Пояснительная записка к курсовой работе по основаниям и фундаментам

Обновлено: 17.05.2024

Современное строительное производство характеризуется увеличением доли монолитного бетона.

У монолита много достоинств. Эта скорость строительства, определяемая оптимизацией всех сторон строительного процесса. Независимость конструкций от установленных размеров позволяет варьировать планировку, площадь квартир и комнат, Высоту потолков. А еще монолитные здания лишены швов - причины многих бед других технологий,

В силу технологических особенностей монолитный дом гораздо более устойчив к влиянию техногенных и иных неблагоприятных факторов окружающей среды. Особая жесткость и прочность конструкции делает монолит гораздо безопаснее по сравнению с другими технологиями, что особенно актуально в наше неспокойное время.

Монолитная конструкция дает равномерную осадку дома при естественной осадке почвы, перераспределяя нагрузку и предотвращая образование трещин. В монолитах нет стыков - нет и опасного влияния влаги на конструкцию. Срок эксплуатации монолитного дома - не менее 200 лет.

Особенно эффективно применение монолита при возведении фундаментов под промышленные и гражданские здания, технологическое оборудование, различные инженерные сооружения. Поэтому разработка в курсовом проекте эффективной технологии монолитного бетона, применение Высокопроизводительных машин, прогрессивных методов организации строительства и производства работ являются основными задачами. Сооружения из монолитного бетона требуют меньшего расхода арматуры, меньших энергетических затрат, а также ведут к снижению затрат на создание производственной базы. Возведение монолитных фундаментов - это комплексный процесс, состоящий из следующих видов работ:

Опалубочные работы, которые включают изготовление, транспортирование,
установку и разборку опалубки,
Арматурные работы, включающие заготовку арматуры, транспортирование ее, установку в опалубку,
Бетонные работы, включающие приготовление бетонной смеси, транспортирование,
укладку, уплотнение, уход за бетоном.

Настоящий курсовой проект Выполнен на основании задания, Выданного кафедрой «Технологии строительного производства».
1. Исходные данные

Задание на выполнение курсового проекта содержит следующие исходные данные:

- конструкцию и размеры плана фундаментов каркасного промышленного здания (рис.1);

- рельеф площадки строительства;

- отметка дна котлована 30,8 м;

- грунт растительного слоя 0,2 м. Массив грунта под строящимся зданием – глина карбонная;

- фундаменты монолитные железобетонные серии 1-412 под колонны серии

КЭ-01-49, КЭ-01-52. Сечение подколонника 2,7x1,2 м.

Размеры стакана по дну 0,9x0,5 м, по верху 0,95x0,55 м.
Глубина стакана 0,95 м;

- фундаменты под колонны выполняются трехступенчатыми. Размеры ступенчатой части фундамента снизу вверх имеют следующие значения 6,6x5,4 м, 4,8x3,6 м; 3,6x2.4 м;

- общая высота фундамента 3,0 м;

- армирование фундаментов осуществляется унифицированными стальными сварными сетками и каркасами. Расход арматуры - 40 кг/м 3 бетона.

Производство работ проектируется в летних условиях.

$c:\users\екатерина\desktop\тсп.jpg$

Рисунок 1 – План фундаментов

2. Выбор формы земляного сооружения

Выбирая форму земляной выемки (отдельные котлованы под каждый фундамент, траншеи по осям здания, общий котлован), следует стремиться к наименьшим объемам земляных работ, что способствует снижению затрат. Вместе с тем необходимо обеспечить нормальные условия работы строительных машин и движения транспортных средств.

Для устройства столбчатых фундаментов в качестве земляных выемок могут разрабатываться:

- отдельные котлованы под каждый фундамент;

- траншеи по продольным осям и отдельные котлованы под каждый фундамент по внутренним осям при разном шаге колонн.

Для определения формы земляного сооружения необходимо вычертить 2 разреза: по продольной и поперечной осям на участке двух смежных фундаментов (рис. 2).
Разрез по поперечной оси

Разрез по продольной оси

Рисунок 2 – Разрезы по продольной и поперечной осям

Необходимо определить расстояния D₁ и D₂. Их можно определить по формуле:

- запас, необходимый для производства работ и регламентируемый СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты», м (принимается 0,5 м);

- горизонтальное заложение откоса, м;

- коэффициент крутизны откоса, определяется по [1], в зависимости от вида грунта и глубины выемки (0,25);

- глубина выемки, м.

Также необходимо определить глубину котлована, как разницу между наибольшей отметкой горизонтали на участке и отметкой дна котлована:

D₂ = 24 – 6,6 – 2∙0,5 - 2∙1,05 = 14,3 м;

D₁ = 12 – 5,4 – 2∙0,5 - 2∙1,05 = 3.5 м;

Для возведения фундаментов целесообразно разрабатывать отдельные котлованы под каждый фундамент, так как обеспечен безопасный проезд машин между фундаментами.

3. Определение объемов работ
3.1. Подсчет объема разработанного грунта

где h_{р. с} - толщина растительного слоя h_{р. с} = 0,15 м;

F_{р. с.} - площадь участка с поверхности которого снимается растительный слой.

А и В - размеры здания в плане, м

F_{р. с.} = (96 + 2∙15)  (180 + 2∙15) = 26460 м 2

V_{р. с.} = 26460  0,15 = 3969 м 3

табл.1 Определим объем грунта в котлованах.

Зачистка недобора грунта в котловане
V_н = n · F_з ∙ h_зач, м 2
где: n – количество отдельных котлованов, шт;
F_к - площадь дна каждого котлована, м 2 ,
F_з = 6,4×7,6 = 48,64 (м 2 )
h_зач - толщина зачистки (принимается равным 0,1 (м)),
V_н = 80×48,640,1 = 389,12 (м 3 )

3.2. Подсчет объемов работ по возведению фундаментов
1. Устройство бетонной подготовки толщиной 0,1 м:

где a₁ и b₁ - размеры подошвы фундамента, м;

h_п - толщина бетонной подготовки, h_п = 0,1м.

Под 1 фундамент: W_п = (6,6+ 0,2)  (5,4 + 0,2)  0,1 = 3,808 м 3 .

Под все фундаменты в захватке (на 16 фундаментов):

W_п = 15  V_{б. п.} = 16  3,808= 60,93 м 3 .

Под все фундаменты:

W_п = 80  V_{б. п.} = 60  3,808 = 304,64 м 3 .
2. Бетонирование фундаментов:

V_ф 1 = 6,65,40,3 + 3.64,80,3 + 2,43,60,3 + 2,71,22,1 – 1,02 = 24,25 м 3

На все фундаменты в захватке (на 16 фундаментов): V_ф = 16  V_ф 1 = 388 м 3

На все фундаменты: V_ф = 80  V_ф 1 = 1940 м 3

3. Сборка/демонтаж щитов опалубки в панели:

где а₁ и b₁ - размеры 1-й ступени фундамента, м;

а₂ и b₂ - размеры 2-й ступени фундамента, м;

а₃ и b₃ - размеры 3-й ступени фундамента, м;

Н - высота фундамента, м;

На все фундаменты в захватке (на 15 фундамента): F_ф 16 =15  F_ф 1 = 470,4 м 2

На все фундаменты: F_ф =60  F_ф 1 = 2352 м 2

Рисунок 3 – бетонирование фундамента
4. Монтаж арматуры:

Армирование подошвы столбчатых фундаментов производят унифицированными типовыми сборными сетками в количестве 4 штук.

где g - расход арматуры на 1 м 3 бетона кг/м 3 , (g = 40 кг/м 3 )

W - объем фундамента, м 3

Расход арматуры на 1 фундамент:

G₁ = 0,04  24,25 = 0,97 т

На горизонтальное армирование 1 фундамента принимаем 0,7G₁:

G гор. = 0,7  0,97 = 0,679 т

на одну сетку: 0,1697 т.

На вертикальное армирование 1 фундамента принимаем 0,3G₁:

G верт. = 0,3  0,97 = 0,291 т

а) горизонтальных сеток

4.Проектирование производства земляных работ

4.1 Комплект машин для разработки и транспортирования грунта

Грунт в траншеях под фундаменты и в отдельных котлованах разрабатывается одноковшовым экскаватором с рабочим оборудованием обратная лопата. Ориентировочная емкость ковша экскаватора принимается в зависимости от объемов работ по таблице 4.

Вместимость ковша экскаватора при сосредоточенных объемах работ

Объем земляных работ, м 3	Вместимость ковша, м 3
500…5000	0,4…0,65
5000…10000	0,65…0,8
10000…20000	0,8…1,0
20000…30000	1,0…1,25
30000…50000	1,25…2,5

Принимаем экскаватор с вместимостью ковша 0,8…1,0 м 3 (так как объем грунта в котловане лежит в пределах 10000…20000 м 3 ).
Экскаватор обратная лопата на гусеничном ходу;

Вместимость ковша: 1,0 м 3 ;

Наибольшая глубина копания: 5,8 м;

Наибольший радиус копания: 9,0 м;

Наибольшая высота выгрузки: 5,0 м;

Мощность двигателя: 95 кВт;

Для транспортировки грунта с места возведения фундамента применяются автосамосвалы, грузоподъемность которых зависит от дальности транспортировки грунта и емкости ковша экскаватора.

При емкости ковша экскаватора 0,8…1,0 м 3 и дальности транспортировки грунта на расстояние 10 км целесообразно применять самосвал грузоподъемностью 10 т.

Марка автосамосвала: Урал 55571-40;

Грузоподъемность: 10 т;

Полная масса: 20,205 т;

Мощность двигателя: 169 кВт;

Максимальная скорость: 80 км/ч.

Определим количество транспортных средств, необходимое для бесперебойной отвозки грунта:

где Т_ц – продолжительность цикла автосамосвала, мин;

t_n – продолжительность погрузки грунта в автосамосвал, мин.

где и - время груженого и порожнего пробега автосамосвала, мин;

мин – продолжительность разгрузки автосамосвала, мин;

мин – время маневрирования автосамосвала, мин;

мин – время на мойку колес, мин;

где - средняя скорость движения груженого самосвала (20…30 км/ч);

- средняя скорость движения порожнего самосвала (30…40 км/ч);

L – расстояние перемещения грунта, км.

Продолжительность погрузки грунта в автосамосвал определяется следующим образом:

где - погрузочная емкость кузова автосамосвала, м 3 ;

- эксплуатационная часовая производительность экскаватора, м 3 /ч.

Погрузочная емкость кузова автосамосвала определяется в плотном теле грунта:

где - число ковшей экскаватора, выгружаемых в кузов самосвала;

- вместимость ковша экскаватора, м 3 ;

- коэффициент использования вместимости ковша экскаватора, =0,9.

В кузов автосамосвала выгружается целое число ковшей экскаватора:

где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

- плотность грунта, т/м 3 .

Эксплуатационная часовая производительность:

где Н_вр – норма времени на разработку 100 м 3 грунта, маш-ч.
Глина карбонная относится к III группе по сложности разработке механизированным способом. По ЕНиР [3] определяем норму времени с учетом III группы грунта, вместимости ковша экскаватора 1,0 м 3 и с погрузкой в транспортное средство:

Принимаем 5 самосвалов для бесперебойной отвозки грунта.

Проектирование производства работ по устройству фундаментов

Выбор опалубки для возведения монолитного фундамента

Рис. 4 - Конструирование опалубки FRAMAX.

Спецификация элементов опалубки приведена в таблице 5.1

Спецификация элементов опалубки

Самоходный кран для подачи бетонной смеси, автобетоносмесители
Автобетононасос, автобетоносмсесители

Подбор первого комплекта машин

Для монтажа опалубки и арматуры применяются самоходные стреловые краны. Для выбора марки крана необходимо установить требуемые параметры – грузоподъемность и вылет крюка.

Требуемая грузоподъемность крана – это масса наиболее тяжелого поднимаемого груза с учетом массы грузозахватного устройства. Наиболее тяжелый поднимаемый груз – панель опалубки.

где: – грузоподъёмность бункера, т;

- масса грузозахватывающего устройства, т;

– масса стропов, т;

Требуемый вылет крюка определяется следующим образом:

где: a – колея крана, м;

b – расстояние от выносной опоры крана до низа откоса котлована или траншеи, принимается по СНиП [5,6];

– технологический зазор, принимается 0,5 м;

– длина (ширина) нижней ступени фундамента, м.

Выбираем гусеничный кран МКГ-25 с длиной стрелы 12,5 (м) и гуська 5 (м).
Для доставки бетонной смеси принимаем автобетоносмеситель марки АБС-6 с V = 6 м 3 .

Количество автобетоносмесителей работающих совместно с краном и обеспечивающих непрерывную подачу бетонной смеси определяются:

где Q –количество бетонной смеси, которое укладывают за смену, м 3 /час;

П_см – сменная производительноть АБС

H_впр = Н_выр∙8 =166,67 м 3 /смену
Q =166,67∙2,5=416,67 м 3

q – грузоподъёмность АБС;

k_г – коэффициент использования АБС по грузоподъёмности, равный 1;

k_в – коэффициент использования АБС по времени, равный 0,8;

- продолжительность цикла автобетоносмесителя, мин.

где - продолжительность загрузки, мин;

и - продолжительность груженного и холостого пробега автобетоносмесителя, мин;

- время выгрузки, мин;

- продолжительность мойки колес, мин.

Принимаем 3 автобетоносмесителя.

Подбор второго комплекта машин

Принимаем автобетононасос СБ-126А.

Определяем эксплутационную производительность автобетононасоса:

где, к₁ – коэффициент учитывающий снижение производительности автобенонасоса в зависимости от вида бетонируемой конструкции, к₁=0,95, т.к. объём одного бетонируемого фундамента не больше 10 м 3 .

к₂ – коэффициент учитывающий снижение производительности бетононасоса от длины прямолинейного горизонтального участка, к₂=0,83.

к₄ – учитывает квалификацию машиниста, к₄=0,9.

к₅ – учитывает снижение производительности автобетононасоса из-за различных организационных причин, к₅=0,8.

П_э = 650,950,830,930,90,8=34,32 м 3 /час

Для доставки бетонной смеси принимаем автобетоносмеситель марки АБС-6.

Количество автобетоносмесителей работающих совместно автобетононасосом и обеспечивающих непрерывную подачу бетонной смеси определяются:

где Q – интенсивность подачи бетонной смеси, м 3 /час;

- производительность автобетоносмесителя, м 3 /час, определённая в подборе первого комплекта машин;

H_выр=8∙П_э=8∙34,32=274.56 м 3 /смену

Q=274,56∙2,5=686,4 м 3

Принимаем 4 автобетоносмесителя.

Определение продолжительности подачи бетонной смеси краном и автобетононасосом

1. Исходные данные
2. Анализ инженерно-геологических условий
3. Основные сочетание нагрузок действующие на фундаменты здания
4. Проектирование фундамента мелкого заложения
4.1.Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения под колонну крайнего ряда
4.1.1. Определение глубины заложения фундамента
4.1.2. Определение основных размеров подошвы фундамента
4.1.3. Проверка прочности подстилающего слоя
4.1.4. Определение конечных осадок фундамента
4.1.5. Конструирование фундамента и расчет на прочность
4.2.Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения под колонну среднего ряда
4.2.1. Определение глубины заложения фундамента
4.2.2. Определение основных размеров подошвы фундамента
4.2.3. Проверка прочности подстилающего слоя
4.2.4. Расчет осадки фундамента
4.2.5. Конструирование фундамента и расчет на прочность
4.3. Определение неравномерности деформаций основания фундаментов
4.4. Расчет и конструирование свайных фундаментов под колонну крайнего ряда
4.4.1. Выбор глубины заложения ростверка
4.4.2. Выбор типа свай и назначение их длины
4.4.3. Расчет несущей способности свай
4.4.4. Расчет количества свай в кусте и конструирование ростверка
4.4.5. Расчет осадки фундамента
4.4.6. Расчет ростверка на прочность
4.5. Расчет и конструирование свайных фундаментов под колонну среднего ряда
4.5.1. Выбор глубины заложения ростверка
4.5.2. Выбор типа свай и назначение их длины
4.5.3. Расчет несущей способности свай
4.5.4.Расчет количества свай в кусте и конструирование ростверка
4.5.5. Расчет осадки фундамента
4.5.6. Расчет ростверка на прочность
4.6. Подбор сваебойного оборудования
4.7. Определение проектного отказа сваи
5. Технико-экономическое сравнение принятого решения фундаментов
6. Список используемой литературы

Левый пролет 30м
Правый пролет 30м
Отметка верха стены 13,600
Длина здания 126м
Высота цеха 13,6м
Грузоподъемность левого пролета 30/5
Грузоподъемность правого пролета 15/3
Район ветровой нагрузки 2
Район снеговой нагрузки 1
Размер сечения фахверковой колонны: 600х500
Сечение колонн:
Крайнего ряда 1000 х 500
Среднего ряда 1400 х 500

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

Министерство науки и образования РФ

Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

к курсовому проекту

«Основаниям и фундаментам промышленных зданий»

студент 4 курса гр. П -75

Исходные данные для проектирования.

Оценка физико-механических свойств грунтов площадки строительства.

Ситуационный план площадки застройки.

Литологический разрез площадки строительства.

Сбор нагрузок в характерных сечениях.

Назначение глубины заложения фундамента .

Сечение 1-1 (центрально нагруженный ленточный фундамент).

Сечение 2-2 (внецентренно нагруженный ленточный фундамент).

Сечение 3-3 (центрально нагруженный столбчатый фундамент).

С e чение 4-4 (внецентренно нагруженный столбчатый фундамент).

Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения.

Сечение 1-1 (центрально нагруженный ленточный фундамент).

Подбор площади подошвы фундамента.

Расчет осадок оснований фундаментов.

Расчет прочности тела фундамента.

Сечение 2-2 (внецентренно нагруженный ленточный фундамент).

Подбор площади подошвы фундамента.

Сечение 3-3 (центрально нагруженный столбчатый фундамент).

Подбор площади подошвы фундамента.

Расчет осадок оснований фундаментов.

Расчет прочности тела фундамента.

С e чение 4-4 (внецентренно нагруженный столбчатый фундамент).

Подбор площади подошвы фундамента.

Расчет и проектирование свайного фундамента.

Расчет несущей способности свай.

Расчет осадок куста свай.

2. Оценка физико-механических свойств грунтов площадки строительства .

2.1. Определяемые характеристики.

Приводимые ниже характеристики определены либо лабораторным путем, либо получены в результате полевых испытаний.

Слой №1. Суглинок.

Мощность слоя 2 м.

Плотность грунта при природной влажности =1,9кН/м3

Плотность твердых частиц грунта S = 2,67кН/м3.

Природная влажность грунта W = 28%.

Влажность на границе раскатывания W P =15%

Влажность на границе текучести W L =21%.

Удельное сцепление с = 14,2 кПа.

Угол внутреннего трения = 25,2

Мощность слоя 5 м.

Плотность грунта при природной влажности =2,01кН/м3

Плотность твердых частиц грунта S = 2,74 кН/м3.

Природная влажность грунта W = 16%.

Влажность на границе раскатывания WP =14%

Влажность на границе текучести WL =33%.

Удельное сцепление с = 75,8 кПа.

Угол внутреннего трения = 20,6

Мощность слоя 7 м.

Плотность грунта при природной влажности =1,8кН/м3

Плотность твердых частиц грунта S = 2,65 кН/м3.

Природная влажность грунта W = 11%.

Влажность на границе раскатывания W P =0%

Влажность на границе текучести W L =0%.

Удельное сцепление с =4,2 кПа.

Угол внутреннего трения = 30,4

2.2. Вычисляемые характеристики.

Плотность частиц грунта

Влажность на границе текучести

Влажность на границе раскатывания

Плотность сухого грунта

Удельный вес частиц грунта

Удельный вес сухого грунта

Удельный вес насыщенного водой грунта

Удельный вес взвешенного водой грунта

Коэффициент пористости при

Угол внутреннего трения

Полное наименование грунта

Песок пылеватый маловлажный средней плотности

Определяемые и вычисляемые характеристики грунта, а также показатели, отражающие его механические свойства, заносят в сводную ведомость (Таблица №1).

Сводная ведомость физико-механических свойств грунта

3. Сбор нагрузок.

3.1. Сбор нагрузок в характерных сечениях.

Для расчёта прикладываем к каркасу следующие нагрузки:

Нагрузка от собственного веса элементов.
От веса покрытия и снега.
Временная на перекрытия и от веса перегородок и конструкции пола.
Ветровая с учётом знакопеременного характера нагрузки и пульсационной составляющей.

Определим грузовые площади для характерного сечения:

Нагрузки в заданных сечениях приведены в таблице №2.

·(h эт *N+1 ) · к ·1 п . м

G ПЕРЕГ ·(N-1) ·A 1-1

·(h эт *N+1 ) · к ·1 п . м

G ПЕРЕГ ·N · A 2-2

-вес стены подвала

1 *h под . * 1 п . м . · бет

G ПЕР , ВР · N ·A 2-2

b K · h K · ( N · h эт +1)· жб

G ПЕРЕГ · (N-1) ·A 3-3

-вес стеновой панели

-момент от крана

-момент от ветра

4. Назначение глубины заложения фундамента.

4.1. Сечение 1-1 (центрально нагруженный ленточный фундамент).

Глубина заложения подошвы фундаментов под наружние стены и колонны исходя из учета климатического фактора определяется из условия:

где глубина заложения, м;

расчетная глубина промерзания грунта, м;

коэффициент, учитывающий особенности сооружения ( сооружение без подвала, полы по грунту, среднесуточная температура 20С);

нормативная глубина промерзания грунта (), м;

4.2. Сечение 2-2 (внецентренно нагруженный ленточный фундамент ).

В подвальных помещениях сооружений по конструктивным соображениям:

где высота подвала ), м;

толщина конструкции пола подвала (), м;

толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала (), м;

высота цоколя (), м;

4.3. Сечение 3-3 (центрально нагруженный столбчатый фундамент).

Из конструктивных соображений:

4.4. С e чение 4-4 ( внецентренно нагруженный столбчатый фундамент ).

Расчет глубины заложения подошвы фундамента производится по двум пунктам и выбирается максимальное:

5. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения.

Подбор площади подошвы фундамента.

После выполнения оценки инженерно-геологических условий стройплощадки, определения несущего слоя грунта и его физико-механических характеристик (в том числе определения ), назначения глубины заложения подошвы d , а также сбора нагрузок на обрез фундамента вычисляются предварительные размеры подошвы фундамента в плане:

где предварительная площадь подошвы фундамента, принимаемая равной:

для стенового ленточного фундамента;

для столбчатого центрально нагруженного фундамента с квадратной в плане подошвой;

суммарная вертикальная сила на обрезе фундамента от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок (кН/п.м., кН);

усреднённое значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, кН/м 3 ;

Зная величины и , уточняем расчётное сопротивление грунта R , служащее для назначения окончательных размеров подошвы фундаментов зданий и сооружений 1 и 2 классов ответственности, по формуле 7:

где и коэффициенты, условий работы, принимаемые по табличным значениям;

коэффициент, принимаемый равным: , если прочностные характеристики грунта ( и с ) определены по результатам испытаний и если они приняты по таблицам;

оэффициенты, принимаемые по табличным значениям;

коэффициент, принимаемый равным: при

ширина подошвы фундамента, м;

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 ;

то же, залегающих выше подошвы, кН/м 3 ;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

где толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

толщина пола подвала, м;

расчетное значение удельного веса конструкций пола подвала, кН/м 3 ;

глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала.

После вычисления расчётного сопротивления грунта R уточняют размеры подошвы фундамента:

Полученные размеры округляются до величины, кратной 100мм.

Далее производится конструирование расчётного сечения фундамента. Для ленточных стеновых фундаментов по значению принимается соответствующий фундаментный блок-подушка (ФЛ); либо при отсутствии близких по величине размеров сборных блок-подушек принимается монолитный вариант проектирования подошвы фундамента (ФЛМ).

Ширина фундаментной стены назначается в соответствии с размером (толщиной) несущей стены ; обычно стена фундамента устраивается из сборных фундаментных блоков (ФБС). Минимальная ширина сборных стеновых фундаментных блоков 30 см. Конструирование отдельно стоящих фундаментов чаще всего производится в монолитном исполнении.

После назначения основных размеров подошвы фундаментов производится проверка следующих условий:

где реактивное давление по подошве фундамента, кПа;

величина краевых давлений под подошвой фундамента, вычисляется по формуле:

где вес фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным:

(кН/п.м.) для ленточных фундаментов,

(кН) для столбчатых фундаментов;

суммарная величина моментов от нагрузок, действующих по обрезу фундамента, кНм;

момент сопротивления подошвы фундамента, м 3 ;

, (для ленточных фундаментов ).

При проверке вышеуказанных условий необходимо ещё раз уточнить значение расчётного сопротивления грунта c учётом принятых размеров ширины подошвы фундамента.

5.1. Сечение 1-1 (центрально нагруженный ленточный фундамент).

5.1.1. Подбор площади подошвы фундамента.

Определим ширину подошвы ленточного фундамента под несущую стену в бесподвальной части здания:

Дано: нагрузка на обрез фундамента кН/п.м., глубина заложения подошвы м. Несущий слой грунта суглинок с характеристиками:

Вычисляем предварительные размеры подошвы фундамента:

Далее определяем расчётное сопротивление грунта:

Так как условие не выполняется, то уточняем размеры фундамента и повторяем расчёт:

Ещё раз проверяем условие : 191.26 198.33 (+3,56%) расчет выполняется.

Конструируем расчётное сечение, принимая монолитный вариант фундаментной блок подушки.

5.1.2 Расчет осадок оснований фундаментов

Определение осадок основания здания выполняем методом послойного суммирования, рекомендуемый для расчета фундаментов шириной до 10м.

Определение напряжений от собственного веса вышерасположенных слоев грунта при горизонтальном напластовании:

где число слоев грунта в пределах глубины ;

удельный вес грунта го слоя высотой .

Вычисление дополнительных напряжений в грунте от веса сооружения:

где коэффициент, зависящий от отношения и

дополнительное давление от сооружения, кПа.

где среднее давление под подошвой фундамента;

напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Полученное значение расчетной осадки сравнивают с предельно допустимой величиной:

принимается равным 0,1 м.

Определение напряжения от собственного веса выше расположенных слоёв грунта:

- на глубине подошвы:

Определение дополнительных напряжений в грунте от веса сооружения.

высоту элементарного слоя назначаем исходя из условия:

Значения бытовых и дополнительных напряжений в грунте на различных уровнях сжимаемой зоны заносим в табл.3

Министерство образования и науки Российской Федерации

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Кафедра «Строительные конструкции»

к курсовой работе по дисциплине

«Основания и фундаменты»

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Автор работы Хамицкий Е.Н.

Группа ИПС-401 № зачетной книжки 10-8.122

Специальность: 270102 «Промышленное и гражданское строительство»

Обозначение проекта: КР-02068025.270102.122

(подпись, дата, инициалы, фамилия)

Руководитель работы С.И. Ильичёва

(подпись, дата, инициалы, фамилия)

Члены комиссии ________________________________________

(подпись, дата, инициалы, фамилия)

Курсовая работа по дисциплине «Основания и фундаменты»

2. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки

2.1 Построение инженерно-геологического разреза……………………. 5

2.2 Вычисление характеристик грунта…………………………………. 7

2.3 Определение условного расчетного сопротивления грунтов……. 8

2.4. Определение удельного веса грунта …………………………………. 9

2.5. Расчётные характеристики грунта……………………………………. 9

2.6 Заключение о возможности использования грунтов в качестве оснований……………………………………………………………………. …11

3. Сбор нагрузок, действующих на фундаменты и основания по заданным двум сечениям

4. Разработка фундамента на естественном основании под среднюю колонну

4.1. Определение глубины заложения фундамента………………………..17

4.2. Определение размеров подошвы фундамента………………………. 18

4.3. Проверка высоты фундамента из условия продавливания дна фундамента колонной…………………………………………………………. 20

5. Разработка свайного фундамента

5.1. Выбор типа, материала и конструкции сваи…………………………..22

5.2. Выбор глубины заложения ростверка……………………………. ….22

5.4. Определение несущую способность сваи по грунту………. ……. 23

5.5. Определение количества свай………………………………………. 24

5.6. Определение фактической нагрузки на максимально нагруженную сваю и конструирование ростверка………………..………. ………………. 24

5.7. Определение фактического давления на грунт в плоскости нижнего конца сваи и проверка свайного фундамента по деформации………………..25

6. Разработка фундамента на искусственном основании……………………..28

7. Технико-экономическое сравнение разработанных вариантов фундаментов. …………………………………………………………………………………….31

8. Определение осадки фундамента на естественном основании методом послойного суммирования…………………………………………………..…..35

9. Конструирование принятого варианта фундамента (фундамент на естественном основании)

9.1. расчет на срез от поперечной силы……………………………………38

10. Расчет фундамента по второму, менее нагруженному сечению. ….41

2. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И СВОЙСТВ ГРУНТОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

2.1. Построение инженерно-геологического разреза

Для выяснения характера напластования грунта под зданием строим инженерно-геологический разрез участка по трём скважинам.

План участка М 1:500

Рисунок 1. План участка

Рисунок 2. Инженерно-геологический разрез

2.2. Вычисление характеристик грунтов

I . Плотность сухого грунта , , т/м 3

II . Число пластичности ,

III . Показатель текучести ,

Т. к. J L = 0,16 находится в пределах (0÷0,25), то на основании ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» глина находится в полутвёрдом состоянии.

Т. к. J L =0,11 находится в пределах (0÷1), то на основании ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» суглинок находится в полутвердом состоянии.

IV . Коэффициент пористости ,

Т. к. e =0,75>0,67>0,60, то, согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация», песок является средней плотности по сложению.

V . Степень влажности (коэффициент водонасыщения) ,

Т. к. коэффициент S r = 0.72 находится в пределах (0,50÷0,80), то, согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация», данный песчаный грунт является средней степени насыщения водой.

VI . Коэффициент относительной сжимаемости грунта , , МПа -1 ;

модуль деформации Е 0 = , МПа

2.3. Определение условного расчётного сопротивления грунтов

1. Данный грунт песок пылеватый, относится, согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация», к плотным пескам. Учитывая, что песок является средней степени насыщения водой ( S r = 0.79), определяем по таблице 2 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» его расчётное сопротивление

2. Глина. Учитывая значение коэффициента пористости е = 0,71 и показатель текучести J L = 0,16, определяем по таблице 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» расчётное сопротивление

3. Учитывая, что коэффициент пористости данного грунта е = 0,7 и показатель текучести J L = 0,11, по таблице 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» определяем

2.4. Определение удельного веса грунта

1. Песок, ρ=1,9 г/см 3 =1,9 т/м 3

γ=1,9·9,8=18,62 кН/м 3

2. Глина, ρ=2,01 г/см 3 =1,95 т/м 3

γ=2,01·9,8=19,7 кН/м 3

3. Суглинок, ρ=1,87 г/см 3 =1,96 т/м 3

γ=1,87·9,8=18,326 кН/м 3

2.5. Расчётные характеристики грунта

с I = 3/1,5=2, c II = 3/1=3;

- угол внутреннего трения, , град

φ I = 28/1,15 = 24,35 0 ; φ II = 28/1 = 28 0 ;

- удельный вес, , кН/м 3

γ I = γ II = 18,62/1 = 18,62 кН/м 3 .

с I = 30/1,5 = 20 кПа, c II = 30/1 = 30 кПа;

φ I = 9/1,15 = 7,83 0 , φ II =9/1 = 9 0 ;

γ I = γ II = 19,7/1 = 19,7 кН/м 3 .

с I = 20/1,5 = 13,3 кПа, c II = 20/1 = 20 кПа;

φ I = 20/1,15 =17,39 0 , φ II = 20/1 = 20 0 ;

γ I = γ II =18,326/1=18,326кН/м 3 .

2.6.Заданные и вычисленные физико-механические характеристики грунтов, слагающих строительную площадку, сводим в таблицу.

Физико-механические свойства грунта

Плотность грунта , т/м 3

Плотность частиц грунта

Природная влажность
W

Влажность на пределе текучести, W L

Влажность на границе раскатывания, W p

Плотность скелета грунта, d , т/м 3

Коэффициент пористости, е

Степень влажности, S r

Для расчета оснований

по несущей способности

Угол внутреннего трения I , град.

Угол внутреннего трения II , град.

2.6. Заключение о возможности использования грунтов в качестве основания

Площадка строительства представлена следующими наименованиями грунтов:

-от поверхности на глубину 0,4 м залегает чернозем, который не используется в строительстве, срезается и вывозится с площадки;

-далее залегает слой песок средней крупности, средней плотности, средней степени влажности мощностью 3,6 м, среднесжимаем, условное расчетное сопротивление R 0 =400 кПа, может быть использован в качестве естественного основания;

-следующий слой глина коричневато-серая, мощностью 4,0 м, находится в полутвердом состоянии, среднесжимаема с условным расчётным сопротивлением R 0 =400 кПа, может быть использован в качестве естественного основания;

-последний слой суглинок серый, мощностью 7,0 м, в полутвердом состоянии, среднесжимаем с условным расчётным сопротивлением R 0 =400 кПа, может быть использован в качестве естественного основания.

3. СБОР НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФУНДАМЕНТ И ОСНОВАНИЕ ПО ЗАДАННЫМ ДВУМ СЕЧЕНИЯМ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет»

им. М.Т. Калашникова

(ВФ ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)

Кафедра: «Техническая механика»

Специальность: «Промышленное и гражданское

Пояснительная записка

по выполнению архитектурно-конструктивного

курсового проекта жилого здания.

по курсу: «Архитектура гражданских и промышленных зданий»

на тему: «двухэтажный жилой дом в городе Ижевск»

1 РАЙОН СТРОИТЕЛЬСТВА 3

2 ОБЪЕМНОПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ 4

3 ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ 5

4 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ 6

4.1 Фундаменты 6

Теплотехнический расчет 8

4.3 Внутренние стены и перегородки 10

4.4 Перекрытия 11

4.6 Крыша, кровля 13

4.8 Окна и двери 15

5 СПЕЦИФИКАЦИЯ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ…………………………….18

6 НАРУЖНАЯ И ВНУТРЕННЯЯ ОТДЕЛКА 20

7 ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 22

Для проектирования принят район город Ижевск,

Климатический район умеренно-континентальный.

В соответсвии с СНиП 23 -01 "Строительная климатология",

для проектирования приняты следующие данные:

- температура наружного воздуха более холодной пятидневки -34 0 C

-количество отапливаемых дней в году 222

Жилой дом предназначен для строительства на непросадочных грунтах.

Размещение участка строительства в жилой застройке.

Здание имеет простую прямоугольную форму, спроектировано без подвала. Согласно объемнопланировочному решению класс данного здания III , степень долговечности II , степень огнестойкости III .

высота 1-го и 2-го этажа 2,7 м;

высота всего здания 9,9 м ;

размеры в осях 14,4 м (12) и 12,3 м (А-Г).

Водопровод хозяйственно-питьевой от наружной сети.

Горячее водоснабжение - хозяйственно-питьевой от наружной сети.

Канализация городская централизованная.

Вентиляция естественная, через вытяжные каналы кухни, санузла.

Электроснабжение от сети 220В, освещение лампы накаливания.

Газоснабжение от внешней сети.

Устройство связи радиофикация, телевидение, телефонизация, интернет.

Кухня и столовая

Общая площадь 322,29 м 2 .

Жилая площадь 179, 63 м 2 .

4.1 Фундаменты и цоколи

Фундамент рассчитан и запроектирован в соответствии со СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».

Фундамент выполнен из блоков: ФЛ 24.12, ФЛ 8.12, ФЛ 24.10, ФЛ 12.10 , ФЛ 8.10.

Монолит выполнен из бетона марки В 15. Поверх монолита устраивается горизонтальная гидроизоляция и по ней сверху цементно-песчаная стяжка толщиной 30 мм, в которую укладывают арматурную сетку, что ведет к более равномерному распределению нагрузки от вышележащих блоков и конструкций. Диаметр стержней сетки 6 мм. Шаг 30 см. По завершении устройства цементной стяжки котлован засыпается до верха смонтированных железобетонных фундаментных подушек.

Назначение гидроизоляционного слоя исключение миграции капиллярной грунтовой и атмосферной влаги вверх по стене. Ширина фундаментных блоков под наружные стены равна 600 мм, под внутренние 400 мм.

Глубина заложения фундамента составляет 2,8 м, что превышает глубину промерзания грунтов, составляющую в данном районе строительства 2,63 м.

По всему периметру здания выполняется асфальобетонная отмостка шириной 1000 мм с уклоном 30 0 . Она предназначена для защиты фундамента от дождевых и талых вод, проникающих в грунт близ стен здания.

4.2 Стены

При возведении стен здания применяется ручная кладка с горизонтальной и вертикальной перевязкой швов. Для кладки наружных и внутренних стен применяется полнотелый керамический кирпич.

Кладка стен осуществляется на цементно-песчаном растворе. Толщина наружных стен определяется на основании теплотехнического расчета.

Снаружи и изнутри стены штукатурятся цементно-песчаным раствором. Толщина наружного (декоративного) слоя штукатурки составляет 15 мм, внутреннего 20 мм. Снаружи по слою штукатурки осуществляется цветная побелка. Это необходимо для улучшения внешнего вида здания.

Оконные проемы в стенах запроектированы с четвертями по бокам и сверху. Над оконными и дверными проемами уложены железобетонные перемычки. Они передают нагрузку от вышележащих конструкций на стены или простенки.

Теплотехнический расчет .

Разработан на основании СНиП II -3-79* строительная теплотехника; СНиП 2.01.01-82 строительная климатология и геофизика.

Необходимо рассчитать толщину укладываемого утеплителя для увеличения сопротивления теплопередачи.

Курсовым проектом предусмотрена теплоэффективная кладка наружных стен.

Ограждающая конструкция состоит из 4-х слоев:

Штукатурка на известково-песчанном растворе: 1600 кг/м 3 , толщиной 20 мм.
Кирпичная кладка из керамического кирпича марки К-075/25. ГОСТ 530-95 на цементно-песчанном растворе 1800 кг/м 3 , толщиной 380 мм.
Пенополистирол (утеплитель): 150 кг/м 3 .
Наружная верста из керамического кирпича марки К-075/25 ГОСТ 530-95: 1500 кг/м 3 , толщиной 120 мм.

Ограждающие конструкции эксплуатируются в сухой зоне влажности А, влажностный режим помещения - нормальный.

t в = +18С расчетная температура внутреннего воздуха.

t н -34С - расчетная зимняя температура наружного воздуха для наиболее холодной пятидневки, с обеспеченностью 0,92.

t н =4,0С - нормируемый температурный перепад.

в =8,7 (Вт/м 2 *С) коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций.

ГСОП градус в сутки отопительного периода.

z от.п =222 суток, t от.п = -10,1С

н =23 (Вт/м 2 *С) коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающих конструкций.

1, =0,873 (Вт/м 2 *С) цементно-известковая штукатурка

2 =0,64 (Вт/м 2 *С) кирпичная кладка

ут =0,042 (Вт/м 2 *С) плита полистирола ПСБ С-25Ф

1) Определяем ГСОП градус в сутки отопительного периода

ГСОП=( t в - t от.п )* z от.п

2) Требуемое сопротивление теплопередачи определяем по формуле:

R тр = 0,00035 ГСОП +1,4 (м 2 *С/Вт);

R тр = 3,58 (м 2 *С/Вт);

3) Определяем требуемую толщину утеплителя:

R 0 пр =(1/ в )+ R 1 + R 2 +(1/ н )

R 1 =0,02 м/ 0,81 (Вт/м 2 *С)=0,024(м 2 *С/Вт);

R 0 пр =(1/ 8,7 )+ R 1 + R 2 +(1/ 23 ) = 0,96 (м 2 *С/Вт);

ΔR = R 0 тр R 0 пр = 3,58 0,96 = 2,6 (м 2 *С/Вт);

δ = (Δ R * λ )/ r = 0,042*2,6/0,92 = 0,1196 м ~120мм

Толщина стены = 640мм.

4.3 Внутренние стены и перегородки

Запроектированы внутренние несущие стены и перегородки в виде кладки из кирпича с перевязкой швов толщиной 380 мм, перегородки имеют толщину 120 мм, для санузлов 65 мм. На внутренние несущие стены опираются перекрытия и они разделяют помещения. Для кладки стен и перегородок используется керамический кирпич. При устройстве кирпичных перегородок на полы первого этажа необходимо выполнить гидроизоляцию и «бетонку».

На поверхность внутренних стен и перегородок здания наносится слой штукатурки толщиной 20 мм.

Конструкции данных стен и перегородок удовлетворяют нормативным требованиям прочности, устойчивости, огнестойкости, звукоизоляции.

4.4 Перекрытия

Перекрытия горизонтальные несущие и ограждающие конструкции, делящие здания на этажи и воспринимающие нагрузки от собственного веса, веса вертикальных ограждающих конструкций, лестниц, а также от веса предметов интерьера, оборудования и людей, находящихся на них. Эти нагрузки передаются от перекрытий на несущие стены здания.

В данном здании запроектировано перекрытие, состоящее из многопустотных железобетонных плит. На стены перекрытия укладываются от внутреннего края стены на 180 мм.

Плиты покрытия приварить к закладным Г-образным анкерам ( 10 А-1), которые закладываются в швы между плитами и опираются на стены. Пустотные с круглыми отверстиями ж/б плиты перекрытия укладываются на кирпичные стены min глубина опирания 90мм. Перед укладкой плит по кирпичным стенам выпускается стяжка из цементно-песчанного раствора и плиты укладываются на слой свеже-уложенного цементного раствора. С кирпичной кладкой плиты соединяются при помощи Г-образных анкеров. Одной стороной анкер укладывается на кирпичную кладку, второй приваривается к монтажной петле плиты. Анкерами крепится каждая вторая плита перекрытия, между собой плиты крепятся проволочными скрутками из арматуры 6 мм, длиной 1200 мм. Все соединительные металлические элементы должны быть покрыты антикоррозионным составом и заделываться цементно-песчанным раствором.

Перекрытия обеспечивают звуко- и теплоизоляцию, они также отвечают высоким требованиям жесткости и прочности на изгиб.

4.5 Полы

Полы это конструкции, постоянно подвергающиеся механическим воздействиям. Полы по междуэтажным перекрытиям должны обладать звукоизоляционными свойствами. В санитарном узле покрытие пола выполняется из керамической плитки.

В зависимости от назначения помещений и расположения их по этажам, используются следующие конструкции полов:

Читайте также: