764
.pdf
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НАДСТРАИВАЕМОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство»
DL |
NII |
|
Zb |
|
p0 |
|
Zz |
z |
|
|
Zz |
Zzg |
Zzp |
Омск • 2008
Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ
ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НАДСТРАИВАЕМОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство»
Составитель А.С.Нестеров
Омск Издательство СибАДИ
2008
УДК 624.15 ББК 38.528
Рецензент д-р. техн. наук, проф. Ю.В.Краснощеков
Работа одобрена объединённым научно-методическим советом специальностей 270105 «Городское строительство и хозяйство» и 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» в качестве методических указаний к курсовой работе по дисциплине «Основания и фундаменты» для специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство».
Проектирование усиления ленточных фундаментов надстраиваемого жилого здания: Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основания и фундаменты» для специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство»/ Сост.: А.С.Нестеров – Омск: Изд-во СибАДИ, 2008.– 40 с.
На основе нормативных документов изложена методика проектирования усиления ленточных фундаментов надстраиваемого жилого здания, включающая обоснование конструктивных параметров монолитной прерывистой железобетонной фундаментной плиты усиления и оценку влияния этого здания на осадку расположенного рядом.
Табл.3. Ил.17. Прил. 6. Библиогр.: 11 назв.
©Составитель А.С. Нестеров, 2008
СОДЕРЖАНИЕ
Введение......................................................................................................................... |
4 |
1.Оценка результатов обследования зданий и инженерно-геологических усло–
вий эксплуатации ленточных фундаментов зданий................................................... |
5 |
|
1.1. Результаты обследования технического состояния надстраиваемого и распо– |
||
ложенного рядом зданий.............................................................................................. |
5 |
|
1.2.Оценка характеристики инженерно-геологических условий эксплуатации |
||
ленточных фундаментов зданий.................................................................................. |
7 |
|
2. |
Определение нагрузок на фундаменты под наружную и внутреннюю |
|
стены............................................................................................................................. |
10 |
|
3. |
Проверка давления фундаментов на грунт основания..................................... |
14 |
4. |
Определение размеров железобетонной фундаментной плиты усиления...... |
16 |
5. |
Расчёт армирования фундаментных плит усиления......................................... |
19 |
5.1. Определение расчётных изгибающих моментов в сечениях фундаментов под |
||
наружную и внутреннюю стены................................................................................ |
19 |
|
5.2. Расчёт фундаментных плит усиления на изгиб................................................. |
20 |
|
6.Расчёт дополнительных осадок и крена фундаментов после надстройки
здания............................................................................................................................ |
21 |
6.1. Определение нижних границ H сжимаемой толщи фундаментами по осям А и |
|
Б................................................................................................................................. |
21 |
6.2. Расчёт дополнительных осадок фундаментов.................................................. |
22 |
7. Оценка влияния надстроенного здания на осадку расположенного рядом.... |
23 |
8. Оценка трудоёмкости курсовой работы............................................................. |
27 |
Библиографический список....................................................................................... |
28 |
Приложение 1. Варианты характеристики инженерно-геологических условий |
|
эксплуатации ленточных фундаментов зданий....................................................... |
29 |
Приложение 2. Оценка технического состояния конструкций кирпичных, кру– |
|
пноблочных и крупнопанельных домов по результатам обследований с учётом |
|
развития повреждений и физического износа......................................................... |
35 |
Приложение 3. Характеристики стеновых блоков и фундаментных плит для лен- |
|
точных фундаментов.................................................................................................. |
36 |
Приложение 4. Расчётная площадь поперечного сечения (см2) стержневой |
|
арматуры класса А400................................................................................................ |
38 |
Приложение 5. Вклейка |
|
Приложение 6. Трудоёмкость выполнения курсовой работы……………………39 |
|
ВВЕДЕНИЕ
Цель курсовой работы заключается в приобретении студентами практических навыков по дисциплине «Основания и фундаменты» на примере проектирования усиления фундаментов надстраиваемого жилого здания.
Курсовая работа состоит в определении величины требуемого уширения подошвы ленточных фундаментов здания в связи с необходимостью его надстройки и оценке влияния надстроенного здания на осадку расположенного рядом.
Исходные данные для выполнения курсовой работы приведены в индивидуальном задании.
Проектирование фундаментов следует вести в последовательности, в которой изложены методические указания.
При выполнении курсовой работы студент должен систематически являться на консультации для отчёта перед преподавателем об объёме выполненной работы (согласно табл. 4) и получения консультаций.
1.ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ
ИИНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ
1.1.Результаты обследования технического состояния надстраиваемого и расположенного рядом зданий
По результатам обследования надстраиваемого и рядом стоящего зданий установлено [1]:
здания – жилые двухэтажные кирпичные с подвалами (рис.1). Здание, подлежащее надстройке, находится на расстоянии Lф от расположенного рядом. Здания прямоугольные в плане с размерами в осях 12,0 23,6 м (см. рис.1) имеют высоту этажа
3,0 м;
надстраиваемое здание отнесено к I категории технического состояния (табл. П.2.1); рядом стоящее здание отнесено ко II категории технического состояния (табл. П.2.1);
фундаменты под наружные и внутренние стены представлены ленточными сборными фундаментами мелкого заложения (см. рис.1); глубина заложения подошвы фундаментов обеспечивает их морозоустойчивость;
стены подвала выполнены из фундаментных блоков марки ФБС (табл. П.3.1); а фундаментные плиты марки ФЛ (табл. П.3.2);
толщина конструкции пола подвала hcf =100 мм;
фундаменты под торцевые самонесущие стены здания и лестничную клетку усиления не требуют:
подземные воды не агрессивны к железобетонным конструкциям.
Ширина фундаментных стен bo назначается, с помощью табл. П.3.2.
Рис.1. Схема фундаментов надстраиваемого и расположенного рядом зданий
По приведённым результатам обследования технического состояния зданий необходимо схему фундаментов (см. рис.1) дополнить размерами, приведёнными в задании.
1.2. Оценка характеристики инженерно-геологических условий эксплуатации ленточных фундаментов
Исходными данными для оценки характеристики инженерногеологических условий эксплуатации ленточных фундаментов служат результаты определения физико-механических характеристик инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и уровень подземных вод
WL.
Оценку грунтов основания рекомендуется выполнять сверху вниз, используя схему на рис. 2.
СЛОЙ1
Е2
ИГЭ 2
R2 Е3
R2 
Рис.2. Схема к определению расчётного сопротивления грунтов основания: Ri – расчётное сопротивление i-го слоя грунта; hi – мощность i-го слоя грунта; d1i – приведённая глубина заложения фундамента от пола подвала в i-м слое грунта; Ei – модуль деформации i-го грунта; WL – уровень подземных вод; dw – глубина расположения уровня подземных вод; FL – отметка подошвы фундамента; DL – отметка планировки; ПП – отметка пола подвала; db – глубина подвала
каждого ИГЭ (инженерно-геологического элемента) уточняют разновидность грунта по показателю текучести JL [11] и расчетное сопротивление грунта R по формуле ([3] или [4]):
R |
c1 c2 |
M kzb II |
Mqd1 II' |
Mq 1db II' |
MccII , |
(1) |
|
||||||
|
k |
|
|
|
|
|
где с1 и с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 [4]; k – коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. заданные значения
прочностных характеристик грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями; М , Мq, Мс – коэффициенты, принимаемые в зависимости от II по табл. 5.3 [3] или табл. 4[4]; kz – коэффициент, принимаемый равным 1,0 при b 10 м; b – ширина подошвы фундамента, м; с11 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; γІІ – осредненное (в пределах b/2) расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, кН/м.
Значение γІІ, в зависимости от глубины расположения подземных вод, определяется следующим образом:
1.При уровне подземных вод WL ниже подошвы фундамента FL за пределами b/2 (рис.3):
|
|
|
|
|
|
|
g , |
|
|
|
(2) |
|
|
|
|
|
|
ρІІ – плотность грунта, г/см3; |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
g=9,81 м/с2 – ускорение свободного |
|||||||
|
|
|
|
|
падения. |
|
|
|
|
|
|
|
Рис.3. Схема к определению γІІ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. При наличии WL в пределах b/2 от подошвы фундамента FL |
||||||||||||
γІІ, кН/м3, определяется как средневзвешенное в пределах b/2 |
(рис.4): |
|||||||||||
|
|
DL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
вз |
h |
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
i |
1 |
i |
2 . |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
h1 h2 |
|
|
|
|
Рис.4. Схема к определению γІІ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3. При расположении подошвы фундамента FL ниже уровня WL |
||||||||||||
значения γІІ, кН/м3, |
определяются с учетом взвешивающего действия |
|||||||||||
воды (рис.5): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
|
dw |
|
|
WL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вз g |
s |
|
w |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 е |
|
|
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где s , т/м3 – плотность частиц; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
FL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.5. Схема к определению γІІ |
||||
w=1,0 т/м3 – плотность воды; е – коэффициент пористости
(см. прил.1).
4. При расположении подошвы фундамента FL ниже кровли водоупора: γІІ – определяется без учета взвешивающегося действия воды (рис.6)
g ,
где ρІІ – плотность грунта ниже подошвы фундамента, т/м3.
|
DL |
dw |
WL |
d1 |
b |
FL |
bводоупор |
Рис.6. Схема к определению γІІ
|
|
|
DL |
|
|
H1 |
|
II |
dw |
|
|
|
||
d1 |
3 |
|
WL |
|
|
II |
|
||
|
|
|
вз |
|
|
4 |
|
II |
|
|
|
b |
FL |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.7. Схема к определению γ'II |
|
|
Осредненное расчетное значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента γІІ', кН/м3 определяется, как средневзвешен-ная величина в пределах от DL до FL (рис.7):
|
' |
|
|
1 |
H |
1 |
|
II2 |
h вз |
h |
|
|
|
|
|
|
|
3 2 4 |
, |
(5) |
|||||
|
|
|
|
H1 h3 |
h4 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
где d1 – приведенная |
глубина |
заложения наружных и |
внутренних |
1ІІ |
фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле |
|
||
|
|
d1 = hs+hcf cf / γІІ' , |
|
|
|
где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны |
|||
|
подвала, м; hcf – толщина конструкции пола подвала, м; cf =24,0 кН/м3 |
|||
|
расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала; |
|||
|
db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола |
|||
|
подвала, м (для зданий с подвалом шириной В 20 м и глубиной свыше 2 |
|||
|
м принимается db =2 м). |
|
усиления фундамента bп |
|
|
Поскольку ширина |
плиты |
подлежит |
|
определению, то для относительной оценки прочности грунтов основания ее можно принять условно равной 1,0 м.