Харьковская национальная академия городского хозяйства icon

Харьковская национальная академия городского хозяйства




НазваХарьковская национальная академия городского хозяйства
Сторінка1/4
Дата22.06.2012
Розмір0.51 Mb.
ТипМетодические указания
  1   2   3   4


МИНИСТЕРСТВО образования и науки Украины

ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА





К изданию разрешаю:


Первый проректор

Г.В.Стадник


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта по курсу

Механика грунтов, основания и фундаменты”



(для студентов 3 курса строительных специальностей

и иностранных учащихся)





^

Харьков – ХНАГХ – 2005




Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов, основания и фундаменты” (для студентов 3 курса строительных специальностей и иностранных учащихся)/Сост. Бронжаев М.Ф., Мишурова Т.В. – Харьков: ХНАГХ, 2005. – 66 с.




Составители: доцент, канд. техн. наук М.Ф. Бронжаев, доцент, канд. техн. наук Т.В. Мишурова



Рецензент: профессор А.Г. Рудь



Рекомендовано кафедрой «Механика грунтов, фундаменты и инженерная геология» протокол № 8 от 11 марта 2005 г.


Содержание

Стр.

1. Общие указания к выполнению курсового проекта . . . . . . . . . . 5

2. Состав и объем курсового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1. Цель и состав проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2. Архитектурно-планировочное задание (исходные данные) . . . . . 6

2.3. Данные инженерно-геологических изысканий . . . . . . . . . . . . 6

2.4. Расчёт фундаментов на естественном основании . . . . . . . . . . . 7

2.5. Расчёт свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.6. Графическая часть проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3. Инженерно-геологические изыскания . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.1. Привязка здания к топографической карте строительной площадки . . 8

3.2. Построение геологического разреза . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.3. Определение физико-механических характеристик грунтов и

составление сводной таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4. Расчет фундамента на естественном основании . . . . . . . . . . . 18

4.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.2. Определение глубины заложения фундамента . . . . . . . . . . . . 18

4.2.1. Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта . . . 19

4.2.2. Учет конструктивных особенностей здания . . . . . . . . . . . . . . 22

4.2.3. Оценка грунтовой толщи как естественного основания . . . . . . 25

4.3. Расчет размеров ширины подошвы фундамента на естественном

основании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.3.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.3.2. Расчет условной ширины подошвы фундамента . . . . . . . . . . 27

4.3.3. Определение расчетного сопротивления грунта . . . . . . . . . . . . 28

4.3.4. Основная расчётная схема фундамента . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.3.5. Определение степени внецентренности приложения нагрузки

и рациональной формы подошвы фундамента . . . . . . . . . . . . 32

4.3.6. Конструирование фундаментов (окончательное) . . . . . . . . . . 34

4.4. Проверка напряжений под подошвой фундамента . . . . . . . . . 37

4.4.1. Центрально нагруженный фундамент . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.4.2. Внецентренно нагруженный фундамент . . . . . . . . . . . . . . 37

4.5. Расчет осадки фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5. Расчет свайных фундаментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.1. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.2. Расчет требуемой длины свай . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

5.3. Определение расчетной нагрузки на одну сваю . . . . . . . . . . . 49

5.4. Определение предварительного количества свай в ростверке . . . . 52

5.5. Конструирование ростверка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.6. Уточнение количества свай в ростверке . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.7. Определение фактической нагрузки на сваю . . . . . . . . . . . . . 55

5.8. Определение величин условных ширины Вусл и длины

Lусл подошвы свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.9. Проверка величин нормальных напряжений по подошве

условного свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.9.1. Определение расчетного сопротивления грунта . . . . . . . . . . . 57

5.9.2. Проверка напряжений под подошвой условного свайного

фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.10. Расчет осадки свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

6.0. Подбор фундаментных балок (рандбалок) . . . . . . . . . . . . . . 60

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

1. Общие указания к выполнению курсового проекта


В настоящих методических указаниях показаны методики для расчета и проектирования фундаментов неглубокого заложения и свайных фундаментов в рамках выполнения проекта по курсу "Механика грунтов, основания и фундаменты" для студентов строительных специальностей и иностранных учащихся.

На первом занятии студенты получают от преподавателя бланк с индивидуальным вариантом. Согласно этому варианту из индивидуального задания [1] принимают исходные данные для выполнения курсового проекта.

Получив персональное задание, студенты должны уяснить поставленную перед ними задачу детально ознакомившись с методическими указаниями. В этом им помогут лекции по курсу и практические занятия, проводимые руководителем проекта.

Приступив к выполнению курсового проекта, студенты обязаны:

  • соблюдать график поэтапного выполнения задания, определяемый руководителем проекта;

  • самостоятельно работать с литературой, рекомендованной для изучения в методических указаниях;

  • предъявлять по требованию руководителя выполненную часть работы.



^ 2. Состав и объем курсового проекта

2.1. Цель и состав проекта

Целью проекта является:

  • разработка варианта фундаментов неглубокого заложения (на естественном основании);

  • разработка варианта свайных фундаментов для этого же здания, возводимого на слабых грунтах.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и одного листа чертежа (формат А-).

В расчетно-пояснительной записке последовательно освещаются следующие вопросы.

^ 2.2. Архитектурно-планировочное задание (исходные данные)

  • данные о сооружении (тип и назначение, схематичное изображение на плане и в разрезе).

  • горизонтальная привязка сооружения к заданной оси на топографическом плане строительной площадки.

  • Конструктивное задание (нагрузки и исходные грунтовые условия).

^ 2.3. Данные инженерно-геологических изысканий

  • расположение на площадке строительства буровых скважин.

  • литологический состав грунтов с расчётами физико-механических характеристик и классификацией песчаных грунтов по плотности сложения, водонасыщению, а пылевато-глинистых - по виду и консистенции.

  • построение двух геологических разрезов для заданных типов грунтовых условий (под фундаменты на естественном основании и свайные).

  • Составление двух сводных таблиц физико-механических характеристик.

^ 2.4. Расчёт фундаментов на естественном основании

Осуществление анализа грунтового основания, определение глубины заложения и конструирование размеров фундаментов. Выполнение необходимых проверок. Расчёт максимальных и относительных осадок проектируемых фундаментов.

^ 2.5. Расчёт свайного фундамента

Определение глубины погружения, несущей способности одиночной сваи и их необходимого количества. Конструирование ростверка, определение фактической нагрузки на одиночную сваю и расчёт свайного фундамента по деформациям.

^ 2.6. Графическая часть проекта

выполняется на листе чертежной бумаги формата А-1. Эта часть проекта включает в себя: план фундаментов на естественном основании (масштаб 1100, 1:200); для сборных фундаментов приводят раскладку фундаментных плит и блоков, монолитных участков (масштаб 1:25–1:50); укрупнённые фрагменты планов отдельных фундаментов и их сечения (масштаб 1:20, 1:25); совмещенный план свайного поля и ростверков; сечения свайных фундаментов; спецификации сборных элементов, монолитных фундаментов на естественном основании и свайных; примечания к чертежу.

^ 3. Инженерно-геологические изыскания


3.1. Привязка здания к топографической карте строительной площадки


В архитектурно-планировочное задание на проектирование входит фрагмент генплана, на котором показано место расположения планируемого здания или сооружения.

Этап инженерно-геологических изысканий начинаем с планирования мест расположения буровых скважин (или шурфов) в районе площадки строительства для получения достоверных данных о составе и свойствах грунтов, залегающих в основании планируемого здания или сооружения.

На принятом по заданному варианту курсового проекта фрагменте топографического плана площадки строительства осуществляем привязку проектируемого здания к одной из осей I-I … III-III (принятой также по варианту курсового задания). При этом заданную ось I-I … III-III принимаем за ось симметрии к основной части проектируемого здания.

Схему здания принимаем по варианту задания на проектирование 1.

Привязку к плану 4-х буровых разведочных скважин осуществляем, расположив их, к примеру, по условному прямоугольнику вокруг здания, отступив от углов по 1,5 м в каждом направлении.

Далее необходимо определить интерполяционным методом по горизонталям топографической карты задания 1 абсолютные отметки устьев разведочных скважин № 1-4 и показать их на плане. Также следует рассчитать длину (Lзд), ширину (Взд) здания и расстояния между отдельными геологическими скважинами по формулам L = Lзд + 21,5м и В = Взд + 21,5м.

Пример возможной привязки здания к местности показан на рис. 1.

В пояснительной записке курсового проекта графическое изображение фрагмента привязки здания к местности показать на формате А-4.





Рис. 1 - Привязка здания и инженерно-геологических разведочных скважин к топографической карте района строительства


^ 3.2. Построение геологического разреза

Геологический разрез строим на листе миллиметровки (форматом А3) по исходным данным бурения 4-х скважин, приведенным в 1, и топографическому плану разработанному согласно п. 3.1.

С точки зрения построения, геологический разрез представляет собой проекцию геологических структур на вертикальную плоскость, пересекающую грунтовую толщу площадки строительства через стволы разведочных скважин.

Отдельные слои горных пород на разрезе изображают в соответствии принятым условным обозначениям задания на проектирование 1 литологических разновидностей грунтов.

На чертеже указывают абсолютные отметки глубин расположения границ каждого отдельного инженерно-геологического элемента (ИГЭ), показывают уровень расположения подземных вод.

Все геологические слои нумеруются сверху вниз.

Показать места отбора образцов грунта для лабораторных исследований и глубины их отбора в м от устья скважины.

Пример графического изображения геологического разреза показан на рис. 27.

^ 3.3. Определение физико-механических характеристик грунтов и составление сводной таблицы

Сводную таблицу литологического состава и физико-механических характеристик грунтов составляем на основании физических характеристик, принятых по исходным данным проектного задания 1 и расчетным, а также механических характеристик, определяемых по таблицам нормативной литературы 3, 6, пример см. табл. 1.

Физические характеристики, определяемые опытным путем

  • Влажность грунтов, w, % или в д.е.

  • Удельный вес грунта, g, кн3.

  • Удельный вес частиц, gs, кн3.

  • Влажность на границе раскатывания, wр, %.

  • Влажность на границе текучести, wL, %.

Физические характеристики, определяемые расчетом

  • Удельный вес сухого грунта, gd = , кн3.

  • Коэффициент пористости, е = .

  • Пористость, n = (1 - )ў 100%, %.

  • Удельный вес грунта взвешенного в воде, gsb = кн3 .

  • Число пластичности, Ip = wL – wP , % .

Таблица 1 - Физико-механические характеристики грунтов для фундаментов на естественном основании

№ инжен.-геологич.

элемента

Наименование

элемента

Влажность природная,

w, %

Влажность на границе

пластичности, w P, %

Влажность на границе

текучести, w L, %

Число пластичности,

IP, %

Показатель текучести

IL

Удельный вес грунта

?II, кН/м3

Удельный вес частиц,

?S, кН/м3

Удельный вес сухого

грунта, ?d, кН/м3

Коэфф. пористости

e

Пористость n, %

Степень влажности

Sr

Удельный вес грунта

взвешенного в воде,

?sb, кН/м3

Угол внутреннего трения

?II, градусы

Удельное сцепление

СII, кПа

Модуль деформации

в естествен. состоянии,

Е, МПа

Условное расчетное

сопротивление, R0, кПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

ИГЭ-1

Почвенно-растительный слой

К использованию в качестве естественного основания не рекомендуется

ИГЭ-2

песок мелкий,

желтовато-серый, маловлажный

















































ИГЭ-3

Супесь светло-коричневая,

пластичная

















































ИГЭ-4

Суглинок бурый,

карбонатный, твердый

















































ИГЭ-5

Глина бурая с прожилками карбонатов,

тугопластичная


















































Примечание: 1. данные таблицы 1 заполняем в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование 1;

2. сводная таблица для проектирования фундаментов глубокого заложения имеет аналогичный характер.



  • Показатель текучести, IL = .

  • Степень влажности, Sr = ,

где значения влажности (w) подставляются в долях единицы; w - удельный вес воды, равный 10 кН/м3.

В процессе расчета физических характеристик грунтов должна быть выполнена их классификация в соответствии с требованиями табл. 7, 10, 11, 13 [6], либо таблиц, приведенных ниже, в том числе:

    • пылевато-глинистых грунтов по виду согласно табл. 2;

    • песчаных грунтов по водосодержанию – табл. 3;

    • пылевато-глинистых грунтов по консистенции – табл. 4;

    • песчаных грунтов по плотности сложения - табл. 5.


Т
аблица 2 - Классификация пылевато-глинистых грунтов по виду


Таблица 3 - Классификация песчаных грунтов по водосодержанию




Т
аблица 4 - Классификация пылевато-глинистых грунтов по консистенции


Т
аблица 5 - Классификация песчаных грунтов по плотности сложения


Механические характеристики

Определение механических характеристик сn, jn, Е (нормативное значение) грунтов осуществляем в соответствии с требованиями табл.26-28, 46, 47 [6], либо таблиц, приведенных ниже, в том числе:

Песчаных грунтов:

  • удельное сцепление сn, кПа, угол внутреннего трения jn ,град и модуль деформации, Е, Мпа согласно табл. 6;

  • условное расчетное сопротивление грунтов, Rо, кПа, согласно табл. 7;

Пылевато-глинистых грунтов:

  • удельное сцепление сn, кПа и угол внутреннего трения jn ,град , согласно табл. 9;

  • модуль деформации, Е, Мпа, согласно табл. 10;

  • условное расчетное сопротивление грунтов, Rо, кПа, согласно табл. 8.

Т
аблица 6 - Нормативные механические характеристики сn, jn, Е для песчаных грунтов


Т
аблица 7 - условное расчетное сопротивление песчаных грунтов


Т
аблица 8 - условное расчетное сопротивление пылевато-глинистых грунтов




В расчетах оснований и фундаментов по деформациям грунтовые характеристики обозначаются: rII, gII, jII, сII и т.д., а их расчетные значения допускается принимать равными нормативным.


Таблица 9 - Нормативные механические характеристики сn, jn, для пылевато-глинистых грунтов





Таблица 10 - Нормативные механические характеристики Е, для пылевато-глинистых грунтов





^ 4. Расчет фундамента на естественном основании


4.1. Исходные данные

1) Район строительства.

2) Архитектурные объемно-планировочные решения;

в том числе:

  • длина, ширина, высота здания, наличие подвала, глубина заложения пола подвала;

  • назначение здания, назначение подвала;

  • размеры основных конструктивных элементов (размеры в плане колонн, ширина стен);

  • тип перекрытий.

3) Нагрузки на верхний обрез фундамента: NII; МII; ТII .

4) Грунтовые условия до глубины 10–15 м (геологическая колонка, таблица физических характеристик грунтов).

^ 4.2. Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента на естественном основании должна приниматься на основании требований [3, 6] исходя из следующих основных моментов:

  • конструктивных особенностей возводимого сооружения (наличия подвала, унифицированных особенностей сборных элементов фундаментов, модульности частей монолитных фундаментов и др.) dк;

  • инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтового основания);

  • минимальной величины глубины заложения фундаментов, dmin =0,5 м;

  • гидрогеологических условий площадки строительства;

  • глубины сезонного промерзания грунтов df .

^ 4.2.1. Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта

Расчетную глубину сезонного промерзания грунта определить согласно формуле:

df=kh·df n (1)

Значение коэффициента kh определяем по табл.11. Чтобы воспользоваться этой таблицей, необходимо знать конструкцию пола и нормативный температурный режим первого этажа либо подвального помещения.


Т
аблица 11 - условное расчетное сопротивление песчаных грунтов


Величину нормативной глубины сезонного промерзания грунта - df n можно определить двумя способами:

Способ 1 - по формуле df n = dо·, (2)

где dо - величина, зависящая от вида грунта, расположенного под подошвой проектируемого фундамента и принимаемая для суглинков – 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,3м; крупнообломочных грунтов – 0,34 м. В качестве грунтового слоя, расположенного под подошвой фундамента, следует принять предварительно слой, залегающий на глубине: - 2м (для бесподвальных зданий) и 4м (для здания, либо его части, имеющих подвал).

Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в районе строительства, принимаем по [5].

Способ 2 - по карте изогипс - нормативных глубин промерзания грунтов (способ применим, если под подошвой проектируемых фундаментов расположены пылевато-глинистые грунты), согласно [5] либо рис.2. Цифры по краям изогипс показывают величины нормативных глубин промерзания грунтов в сантиметрах.


р
ис.2 - карта изогипс нормативных глубин сезонного промерзания пылевато-глинистых грунтов


^ 4.2.2. Учет конструктивных особенностей здания

На данном этапе проектирования осуществляем предварительное конструирование фундаментов в вертикальном разрезе. Тип и размеры фундамента принимаем в зависимости от конструктивных особенностей надземной части здания, объёмно-планировочных решений по подземной части, действующих сортаментов сборных элементов фундаментов, требований к модульности размеров отдельных частей монолитных фундаментов, расположению уровня горизонтальной гидроизоляции и пола подвала относительно подошвы фундамента и др. Ориентировочное конструирование можно выполнить в соответствии с рис. 3 - 7.






Рис. 3 - Предварительное конструирование ленточного фундамента. Вариант сборный, без подвала


  1   2   3   4

Схожі:

Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки Украины Харьковская национальная академия городского хозяйства
Харьковская национальная академия городского хозяйства по учебной дисциплине «водоотведение»
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconХарьковская национальная академия городского хозяйства
Практикум по технической эксплуатации городского электрического транспорта: Учебное пособие. – Харьков: хнагх, 2012. – 222 с
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconХарьковская национальная академия городского хозяйства методические указания
«Экология» (для студентов 1-3 курсов дневной и заочной форм обучения специальностей 050100 – «Экономика строительного предприятия»,...
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
«Электромеханика» по специальности “Электромеханические системы автоматизации и электропривод”
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
«Электромеханика» по специальности “Электромеханические системы автоматизации и электропривод”
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
«Электромеханика» специальности “Электромеханические системы автоматизации и электропривод”
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
«Электромеханика» специальности “Электромеханические системы автоматизации и электропривод”
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconХарьковская национальная академия городского хозяйства
«Учет и аудит», 050107 «Экономика предприятий», 050201 «Менеджмент организаций» факультета последипломного образования
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
Методические указания к практическим занятиям и выполнению самостоятельной работы по курсу
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
Панова Л. П. Системность архитектурной среды: Монография Харьков: хнагх, 2009. с
Харьковская национальная академия городского хозяйства iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
Конструкции гражданских и промышленных зданий. З. И. Котенева. – Харьков, хгагх, 2003. – 173 с
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи