МИНИСТЕРСТВО образования и науки Украины
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
К изданию разрешаю:
Первый проректор
Г.В.Стадник
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению курсового проекта по курсу
“Механика грунтов, основания и фундаменты”
(для студентов 3 курса строительных специальностей
Содержание
Стр.
1. Общие указания к выполнению курсового проекта . . . . . . . . . . 5
2. Состав и объем курсового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1. Цель и состав проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2. Архитектурно-планировочное задание (исходные данные) . . . . . 6
2.3. Данные инженерно-геологических изысканий . . . . . . . . . . . . 6
2.4. Расчёт фундаментов на естественном основании . . . . . . . . . . . 7
2.5. Расчёт свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.6. Графическая часть проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. Инженерно-геологические изыскания . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.1. Привязка здания к топографической карте строительной площадки . . 8
3.2. Построение геологического разреза . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3. Определение физико-механических характеристик грунтов и
составление сводной таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4. Расчет фундамента на естественном основании . . . . . . . . . . . 18
4.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2. Определение глубины заложения фундамента . . . . . . . . . . . . 18
4.2.1. Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта . . . 19
4.2.2. Учет конструктивных особенностей здания . . . . . . . . . . . . . . 22
4.2.3. Оценка грунтовой толщи как естественного основания . . . . . . 25
4.3. Расчет размеров ширины подошвы фундамента на естественном
основании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.3.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.3.2. Расчет условной ширины подошвы фундамента . . . . . . . . . . 27
4.3.3. Определение расчетного сопротивления грунта . . . . . . . . . . . . 28
4.3.4. Основная расчётная схема фундамента . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.3.5. Определение степени внецентренности приложения нагрузки
и рациональной формы подошвы фундамента . . . . . . . . . . . . 32
4.3.6. Конструирование фундаментов (окончательное) . . . . . . . . . . 34
4.4. Проверка напряжений под подошвой фундамента . . . . . . . . . 37
4.4.1. Центрально нагруженный фундамент . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.4.2. Внецентренно нагруженный фундамент . . . . . . . . . . . . . . 37
4.5. Расчет осадки фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. Расчет свайных фундаментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.2. Расчет требуемой длины свай . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.3. Определение расчетной нагрузки на одну сваю . . . . . . . . . . . 49
5.4. Определение предварительного количества свай в ростверке . . . . 52
5.5. Конструирование ростверка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.6. Уточнение количества свай в ростверке . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.7. Определение фактической нагрузки на сваю . . . . . . . . . . . . . 55
5.8. Определение величин условных ширины Вусл и длины
Lусл подошвы свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.9. Проверка величин нормальных напряжений по подошве
условного свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.9.1. Определение расчетного сопротивления грунта . . . . . . . . . . . 57
5.9.2. Проверка напряжений под подошвой условного свайного
фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.10. Расчет осадки свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
6.0. Подбор фундаментных балок (рандбалок) . . . . . . . . . . . . . . 60
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Состав и объем курсового проекта
Цель и состав проекта
Целью проекта является:
· разработка варианта фундаментов неглубокого заложения (на естественном основании);
· разработка варианта свайных фундаментов для этого же здания, возводимого на слабых грунтах.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и одного листа чертежа (формат А-1).
В расчетно-пояснительной записке последовательно освещаются следующие вопросы.
Архитектурно-планировочное задание (исходные данные)
· данные о сооружении (тип и назначение, схематичное изображение на плане и в разрезе).
· горизонтальная привязка сооружения к заданной оси на топографическом плане строительной площадки.
· Конструктивное задание (нагрузки и исходные грунтовые условия).
Графическая часть проекта
выполняется на листе чертежной бумаги формата А-1. Эта часть проекта включает в себя: план фундаментов на естественном основании (масштаб 1:100, 1:200); для сборных фундаментов приводят раскладку фундаментных плит и блоков, монолитных участков (масштаб 1:25–1:50); укрупнённые фрагменты планов отдельных фундаментов и их сечения (масштаб 1:20, 1:25); совмещенный план свайного поля и ростверков; сечения свайных фундаментов; спецификации сборных элементов, монолитных фундаментов на естественном основании и свайных; примечания к чертежу.
Инженерно-геологические изыскания
Определение физико-механических характеристик грунтов и составление сводной таблицы
Сводную таблицу литологического состава и физико-механических характеристик грунтов составляем на основании физических характеристик, принятых по исходным данным проектного задания [1] и расчетным, а также механических характеристик, определяемых по таблицам нормативной литературы [3, 6], пример см. табл. 1.
Физические характеристики, определяемые опытным путем
· Влажность грунтов, w, % или в д.е.
· Удельный вес грунта, g, кн/м3.
· Удельный вес частиц, gs, кн/м3.
· Влажность на границе раскатывания, wр, %.
· Влажность на границе текучести, wL, %.
Расчет фундамента на естественном основании
Расчет размеров ширины подошвы фундамента на естественном основании
Определение степени внецентренности приложения нагрузки и рациональной формы подошвы фундамента
Для определения степени внецентренности загрузки фундамента требуется рассчитать эксцентриситет приложенной нагрузки по формуле
. (11)
При: е 0,033× b0 – фундамент считать внецентренно нагруженным;
е ¢ 0,033× b0 – центрально нагруженным.
Для центрально нагруженного отдельного фундамента рациональной формой подошвы в плане является квадратная, а для внецентренно нагруженных – прямоугольная, вытянутая в плоскости действия момента М (см. рис. 12). расчет ширины подошвы фундаментов выполняем по формулам
- для ленточного фундамента; (12)
- для отдельного (столбчатого) фундамента, (13)
где R – расчетное сопротивление грунта, расположенного под подошвой фундамента, определённое по формуле (5); η – численный коэффициент, представляющий отношение сторон фундаментной плиты l/b и принимаемый для центрально нагруженного фундамента равным 1, а для внецентренно нагруженного в диапазоне 1,2…1,4.
Полученное по формулам (12-13) значение b нельзя считать достаточно точным, так как расчетное сопротивление R определено с использованием величины условной ширины подошвы фундамента b0. В то же время точное значение расчетного сопротивления R также необходимо для последующего выполнения обязательных проверок. Дальнейшее уточнение значений b и R осуществляем методом последовательных приближений.
В целом схема расчета по методу последовательных приближений может быть представлена поэтапно следующим образом:
1) R0
2) b0
3) R1
4) b1 (14)
… …
i-1) Ri
i) bi
Расчет цепочки взаимных уточнений bi и Ri производится до тех пор, пока два последних значения bi не станут отличаться друг от друга на величину меньшую или равную 0,1 м, т.е.
│bi - bi-1 │£ 0,1 м. (15)
Для внецентренно нагруженных фундаментов определим также длину подошвы по формуле
l = η·b. (16)
Полученные методом последовательных приближений значения ширины и длины подошвы фундамента (b и l) не являются окончательными и подлежат корректировке с учетом конструктивных требований к размерам элементов фундаментов либо спецификаций типовых сборных элементов.
Поэтому следующим этапом расчета является окончательное конструирование фундаментов.
Проверка напряжений под подошвой фундамента
Условия проверки напряжений под подошвой фундамента зависят от степени внецентренности загружения фундамента.
Расчет свайных фундаментов
Исходные данные
Исходные данные относительно района строительства, архитектурно-планировочных решений, нагрузок на верхний обрез фундамента принять в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование.
Грунтовые условия принимаем для свайного фундамента по [1] .
Определение предварительного количества свай в ростверке
Количество свай в ростверке (предварительно) определяем по формуле
. (35)
Проверка величин нормальных напряжений по подошве условного свайного фундамента
Список литературы
1. Бронжаев М.Ф. Исходные данные к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов, основания и фундаменты” (для студентов 3 курса специальности “Городское строительство и хозяйство” и иностранных учащихся)/ХГАГХ: Харьков, 2001. – 51 с.
2. Зоценко М.Л., Коваленко В.І., Яковлєв А.В., Петраков О.О., Швець В.Б., Школа О.В., Біда С.В., Винников Ю.Л. Інженерна геологія. Механіка грунтів, основи та фундаменти.- Полтава: ПНТУ, 2004.- 568 с.
3. СНиП 2.02.01. - 83. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985. – 40 с.
4. СНиП 2.02.03. - 85. Свайные фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 48 с.
5. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01 – 83)/ НИИОСП им. Герсеванова. – М.: Стройиздат, 1986. – 415 с.
6. СНиП 2.01.01. - 82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983. – 137 с.
7. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат, 1990. – 303 с.
8. Шутенко Л.Н., Гильман А.Д., Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты. Курсовое и дипломное проектирование. – Київ: Вища школа. Головне від-во, 1989.- 328 с.
9. Справочник. основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.
10. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с.
11. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01 – 84 и СНиП 2.02.01 – 83)/ Ленпромстройпроект Госстроя СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 112 с.
Учебное издание
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов, основания и фундаменты” (для студентов 3 курса строительных специальностей и иностранных учащихся)
Составители:
Михаил Фёдорович Бронжаев, Татьяна Витальевна Мишурова
Ответственный за выпуск: В.В. Бизюк
Корректор: З.И. Зайцева
План 2005, поз. 293
Подп. к печати 09.06.2005 г. Формат 60384 1/8. Бумага офисная.
Печать на ризографе. Усл.- печ. лист. 3,0. Тираж 200 экз. Уч.-изд. л. 3,5.
Зак. № _______
61002, Харьков, ХНАГХ, ул. Революции, 12
Сектор оперативной полиграфии ИВЦ ХНАГХ
61002, Харьков, ул. Революции, 12, ХНАГХ