Міністерство освіти і науки, молоді і спорту України

Державний вищий навчальний заклад

«Придніпровська державна академія будівництва і архітектури»

Курсовий проект з курсу

«Основи і фундаменти»

на тему:

«Розрахунок і проектування фундаментів»

Виконала: Яценко А.А.

ст. гр. МК-09

факультет Будівельний

Перевірила: Саєнко Ю.В.

Дніпропетровськ 2012р

Аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчику

Визначення фізико-механічних характеристик супіску.

1. Коефіцієнт пористості:

2. Число пластичності:

3. Показник текучості:

Відповідно до отриманих значень С = 11 кПа, φ = 21⁰; Е = 10 МПа.

Визначення фізико-механічних характеристик суглинка легкого.

1. Коефіцієнт пористості:

2. Число пластичності:

3. Показник текучості:

Відповідно до отриманих значень даний ґрунт є суглинком легкий із:

С = 5 кПа, φ = 18⁰; Е = 11,9 МПа.

Визначення фізико-механічних характеристик піску середньозернистий.

1. Коефіцієнт пористості:

2. Ступінь вологості:

Відповідно до отриманих значень даний ґрунт є піском насиченим водою із С = 3кПа, φ = 40⁰; Е = 50 МПа.

Визначення фізико-механічних характеристик глини.

1. Коефіцієнт пористості:

2. Число пластичності:

3. Показник текучості:

Відповідно до отриманих значень С = 43кПа, φ = 16⁰; Е = 15 МПа.

Значення фізико - механічних характеристик ґрунту

№ п/п	Назва ґрунту	Середня товщина, м	γs, кН/м3	γ, кН/м3	Вологість, %			Міцністні характеристики		IL	Ip	е	Е, кПа
					W	WL	WP	C, кПа	φ۫
1	Чорнозем	0,9	-	16,4	0,13	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Супісок пилуватий	4,8	26,8	18	0,18	0,2	0,15	11	21	0,6	0,05	0,757	10
3	Суглинок легкий	2,75	26,6	17,5	0,17	0,21	0,12	5	18	0,56	0,09	0,788	11,9
4	Пiсок середньозернистий	5,2	26,5	20	0,18	-	-	3	40	-	-	0,349	50
5	Глина четвертинна	необмеж.	27,4	18,5	0,27	0,42	0,17	43	16	0,4	0,25	0,881	15

Призначення глибини закладання підошви фундаменту

Глибина закладання підошви фундаменту щодо рівня природного рельєфу залежить від наступних чинників:

- інженерно-геологічних умов майданчика будівництва;

- від глибини промерзання ґрунту;

- технологічних особливостей проектуємої будівлі;

1. Підошва фундаменту повинна спиратися на корені породи з прорізкою верхніх несучих покривних шарів із заглибленням в несучий шар не менше, ніж на 0,5м.

Глибина закладення по першому чиннику (інженерно-геологічному) визначається по формулі:

d₁ - глибина закладання підошви фундаменту по першому чиннику;

h₁ - міцність першого шару;

2. Глибина закладання по другому чиннику (глибині промерзання)

м.

Глибина закладання фундаменту по третьому (технологічному) чиннику (в залежності від висоти підвалу);

h_n - планована відмітка;

H_n - відмітка підвалу;

d₃ - глибина закладання підошви фундаменту по третьому чиннику;

4. В залежності від навантаження:

N,(кН)	d,(м)
2500-3000	1,5
3000-3500	2,0
3500-4000	2,5
4000-4500	3,0
>5000	3,5

Відповідно до всього вищевказаного, а саме в залежності від глибини закладання підвалу, приймаємо глибину закладення фундаменту 4,65 м. Підстилаючим шаром ґрунту є супісок з такими характеристиками:

γ = 18 кН/м³, φ = 21⁰, С = 11 кПа, Е = 10 МПа

Розрахунок і конструювання фундаментів мілкого закладення на природній основі

Початкові дані:

Глибина закладення підошви фундаменту d=4,65 м

Основою фундаменту служить - супісь з характеристиками:

γ = 18 кН/м³, φ = 21⁰, С = 11 кПа, Е = 10 МПа

Заздалегідь розміри підошви фундаменту в плані визначаються по умовному розрахунковому опору ґрунту основи з урахуванням умовної ширини підошви фундаменту b=1,0м

Згідно табл. ДБН для φ=32°

М_γ=0,56

М_q=3,24

М_с=5,84

k - коефіцієнт, приймається рівним 1,01, т. як. міцності характеристики ґрунту (φ и C) визначені по таблиці;

k_z-коефіцієнт впливу площі фундаменту;

т. як. b < 10м, то k_z=1

γ_c1,γ_c2 - коефіцієнти умов роботи, приймаються згідно ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти»;

γ_c1=1,1

γ_c2=1,0

γ_II - розрахунковий опір питомої ваги ґрунтів нижче підошви фундаменту;

γ^I_II - розрахункове значення питомої ваги ґрунтів, що залягають вище підошви фундаменту;

d=4,65 – глибина закладення фундаментів.

При b=1м R=478,14 кПА

Площа подошви фундаменту:

Перевірка крайових тисків під підошвою фундаменту:

• _ср= кН/м²;

_ср.< R; 493,3<503,874

• _max < 1,2R

541,98< 1,2·503,874

541,98< 604,65

Приймаємо b=3,2м; R=503,874кПа;

Умова міцності виконана.

Конструювання фундаменту

Конструювання фундаментуа вибираємо виходячи з умов жорсткості:

Висота плитної частини:

;

Де b, l – ширина та довжина фундаменту, м

l_к, b_к – ширина та довжина колони, м

;

.

Приймаємо одно сходовий ростверк з висотою 900мм

Визначаємо оптимальний виніс нижньої ступені фундаменту виходячи з умов:

Перевіряємо жорсткість конструкції фундаменту на продавлювання:

Розміри підколоної частини:

Необхідна висота конструкції фундаменту визначається за формулою:

- середній периметр основи піраміди продавлювання

зіставляємо з і приймаємо м.

Армування конструкції фундаменту

• Згинаючий момент рівний:

Де l – довжина фундаменту, м;

- ширина фундаменту, м;

– довжина підколоника, м;

- ширина підколоника, м.

• Необхідна площа поперечного перетину арматури:

Необхідна кількість стрижнів на 1м фундаменту при кроці:

• Площа одного стрижня рівна:

• Приймаємо 16Ø 18 А400С з A_s =2,545 см².

• Приймаємо 22Ø 12 А400С з A_s =2,545 см².

Розрахунок осідання фундаментів

• Обчислюємо середній тиск під підошвою стрічкового фундаменту:

=493,3кПа

• Обчислюємо тиск ґрунту від відповідної ваги на рівні підошви фундаменту:

168·4,65=83,7кПа

• Обчислюємо додатковий тиск від рівня підошви фундаменту:

=493,3-83,7=409,6кПа

• Осадку основи проектуємих фундаментів вважаємо по розрахунковій схемі лінійно - деформованого елементу з розбиттям на елементарні шари:

для b=3,2м: h_э=0,2·3,2=0,64м

• Обчислюємо коефіцієнт глибини розташування елементарного шару:

• Визначаємо коефіцієнт розсіювання напруги по глибині (ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти»):

• Обчислюємо додатковий тиск на межі кожного елементарного шару:

• Для встановлення межі товщі, що стискається, розраховуємо тиск власної ваги ґрунту по глибині d:

• Обчислюємо осідання:

	z	α	σzg0	0,2σzg0	σzpi	σzp ср.	Ei	Si
0	0	1	83,7	16,74	409,6	0	10	0
0,4	0,64	0,972	95,22	19,044	398,131	403,86	10	0,0258
0,8	1,28	0,848	106,42	21,284	347,34	372,74	12	0,0198
1,2	1,92	0,682	117,62	23,524	279,35	313,35	12	0,0167
1,6	2,56	0,532	128,82	25,764	217,9	248,63	12	0,0133
2	3,2	0,414	140,02	28,004	169,575	193,74	12	0,01
2,4	3,84	0,325	152,82	30,564	133,12	151,35	50	0,0019
2,8	4,48	0,26	165,62	33,124	106,496	119,81	50	0,0015
3,2	5,12	0,210	178,42	35,684	86,016	96,256	50	0,0012
3,6	5,76	0,173	191,22	38,244	70,87	78,443	50	0,001
4	6,4	0,145	204,02	40,804	59,39	65,13	50	0,0008
4,4	7,04	0,123	216,82	43,364	50,381	54,886	50	0,0007
4,8	7,68	0,105	229,62	45,924	43,008	46,695	50	0,0006
Всього								0,0933

S=0,8*0.0933=0.07464

Максимальна осадка у нашому випадку згідно ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти» не повинна перевищувати 15см – умова виконана. 7.464см.< 15 см.