МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
КАФЕДРА ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ ОСНОВАНИЙ И КОНСТРУИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ» (СПЕЦКУРС)
ДЛЯ СТУДЕНТОВ НАПРАВЛЕНИЯ 6.060101 «СТРОИТЕЛЬСТВО» СПЕЦИАЛЬНОГО ВИДА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ «ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО»
ОДЕССА – 2010
«УТВЕРЖДЕНО» Ученым Советом факультета ГТС ОГАСА
Протокол № 9 от 23 июня 2010 г.
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к печати:
–на заседании научно-методической комиссии факультета ГТС ОГАСА (протокол №3 от 23 июня 2010 г.);
–на заседании кафедры ОиФ (протокол №9 от 19 мая 2010 г.);
Составители: к.т.н., Барчукова Т.Н.
к.т.н., доц., Марченко М.В. к.т.н., Рабочая Т.В. к.т.н., Суходоев Ю.Ф. к.т.н., доц., Ткалич А.П.
Рецензенты: д.т.н., проф., зав. лабораторией «Исследования конструкций», ЧерноморНИИпроект
Пойзнер М.Б.
к.т.н., доц., кафедры «Архитектурные конструкции»
Плахотный Г.Н.
Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой оснований и фундаментов
к.т.н., профессор, Новский А.В.
2
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1. |
Введение.............................................................................................. |
4 |
2. |
Объем проекта.................................................................................... |
4 |
3. |
Техническая характеристика объекта............................................... |
5 |
4. |
Оценка грунтовых условий площадки строительства.................... |
7 |
5. |
Проектирование фундаментов мелкого заложения....................... |
13 |
|
5.1. Глубина заложения подошвы фундаментов........................... |
13 |
|
5.2. Определение размеров подошвы фундаментов...................... |
14 |
|
5.3. Расчет осадки............................................................................. |
20 |
6. |
Расчет и проектирование свайных фундаментов.......................... |
30 |
|
6.1. Призматические сваи................................................................ |
30 |
|
6.2. Расчет осадки свайного фундамента....................................... |
34 |
|
6.3. Буронабивные сваи ................................................................... |
41 |
|
6.4. Расчет осадки свайного фундамента....................................... |
46 |
7. |
Технико-экономическое обоснование принятых вариантов |
|
|
устройства фундаментов.................................................................. |
52 |
8. |
Оформление графической части проекта....................................... |
55 |
9. |
Приложения...................................................................................... |
60 |
10. |
Литература........................................................................................ |
66 |
3
1. ВВЕДЕНИЕ
Методические указания для курсового проектирования предназначены для помощи студентам в овладении методами оценки грунтовых условий строительной площадки, в определении возможных вариантов фундаментов. В методических указаниях приведены основные положения выбора параметров фундаментов на естественном основании и свайных фундаментов, методы их расчета и принципы конструирования.
Процесс проектирования предусматривает развитие навыков самостоятельной работы, творческого подхода в выборе инженерных решений по устройству подземной части сооружений.
Для выполнения проекта студенту выдается индивидуальное задание, состоящее из схемы сооружения, нагрузок на фундаменты, геологического разреза и географического пункта участка строительства, которые приведены в приложениях. Вариант задания назначает преподаватель.
2. ОБЪЕМ ПРОЕКТА
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка должна быть написана на одной стороне стандартного листа формата: А-4 (210 × 297 мм). По краям оставляются поля: слева – 25 мм, справа – 10 мм, сверху и снизу по 20 мм. Все страницы записки должны иметь нумерацию. Допускается печатать записку в электронном виде. Записка иллюстрируется необходимыми чертежами, графиками и схемами выполненными в удобном масштабе. Рисунки и схемы выполняются на миллиметровке и сопровождаются подписями, таблицы надписями. Рисунки и таблицы нумеруются в границах каждого раздела двойными цифрами (например 3.3 – третий раздел, третий рисунок). Ссылки на них в тексте приводятся в круглых скобках, ссылки на литературные источники приводятся в квадратных скобках. Графическая часть выполнена на листах формата А-1 (594 × 841) в соответствии с требованиями раздела 8.
Пояснительная записка включает в себя следующие разделы: 1. Введение.
Содержит общую характеристику сооружения, степень изученности и застройки района, исходные данные для проектирования.
2. Техническая характеристика объекта.
4
В разделе приводится общее описание объекта, его размеры, конструкции стен, колонн, покрытия. По жесткости сооружение оценивается предельными деформациями его основания.
3. Оценка грунтовых условий площадки строительства. Приводится описание грунтов основания с расчетом дополни-
тельных физических характеристик. По показателям физико-механи- ческих свойств инженерно-геологических элементов (слоев) определяются слои пригодные для восприятия нагрузок как от фундаментов мелкого заложения, так и свайных.
4. Проектирование фундаментов мелкого заложения. Определяется глубина заложения подошвы и её размеры. Вы-
полняется расчет деформаций основания и если расчетные деформации не превышают предельных значений, выполняется конструирование фундамента.
5. Проектирование свайных фундаментов.
Выбирается один из альтернативных вариантов свайных фундаментов. Производится расчет и его конструирование.
6. Технико-экономическое сравнение вариантов.
Производится расчет стоимости и трудозатрат по устройству разработанных вариантов фундаментов.
3. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА
При оценке объекта указывается следующие его параметры:
–функциональное назначение;
–конструктивное решение;
–размеры в плане (в осях);
–высота;
–шаг колонн, количество пролетов и их размеры;
–сечение колонн;
–наличие подвалов, технических этажей.
На основе анализа технической характеристики объекта определяется конструктивная жесткость. По конструктивной жесткости принимаются предельные значения деформаций основания в соответствии с табл. 3.1.
5
Таблица 3.1; (Таблица И.1) [1]
Предельные деформации основания
|
Предельные деформации |
|||
|
Относи- |
|
Средние sи (в |
|
Сооружения |
|
скобках мак- |
||
тельная |
Крен, |
|||
|
осадок |
іи |
симальные |
|
|
smax, и ) |
|||
|
(∆s/І)и |
|
||
|
|
осадки, см |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1. Производственные и гражданские одно- |
|
|
|
|
этажные и многоэтажные дома с полным кар- |
|
– |
|
|
касом: |
|
|
|
|
железобетонным; |
0,002 |
|
(10) |
|
то же, с устраиванием железобетонных поясов |
|
|
|
|
или монолитных перекрытий, а также зданий |
0,003 |
– |
(15) |
|
монолитной конструкции; |
|
|
|
|
стальным |
0,004 |
– |
(15) |
|
то же, с устраиванием железобетонных поясов |
0,005 |
– |
(18) |
|
или монолитных перекрытий |
|
|
|
|
2. Дома и сооружения, в конструкциях кото- |
|
|
|
|
рых не возникают усилия от неравномерных |
0,006 |
– |
(20) |
|
осадок |
|
|
|
|
3. Многоэтажные бескаркасные дома с несу- |
|
|
|
|
щими стенами из: |
|
|
|
|
крупных панелей; |
0,0016 |
0,005 |
12 |
|
крупных блоков или кирпичной кладки без |
0,0020 |
0,005 |
12 |
|
армирования; |
||||
|
|
|
||
то же, с армированием, в том числе с устраи- |
|
|
|
|
ванием железобетонных поясов или монолит- |
0,0024 |
0,005 |
18 |
|
ных перекрытий, а также зданий монолитной |
||||
конструкции |
|
|
|
Примечание 1. Если основание составлено горизонтальными (с уклоном не больше 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20%.
Примечание 2. Для сооружений, перечисленных в поз. 1 – 3, с фундаментами в виде сплошных плит предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.
6
Пример:
Проектируемое здание, «Цех по ремонту с/х техники» – одноэтажное промышленное здание с полным железобетонным каркасом,
прямоугольное в плане размером 36 × 54 м, состоящее из трех проле-
тов по 12 м, сечение колонн 400 × 400 мм и шагом между ними – 6 м. Здание оборудовано мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т. Здание не имеет подвала и технического этажа. В соответствии с таблицей 3.1. п. 1 предельные деформации основания для проектируемого здания: относительная разность осадок (∆S/L)и = 0,002, максимальная осадка Smax, и = 10 см. Полученные расчетом деформации должны быть меньше предельно допускаемых, что обеспечит эксплуатационную пригодность здания и его долговечность.
4. ОЦЕНКА ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА
Грунтовые условия оцениваются в следующей последовательно-
сти:
–описывается геологическое строение участка;
–определяются производные показатели физических свойств грунтов каждого слоя (ИГЭ);
–оценивается каждый инженерно-геологический элемент
(ИГЭ);
–определяются ИГЭ, пригодные для использования их в качестве естественного основания и для опирания свайных фундаментов.
Впояснительной записке вычерчивается геологический разрез, по которому приводится описание геологического строения участка,
впоследовательности залегания слоев (сверху вниз), указывается номер ИГЭ и его наименование.
По приведенным основным показателям физических свойств определяются производные показатели грунтов по формулам, приведенным в таблице 4.1.
|
Показатели физических свойств грунтов |
Таблица 4.1. |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Характеристики грунта |
Обозначение |
Размерность |
Физическая |
Формула для |
|
сущность |
определения |
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
1. |
Плотность частиц |
ρs |
г/см3 |
ms /vs |
Определяются |
2. |
Плотность |
ρ |
г/см3 |
(ms + mw)/v |
в лаборатор- |
3. |
Влажность |
w |
д.е. |
mw /ms |
ных |
7