0 м. Схема расположения скважин и инженерно-геологические разрезы представлены ниже.

Инженерно-геологическим разрезом вскрыты следующие напластования грунтов:

ИГЭ-1 — супесь (12);

ИГЭ-2 — суглинок (7);

Нужна помощь в написании курсовой?

Рисунок 3. Инженерно-геологический разрез

Таблица 2 — Расчётные значения физико-механических характеристик грунтов

Наименование грунта (№ ИГЭ) , кН/м3, градcI, кПа, кН/м3, градcII, кПа, кН/м3, см/сут,

МПа
Техногенный грунт	17
Супесь (12)	17,4	20	5	19,2	24	8	26,5	0,21	0,23	0,18	2,5х10-7	14
Суглинок (7)	16,8	15	8	18,5	17	12	26,8	0,3	0,36	0,23	2,5´10-7	10
Песок средней крупности (18)	18,2	34	—	20,1	38	—	26,4	0,16	—	—	2,0х10-2	40

2. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

2.1 Вычисление дополнительных характеристик

Дополнительные производные характеристики грунтов, получаемые расчётным путём, представлены ниже для каждого вскрытого слоя.

— удельный вес скелета грунта, кН/м3;

— коэффициент пористости, д.е.;

— показатель пластичности, д.е.;

— показатель текучести, д.е.;

— удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды, кН/м3;

где — удельный вес воды;

— степень влажности грунта

— коэффициент относительной сжимаемости грунта, кПа-1;

где — коэффициент, учитывающий отсутствие бокового расширения грунта;

коэффициент Пуассона, принимаемый в соответствии с табл. 3 (табл. 5.10 СП 22.13330.2011);

Таблица 3 — Значения коэффициента Пуассона для различных видов грунтов

Грунты	Коэффициент Пуассона, v
Крупнообломочные грунты	0,27
Пески и супеси	0,30 — 0,35
Суглинки	0,35 — 0,37
Глины при показателе текучести IL:
0,20 — 0,30
0,30 — 0,38
0,38 — 0,45
Примечание: меньшие значения v применяют при большей плотности грунта

Нужна помощь в написании курсовой?

А) удельный вес скелета грунта γd, кН/м3:

Б) коэффициент пористости е:

Г) содержание твердых частиц в единице объема m

Д) полная влагоемкость:

Е) степень влажности , д.е.:

Ж) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды , кН/м3:

(26,5 — 9,8)*0,6= 10,02 кН/м3

И) число пластичности:

Нужна помощь в написании курсовой?

К) показатель текучести:

по ГОСТ 25100-2011 супесь пластичная, так как 0≤ 0,6≤1,00

л) Сжимаемость грунтов (деформированность)

Е=14 МПа- среднедеформирован (по ГОСТ 25100-2011) 10≤14≤50

Полное наименование слоя: супесь пластичная, среднедеформированная.

А) удельный вес скелета грунта γd, кН/м3 :

Б) коэффициент пористости е:

Нужна помощь в написании курсовой?

Г) содержание твердых частиц в единице объема m

Д) полная влагоемкость:

Е) степень влажности , д.е.:

Ж) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды , кН/м3 :

(26,8 — 9,8)*0,53= 9,01 кН/м3

И) число пластичности:

К) показатель текучести:

по ГОСТ 25100-2011 суглинок мягкопластичный, так как 0,5≤0,54≤0,75

л) Сжимаемость грунтов (деформированность)

Е=10 МПа- сильнодеформирован (по ГОСТ 25100-2011) 10≤14≤50

Нужна помощь в написании курсовой?

Полное наименование слоя: суглинок мягкопластичный, сильнодеформируемый.

А) удельный вес скелета грунта γd, кН/м3 :

Б) коэффициент пористости е:

По ГОСТ 25100-2011 песок плотный, так как е=0,52≤0,55

Г) содержание твердых частиц в единице объема m

Нужна помощь в написании курсовой?

Д) полная влагоемкость:

Е) степень влажности , д.е.:

По ГОСТ 25100-2011 песок водонасыщенный, так как

Ж) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды , кН/м3 :

(26,4 — 9,8)*0,66= 10,956 кН/м3

Л) сжимаемость грунтов (деформированность)

Е=40 МПа- среднедеформирован (по ГОСТ 25100-2011) 10≤40≤50

Полное наименование слоя: Песок плотный, средней крупности, водонасыщенный, среднедеформированный.

.2 Построение эпюры расчётных сопротивлений

Расчётное сопротивление грунтов определяется в соответствии с п. 5.6.7 СП 22.13330.2011:

где ggc1 и ggc2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4 СП 22.13330.2011;

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (jII и cII) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б СП 22.13330.2011;y, Mq, Mc — коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 СП 22.13330.2011;z — коэффициент, принимаемый равным единице при b

Читайте также: