Курсовые, рефераты, дипломные на заказ

Как написать курсовую. Примеры .

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра подземных сооружений, оснований и фундаментов

Проектирование фундаментов

курсовая работа

Выполнил: студент группы 5011/1 Ги+дов А.А.
Преподаватель: Синяков Л.Н.

Санкт-Петербург
1999 г.
1.     Цель работы и исходные данные.      3
1.1. Цель работы.       3
1.2. Исходные данные. 3
2.     Проектирование фундаментов мелкого заложения. 4
2.1. Определение глубины заложения фундаментов.      4
2.2. Сбор нагрузок, действующих на фундамент. 4
2.3. Определение площади подошвы фундаментов. 6
2.3.1.       Проверка напряжений по подошве фундамента.      8
2.3.2.       Определение площади подошвы фундамента. 9
2.4. Расчет осадки фундамента.     10
2.4.1.       Определение осадки первого фундамента.    11
2.4.2.       Определение величины осадки под вторым и третьим
фундаментами.      12
2.4.3.       Проверка расчетов.       13
2.5. Расчет фундамента на устойчивость. 14
3.     Проектирование свайных фундаментов для сооружения.    15
3.1. Определение размера и несущей способности свай.       15
3.1.1.       Определение размера и несущей способности первого фундамента.
      16
3.1.2.       Определение размеров и несущей способности свай второго и
третьего фундаментов.    17
3.2. Расчет осадки свайных фундаментов. 19
3.2.1.       Расчет первого фундамента.    19
3.2.2.       Расчет осадки второго и третьего оснований.     20
3.3. Проверка расчетов. style='mso-tab-count: 1'>      22
Список литературы.       23

1.     Цель работы и исходные данные.
1.1. Цель работы.

Целью данной работы является проектирование и расчет фундамента акведука.
Работа включает в себя расчет двух видов фундаментов, с последующим
выбором оптимального варианта по экономическим показателям.
1.2. Исходные данные.

На рисунке 1.1. представлены фасад и поперечный разрез сооружения.
Географический район строительства – г. Кустанай.
Характеристики грунтов и глубины их залегания представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1.
№
п/п
Наименование
грунта
Толщина слоя
Песок
пылеватый
Глина
Супесь
Суглинок

2.     Проектирование фундаментов мелкого заложения.
2.1. Определение глубины заложения фундаментов.

Для фундаментов мелкого заложения, отношение ширины по подошве b к
глубине заложения d не должно превышать двух, т.е. . Нормативная
глубина сезонного промерзания грунта    принимается средней из ежегодных
максимальных глубин сезонного промерзания. В данном случае, для города
Кустанай м [2, c81]. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта
определяется как:
, (2.1.)
где    - коэффициент влияния теплового режима сооружения. Для фундаментов
не отапливаемых сооружений . По формуле (2.1.) находим:
м.
По геологическому разрезу видно, что грунты основания среднесжимаемые, но
пучинистые, т.е. , следовательно, принимаем м.
На рисунке 2.1. представлена схема фундаментов и залегания грунтов.
2.2. Сбор нагрузок, действующих на фундамент.

Для расчетов будут рассмотрены сочетания нагрузок:
?      Основное;
?      Дополнительное.
Разделим, также, нагрузки на:
?      Постоянные;
?      Временные,
в зависимости от продолжительности действия.
Постоянными нагрузками называют:
?      Собственный вес элементов конструкции.
Временные же нагрузки:
?      Нагрузка от веса воды;
?      Ветровое воздействие (кратковременная нагрузка).
Назначим:
?      основное сочетание:
, (2.2.)
где П – постоянная нагрузка;
Вдл – нагрузка от длительных воздействий;
Вкр – нагрузка от кратковременных воздействий.
?      Дополнительное сочетание:
, (2.3.)
где n – число кратковременных нагрузок.
Сбор нагрузок проводится на уровне обреза фундамента. В Таблице 2.1.
приведены полученные значения и расчет.

Таблица 2.1.

№
п/п
Наименование
нагрузки
Формулы для
расчета
Нормативная
нагрузка
Коэф.
над.
Расчетное
значение
нагрузки
Примечания
Фундамент 1.
Постоянные нагрузки:
Вес лотка
Вес быка
Временные нагрузки
Вес воды в лотке
Суммарная нагрузка
Кратковременная
нагрузка
Ветровая нагрузка
Фундамент 2.
Постоянные нагрузки:
Вес лотка
Вес быка
Временные нагрузки
Вес воды в лотке
Суммарная нагрузка
2.3. Определение площади подошвы фундаментов.

В связи с тем, что на каждый из фундаментов действуют разные нагрузки, а
также отличаются характеристики грунтов под подошвой фундаментов,
фундаменты будут рассматриваться отдельно. Общая формула для определения
подошвы:
, (2.4.)
где P – расчетная нагрузка на уровне обреза фундамента;
R - расчетное сопротивление грунта основания;
hв – заглубление подошвы под ? ГГВ ( м);
?ср – осредненное значение удельного веса грунта и бетона ( т/м3);
d – глубина заложения фундамента.
Определяем R по зависимости:
, (2.5.)
где и    - коэффициенты условий работы [3, с.8];
- коэффициенты [3, с.9];
и    - характеристики грунта над подошвой;
и    - характеристики грунта под подошвой.
, (2.6.)
где l – неизвестно.
Отношение l к b принимается таким же, как отношение между
соответствующими параметрами сооружения:
следовательно, подставляя в (2.6.):
Подставим (2.7.) в (2.4.):
Определим коэффициенты:
Определим значение осредненного значения удельного веса грунтов под
фундаментом 1:
, (2.9)
где
- удельный вес сухого скелета грунта.
- отношение плотностей сухого грунта и грунта в естественном состоянии.
Для определения m определим плотность в естественном состоянии:
т/м3 – удельный вес взвешенной глины.
Аналогично рассчитывая суглинок, получаем:
.
Таким образом, подставляя данные всех расчетов в (2.9) получаем:
т/м3.
Для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:
,
где т/м3, м, , style="mso-spacerun: yes"> м.
т/м3.
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента.
тс/м2.
Таким образом, подставляя все полученное выше в формулу (2.5.) получаем:
. (2.10.)
Решая совместно уравнения (2.8.) и (2.10.) получим:
м;
тс/м2;
м2;
м.

2.3.1.       Проверка напряжений по подошве фундамента.

Проведем проверку напряжений по подошве фундамента 1.
1)

тс/м2.
Следовательно условие выполняется.
2.3.2.       Определение площади подошвы фундамента.

Расчеты площадей остальных двух фундаментов аналогичны расчету пункта
2.3., а проверки – пункту 2.3.1. Сведем все расчеты в таблицу 2.2., а проверки в
таблицу 2.3.

Таблица 2.2.

№
п/п
Величина
Фундамент 1
Фундамент 2
Фундамент 3
Таблица 2.3.

№
п/п
Величина
Фундамент 1
Фундамент 2
Фундамент 3
1
2.4. Расчет осадки фундамента.

Расчет осадки фундамента проводится с использованием линейно-
деформируемого пространства, методом послойного суммирования.
Основная формула для расчета осадки:
, (2.11.)
где ? - безразмерный коэффициент, ;
- среднее давление дополнительного вертикального нормального
напряжения в i-том слое грунта;
- толщина i-того слоя;
- модуль деформации i-того слоя.
2.4.1.       Определение осадки первого фундамента.

Расчет ведется на основе сочетания нормативных нагрузок. Нормативная
нагрузка: тс;
Собственный вес: тс;
Давление: тс/м2.
Дополнительное вертикальное давление для фундамента с м составляет
тс/м2.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы
фундамента распределяется по вертикали, проходящей через центр
подошвы фундамента:

,
где ? - относительная глубина.
.
Следовательно, задаваясь глубиной z определяем ? и . Расчет сведен в
таблицу 2.4.
Таблица 2.4.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя,
расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
,
где    - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы;
и    - удельный вес и толщина i-того слоя грунта.
При
: тс/м2; тс/м2;
тс/м2; тс/м2.
На рисунке 2.1. представлены эпюры и , и .
Точка пересечения    и дает сжимаемую толщину основания:
м.
Найдем осадку по формуле (2.11.):
м см.
2.4.2.       Определение величины осадки под вторым и третьим
фундаментами.

Расчет проводится аналогично пункту 2.4.1. Сведем все расчеты в таблицы.
В таблицах 2.5. и 2.6. представлены нагрузки на основание под вторым
фундаментом, определение .
тс; тс; тс/м2.
Дополнительное вертикальное давление для фундамента с м составляет
тс/м2.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя,
расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
,
где    - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы;
и    - удельный вес и толщина i-того слоя грунта.
При
: тс/м2; тс/м2;
тс/м2; тс/м2.
На рисунке 2.1. представлены эпюры и , и .
Точка пересечения    и дает сжимаемую толщину основания:
м.
Найдем осадку по формуле (2.11.):
м
см.
тс; тс; тс/м2.
Дополнительное вертикальное давление для фундамента с м составляет
тс/м2.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя,
расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
,
где    - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы;
и    - удельный вес и толщина i-того слоя грунта.
При
: тс/м2; тс/м2;
тс/м2; тс/м2.
На рисунке 2.1. представлены эпюры и , и .
Точка пересечения    и дает сжимаемую толщину основания:
м.
Найдем осадку по формуле (2.11.):
м см.
2.4.3.       Проверка расчетов.

Осадка сооружения по СНиП 2.02.01.-83. не должна превышать
предельнодопустимой деформации основания:
см.
Это условие выполняется, т.к. максимальная осадка см.

Для первого пролета:
Для второго пролета:
Условия выполняются, а, следовательно, осадка сооружения допустима.
2.5. Расчет фундамента на устойчивость.

Устойчивость фундамента определяется при помощи коэффициента
надежности, определяемого по формуле:
, (2.12.)
где b – ширина столбика грунта;
R – радиус дуги окружности, м;
- вес столбика грунта.
,
где    - длина дуги скольжения;
- сцепление по подошве отсека.
, (2.13.)
где    - момент активных сдвигающих сил;
- плечо;
, (2.14.)
Расчеты сведены в таблицу 2.7.
На рисунке 2.2. представлена кривая скольжения.
Таблица 2.7.
Сравниваем с допустимым:
условие выполняется, а, следовательно, сооружение устойчиво.
3.     Проектирование свайных фундаментов для
сооружения.

3.1. Определение размера и несущей способности свай.

Свайный фундамент состоит из двух частей:
?      Ростверк;
?      Сваи.
Последние, ростверк объединяет в их верхней части. Для того чтобы назначить
размеры свай определить их несущую способность необходимо определить
нагрузку на уровне ростверка.
, (3.1.)
где Qp – вес ростверка;
Ар – площадь подошвы ростверка.
, (3.2.)
где d – глубина заложения ростверка.
При этом, глубина заложения ростверка должна быть меньше глубины
промерзания. Примем м.
Несущая способность висячей сваи определяется как:
, (3.3.)
где    - коэффициент условий работы сваи в грунте;
- коэффициент, учитывающий способ погружения сваи
(забивкой);
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи [4, с.7];
А – площадь опирания сваи на грунт (принимаем );
U – наружный периметр поперечного сечения сваи;
- расчетное сопротивление грунта основания по боковой поверхности [4, с.8];
- толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с поверхностью сваи.
В работе рассматривается каждый фундамент отдельно.
3.1.1.       Определение размера и несущей способности первого
фундамента.

м; м; м2; style="mso-spacerun: yes"> тс; м;
тс; тс.
Назначим размеры свай: м; м (с10-30).
По таблице 1 [4, с.7], определяется расчетное сопротивление под нижним
концом сваи:
где    - коэффициент надежности;
тс.
Количество свай определяется по формуле:
шт.
Принимаем шт.
Фундамент 1 состоит из ростверка м и шести свай с10-30;
м.
3.1.2.       Определение размеров и несущей способности свай второго и
третьего фундаментов.

м; м; м2; style="mso-spacerun: yes"> тс; м;
тс; тс.
Назначим размеры свай: м; м (с10-30).
По таблице 1 [4, с.7], определяется расчетное сопротивление под нижним
концом сваи:
Определим    и    по [4, с.8]:
где    - коэффициент надежности;
тс.
Количество свай определяется по формуле:
шт.
Принимаем шт.
Фундамент 2 состоит из ростверка м и шести свай с10-30.
Расположение свай аналогично расположению свай фундамента 1.

Фундамент 3.
м; м; м2; style="mso-spacerun: yes"> тс; м;
тс; тс.
Назначим размеры свай: м; м (с10-30).
По таблице 1 [4, с.7], определяется расчетное сопротивление под нижним
концом сваи:
тс/м2.
м2;
м;
м.
Определим    и    по [4, с.8]:

Таблица 3.3.
где    - коэффициент надежности;
тс.
Количество свай определяется по формуле:
шт.
Принимаем шт.
Фундамент 2 состоит из ростверка м и шести свай с10-30.
Расположение свай аналогично расположению свай фундамента 1.
3.2. Расчет осадки свайных фундаментов.

Расчет фундамента из висячих свай будет производиться для условного
фундамента на естественном основании в соответствии со СНиП 2.02.01.-83.
Границы условного фундамента определяются:
,
где    - осредненное значение углов внутреннего
трения;
h – длина свай;
где * - определяется на уровне подошвы условного фундамента.
В остальном, осадка рассчитывается аналогично фундаменту мелкого
заложения.
3.2.1.       Расчет первого фундамента.
Задаваясь z, определяется ? по [3], а, затем по формуле ,
дополнительные вертикальные напряжения. Результаты расчетов сведены в
таблицу 3.4., при этом , а .
Таблица 3.4.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя,
расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
,
где    - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы;
и    - удельный вес и толщина i-того слоя грунта.
При
: тс/м2; тс/м2;
тс/м2; тс/м2.
На рисунке 3.1. представлены эпюры и , и .
Точка пересечения    и дает сжимаемую толщину основания:
м.
Найдем осадку по формуле (2.11.):
м см.
3.2.2.       Расчет осадки второго и третьего оснований.
Второй фундамент:
Задаваясь z, определяется ? по [3], а, затем по формуле ,
дополнительные вертикальные напряжения. Результаты расчетов сведены в
таблицу 3.4., при этом , а .
Таблица 3.4.
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя,
расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
При
: тс/м2; тс/м2;
тс/м2; тс/м2.
На рисунке 3.1. представлены эпюры и , и .
Точка пересечения    и дает сжимаемую толщину основания:
м.
Найдем осадку по формуле (2.11.):
м см.

Третий фундамент:
Задаваясь z, определяется ? по [3], а, затем по формуле ,
дополнительные вертикальные напряжения. Результаты расчетов сведены в
таблицу 3.4., при этом , а .
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя,
расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
При
: тс/м2; тс/м2;
тс/м2; тс/м2.
На рисунке 3.1. представлены эпюры и , и .
Точка пересечения    и дает сжимаемую толщину основания:
м.
Найдем осадку по формуле (2.11.):
м см.
3.3. Проверка расчетов.

Осадка сооружения не должна превышать предельной величины деформации
основания - см. Это условие выполняется автоматически, так как
см.
Также должно выполняться условие:

Для первого пролета:
Для второго пролета:
Условия выполняются, а, следовательно, осадка сооружения допустима.

Список литературы.
1.     Костерин Э.В. Основания и фундаменты. –М.: Высшая школа., 1990.
2.     НИИОСП им. Герсиванова Госстроя СССР. Пособие по проектированию
оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01.-83.). –М.:Стройиздат.,
1986.
3.     СНиП 2.02.01.-83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. –М.:
Стройиздат., 1985.
4.     СНиП 2.02.01.-85. Свайные фундаменты. Госстрой СССР. –М.: ЦИТП
Госстроя СССР., 1986.

2