Санкт–Петербургский Государственный Политехнический Университет

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

кафедра «Кафедра подземных сооружений, оснований и фундаментов»

Пояснительная записка

к курсовой работе

«Водонапорная башня»

по дисциплине «Основания и фундаменты»

Выполнил:

студент гр. 4015/10

Тимченко В.С.

Руководитель:

к.т.н., доц. Голубев А.И.

Санкт-Петербург

2011

Оглавление

Введение 2

1. Нагрузки на фундаменты 2

1.1 Исходные данные 2

1.2 Нагрузки, действующие на фундаменты 2

1.3. Нормативные и расчетные характеристики грунтов 4

2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения. Вариант фундаментов на естественном основании 5

2.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента 5

2.2. Предварительное определение площади подошвы фундамента из условия ограничения напряжений по подошве фундамента 5

2.3. Определение совместных деформаций фундаментов (осадок) 9

2.4. Расчет фундаментов по несущей способности (проверка устойчивости) 16

3. Свайные фундаменты 21

3.1. Выбор типов и размеров свай и ростверков 21

3.1.1. Выбор типов свай и их размеров 21

3.1.2. Расчёт сваи по несущей способности грунта 21

3.1.3. Определение расчетной нагрузки на сваю и количества свай 22

3.2. Определение осадки свайного фундамента 24

4. Рекомендации по устройству фундаментов принятой конструкции 30

Список литературы 31

Приложение 2. Чертежи, 9 листов формата А4.

Введение

В настоящем курсовом проекте рассмотрен вопрос проектирования двух видов фундаментов для водонапорной башни в городе Уфа. Основная цель проекта – обеспечить выполнение условий по деформациям, прочности и его долговечности, допустимых для фундаментов сооружения. Проект выполнен в соответствии с действующими нормами проектирования.

Фундаменты выполнены в двух вариантах: мелкого заложения и свайного. Произведено их сравнение.

Результатом произведенных расчетов является чертежи на листах формата А1 принятого варианта фундамента и отдельных деталей его конструкций.

1. Нагрузки на фундаменты

1.1 Исходные данные

В соответствии с заданием, проектируется Водонапорная башня, расположенная в г. Уфа Республики Башкортостан.

В соответствии с [3] определен снеговой район (V) с нормативным значением давления снегового покрова S₀=320кг/м².

Характеристика грунтов основания представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Характеристика грунтов основания

№ слоя	Наименование грунта	Толщина слоя		s		W	IL		c	E
		Скв.1	Скв.2
		м	м	тс/м3	тс/м3			рад	МПа	МПа
1	Супесь	5	3	2,72	1,91	0,18	0,6	22	0,001	12
2	Песок мелкозернистый	6	5	2,87	1,78	0,15	-	28	-	14
3	Глина	6	10	2,74	1,99	0,11	0,3	16	0,035	20
4	Суглинок	10	10	2,71	1,91	0,21	0,3	22	0,020	17

План, разрез сооружения, геологический разрез основания представлены на рис.1.

1.2 Нагрузки, действующие на фундаменты

Определяем постоянные и временные нагрузки, действующие на фундамент на уровне обреза фундамента и сводим расчет в таблицу 2.

Расчет фундаментов ведем на основное сочетание нагрузок, т.е. на сумму всех постоянных, всех временных длительно действующих и одной временной кратковременной.

Расчеты по первой группе предельных состояний ведем на расчетные значения нагрузок (устойчивость, определение числа свай свайного фундамента). Для фундаментов мелкого заложения расчеты ведем по второй группе предельных состояний на нормативные значения нагрузок, кроме расчетов на устойчивость.

Таблица 2. Расчет нагрузок, действующих на фундамент
Наименование нагрузки (элемент конструкции)	Формула для определения величины нормативной нагрузки		Результаты расчётов
			Fv		Fh		n		Fvр		Fhр
			тс		тс		-		тс		тс
Постоянные
1. Вес 6 опор	ж/б·b·h·l·6····6		97,20				1,1		106,92
2. Вес ж/б плиты на отметке N4	ж/б·d2·π·Д···		36,29				1,1		39,92
3. Вес ж/б плиты на отметке N5	ж/б·d2·π·Д···		24,04				1,1		26,44
4. Вес стены между отметками N5 и N6	ж/б·N-Nd·π·Дπ·Дd·····		29,56				1,1		32,51
5. Вес наружной части бака	ж/б·d·π·Д ж/б·NN·π·Д π·Дdж/б·d· π·Д···· ·········		125,54				1,1		138,09
6. Вес внутренней части бака	ж/б·NN·π·Дπ·Дd···· ·		50,66				1,1		55,72
Σ		363,28						399,61
Временные длительного действия
7. Нагрузка на перекрытие на отметке N4	q∙π∙Д42/4=0,45∙3,14∙8,62/4		26,13				1,2		31,35
8. Вес воды в баке	вод·NN·π·Дd···		268,20				1		268,20
Σ		294,33						299,55
Временные кратковременного действия
9. Вес снега	S0∙μ∙ π ∙Д22/4=0,32∙1∙3,14∙9,22/4		15,19				1,4		21,26
10. Ветровая нагрузка	W∙(l∙h∙2+∙d2∙Д4+Д4∙(V6-V5)+Д2∙(V8-V6-d2)+Д2∙(V9-V8)/2=0,13∙(20,25∙0,8∙2+0,25∙8,6+8,6∙(23,5-16,0)+9,2∙(34,5-23,5)+9,2∙(33,0-34,5)/2				21,39		1,2				25,67
Σ		15,19		21,39				21,26		25,67

Расчёт проводим на основном сочетании нагрузок:

О=1∙П+0,95∙ВД+0,9∙ВК;

Тогда cуммарная вертикальная нагрузка на один фундамент будет равна:

F^н_v=1∙363,28/6+0,95∙294,33/6+0,9∙15,19/6=110(тс);

F_v=1∙399,61/6+0,95∙299,55/6+0,9∙21,26/6=118(тс);

F^н_h=0,9∙21,39/6=3,2(тс);

F_h=0,9∙25,67/6=4(тс).