Материал: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Основания и фундаменты Вариант 4 (при наличии)

кН/м³ МПа;

3 слой – суглинок пылеватый, м, кН/м³ МПа;

ширина подошвы фундамента м;

глубина заложения подошвы фундамента м;

среднее давление под подошвой кПа;

грунтовые воды на глубине 3,6 м.

1. Вертикальное напряжение от веса грунта на уровне

подошвы фундамента кПа;

подземных вод кПа;

подошвы 2 слоя кПа;

кровли 3 слоя кПа;

подошвы 3 слоя кПа.

2. Принимаем толщину элементарного слоя

м.

3. Дополнительное давление под подошвой фундамента

кПа.

Расчет осадки приведен в форме таблицы, где коэффициент α определяется по табл. 5.8 СП 22.13330.2016 «Основания и фундаменты».

Таблица 1 – Расчет осадки сборно-монолитного фундамента

Толщинаслоя, м	Расстояние от подошвы до слоя Z	ζ =	α	Давление на слой σzp= α‧Pа, кПа	Среднее давление σzр,i, кПа	Еi, кПа	Осадка элементарного слоя, мм Si=β
1	2	3	4	5	6	7	8
0	0	0	1	235,5		30 ‧ 103
0,92	0,92	0,80	0,871	205,1	220,3		5,40
0,92	1,84	1,60	0,642	151,2	178,1		4,37
0,92	2,76	2,40	0,477	112,3	131,7		3,23
0,44	3,20	2,95	0,400	94,2	103,2		1,76
0,48	3,68	3,2	0,374	88,1	91,15	27 ‧ 103	0,75
0,92	4,60	4,00	0,306	72,1	80,1		2,18
0,92	5,52	4,80	0,258	60,7	66,4		1,81
0,92	6,44	5,60	0,223	52,5	56,6		1,54
0,92	7,36	6,40	0,196	46,1	49,3		1,34
0,92	8,28	7,20	0,175	41,2	43,6		1,18
0,92	9,20	8,00	0,158	37,2	39,2		ΣSi = 23,56
0,92	10,12	8,80	0,143	33,6	35,4

ΣS_i = 24‧10^-3м = 24 мм

S = ΣS_i < S_u = 100 мм



Рисунок 6 - Расчетная схема осадки ленточного фундамента
6. Расчет столбчатых фундаментов мелкого заложения

Здание имеет коридорный тип планировочного решения с неполным поперечным каркасом и с подвалом, размерами .

– нормативная 3200 кН

– расчетная 3790 кН

6.1. Определение размеров подошвы фундамента

Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом  = 18,9 кН/м³ и коэффициентом пористости е = 0,622.

Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком, R_о = 0,22 МПа.

При h_к = 400 мм принимаем h_s= 0,6 м, толщина подстаканника 0,3 м, фундаментную плиту из трех ступеней по 0,5 м каждая:

h_f = 0,6 +0,3 +1,5 = 2,4 м.

Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента:

d = d_b+ h_рр + h_f = 1 + 0,1 + 2,4 = 3,5 м.

Так как высота фундамента больше 1,9 м, по конструктивным соображениям размер подстаканника фундамента принимаем 900×900.

A = N / (R - _md) = 3,200/ (0,22 – 0,02  3,5) = 21,33 м²;

Размеры фундамента A = b ℓ = 4,61  4,61 = 21,25 м².

Расчетное сопротивление грунта основания при b = 4,61 м.



Принимаем R= 330 кПа.

Площадь подошвы фундамента

A = N / (R - _md) = 3,200/ (0,33 – 0,02  3,5) = 12,3 м²;

Принимаем монолитную плиту A = b ℓ = 3,51 3,51 = 12,3 м².

4,61 – 3,51 = 1,1, что больше 10%.

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,2 ∙ (5,449 ∙ 3,51 + 245,2) = 317 кПа.

A = N / (R - _md) = 3,200/ (0,317 – 0,02 3,5) = 12,9 м²;

A = b ℓ = 3,5 3,5 = 12,25 м².

3,51– 3,5 = 0,01, что менее 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,2 ∙ (5,449 ∙ 3,5 + 245,2) = 317,2 кПа.

Вес фундаментной плиты

G_f=Ah_p_

= (12,25 + 7,29 + 3,61) ∙ 0,4 ∙ 0,024 = 0,2 мН.

Вес стакана под колонну

G_s = 0,9 0,9  0,9  0,024 = 0,017 мН

Вес грунта на обрезах фундамента









Среднее давление под подошвой фундамента



Р = 317 кПа < R= 317,2 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 1 % < 10 %, следовательно, фундамент запроектирован рационально.

Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 3,5 × 3,5 м с высотой h_п = 0,5 м.

Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N= 3,790 мН.

От веса фундамента G_f = 1,1∙(0,065+0,015) = 0,2365 мН,

От грунта на уступах фундамента G_q = 1,15 ∙ 0,17 = 0,2 мН.

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок

.
6.2. Конструирование столбчатого фундамента

Конструирование жесткого столбчатого фундамента производится на основании результатов расчёта с соблюдением нормативных требований.

Схема монолитного железобетонного столбчатого жесткого фундамента стаканного типа приведена на рисунке 7.



Рисунок 7 - Схема монолитного железобетонного столбчатого жёсткого фундамента стаканного типа
6.3. Расчет осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя

Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2,

Р_о = Р - d= 345 – 18,9  3,5 =278 кПа,

b=3,5 м,

Грунтовые условия – по заданию.

II слой – суглинок легкий с коэффициентом Пуассона ν = 0,18.

При глубине заложения фундамента 3,5 м

h = 4,8 – 3,5 = 1,3 м

Определяем коэффициент эквивалентного слоя Аω_m= 1,01 (табл. 3, 4 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»).

Толщина эквивалентного слоя h_э= Аω_mb = 1,01·3,5=3,535 м.

Мощность сжимаемой толщи Н_с=2 h_э=2·3,535=7,07 м.

При глубине заложения подошвы фундамента d=3,5 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций Е_II=30 МПа, E_III=27 МПа.



Рисунок 8 - Расчётная схема осадки фундамента методом эквивалентного слоя

Относительные коэффициенты сжимаемости для:

- второго слоя при ν_II= 0,18; ;

МПа^-1.

- третьего слоя (глина пылеватая, комковая, полутвердая)

ν_III= 0,12; ;

МПа^-1.

- средний относительный коэффициент сжимаемости:



Конечная осадка фундамента:

=278 · 3,535 · 3,4 · 10^-5 = 0,0334 м = 3,34 см

Проверка условия

S= 3,34 см < S_u =10 см – условие удовлетворяется.
6.4. Расчет конечных осадок фундаментов с учетом их взаимного влияния

Исходные данные:

1. Фундаменты сборные железобетонные под колонны квадратной формы размером 2,1х2,1м; глубина заложения подошвы d = 3,5 м.

2. Дополнительное давление по подошвам фундаментов p_o = 278 кПа.

3. Грунт основания –слой суглинка (v = 0,18), относительный коэффициент сжимаемости m_v = 3,1*10^-5 кПа.

Определить осадку фундаментов с учетом их взаимного влияния согласно расчетной схеме на рис. 1.

Мощность эквивалентного слоя по формуле

где: при v = 0,18, n = l/b = 1 по таблице 4.

Собственная осадка фундамента по формуле



Дополнительная осадка фундамента S_д от загружения соседнего определяется по методу угловых точек. Центральная точка

F рассматриваемого фундамента 2 является угловой для прямоугольников загрузки ACFD-I и ACFD-II, прямоугольник BCFE загружен фиктивно.


Рисунок 9 - Расчетная схема к определению осадки фундаментов с учетом их взаимного влияния

Дополнительная осадка в точке F фундамента 2 от загружения фундамента 1.



где: – соответственно осадки угловой точки F прямоугольников Iи II.

Для прямоугольников I: n = l/b = 7,05/1,05 = 6,7;коэффициент эквивалентного слоя для угловой точки при v = 0,2 по табл. 4 по формуле



Мощность эквивалентного слоя



Для прямоугольников II: n = l/b = 4,95/1,05 = 4,7;





Полная осадка фундаментов под колонны с учетом их взаимного влияния

S = S_S + S_д =1,8 + 0,19 = 1,99 см.

7. Проектирование котлована

1. Размеры здания в плане LхB = 36х18 м.

2. Глубина заложения подошвы фундамента d = 1,4 м.

3. Грунт основания тугопластичный суглинок.

4. Ширина сборного ленточного фундамента b = 2,4.

Требуется разработать рабочие чертежи котлована здания.

Ширина прохода между основанием откоса и фундаментом aпринимается 0,8 м.

Размеры дна котлована в плане:

- длина

L_д =L + 2(a+b/2) = 36+ 2(0,8 + 1,2) = 40 м;

- ширина

B_д =B + 2(a+b/2) = 18+ 2(0,8 + 1,2) = 22 м;

Глубина котлована в точках 1, 2, 3, 4:

h₁ = 92,65 - 91,17= 1,48 м;

h₂ = 92,7 - 91,17= 1,53 м;

h₃ = 92,9 - 91,17= 1,73 м;

h₄ = 92,85 - 91,17= 1,68 м.

Размеры котлована поверху:

- длина по осиА

L_vА =L_d + Z₁ + Z₄ = 40 + 0,74 + 0,84 = 41,58 м.

где: заложения Z определяются по крутизне естественного откоса h/Z = 1/0,5 по табл. 5учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»:

Z₁= 0,5h₁ = 0,5 · 1,48 = 0,74 м;