Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Курсовий проект
Предмет:
Механіка ґрунтів, основи і фундаменти
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Інститут будівництва та інженерії довкілля
КУРСОВИЙ ПРОЄКТ
З курсу: „Механіка грунтів основи і фундаменти”
2005
Визначення назв шарів грунту за фізичними характеристиками
№
Гранулометричний склад %
При-родна
воло-гість
Границі
вологості
Пито-ма
вага части-нок
γз
Пит-ома вага
γ
кН
м3
>2
2,0
1,0
1,0
0,5
0,5
0,25
0,25
0,1
0,1
0,05
0,05
0,01
0,01
0,005
<0,005
W
WL
Wp
10
0
0
1
3
9
15
25
16
31
0,27
0,43
0,23
27,4
20,6
14
0
0
24,5
29,3
33,5
12
0,4
0,1
0,1
0,245
0
0
26,8
20
19
0
0
12
10
18
8
8
15
25
0,2
0,22
0,14
27
21
24
0
0
0
3
2
10
10
38
20
0,2
0,45
0,23
27,4
21,8
29
0
0
0
1,6
2,9
10,7
21,4
52,8
10,6
0,15
0,29
0,18
25,8
17
Шар грунту №10
Так,як WL≠ Wp≠0 то грунт цього шару глинистий.
Число пластичності
Ip= WL- Wp=0.43-0.23=0.2 /20%/
Ip=20%>17% - отже грунт-глина /згідно таб. 3.8/
В даному випадку вміст піщаних частинок /2-0,5 мм/ немає, отже згідно таб.3.9 – глина легка пилувата.
Включень розміром >2 мм в шарі грунту немає.
Показник текучості IL:
IL=( W- Wp)/ (WL- Wp)=(0,27-0,23)/0,2=0,2
0< IL <1 з таб.Д3.11 глина напівтверда
R0=400 kПа е= γз/γх(1+W)-1=0.69
Повна назва шару грунту Ш10 глина легка пилувата, напівтверда.
Шар грунту №14
Так,як WL=Wp=0 то грунт цього шару піщаний.
В даному випадку частинок розміром:
>2мм=0% <25% 0,5-24,5% <50%
1мм-0% <25% >0,25мм=53,8% >50%
Ступінь неоднорідності:
Сu=d60/d10=0.25/0.05=5
Відповідно Сu=5>3 даний шар відноситься до пісків середньої крупності.
е=0,67 згідно Д 3,1 /додаток 3/
0,55<е=0,67<0,7
Коефіцієнт водо насичення:
Sγ=Wγs/(eγw)=0.245*26.8/(0.67*10)=0.99
Згідно Д 3.18 /додаток 3/ - пісок насичений водою
0,8< Sγ=0,99 <1
Повна назва шару грунту Ш14 пісок середньої крупності, неоднорідний, середньої щільності,насичений водою.
Розрахунковий опір згідно таб.2 дод.1 СниП 2.02.01-83 R0=400 кПа
Шар грунту №19
Так,як WL≠ Wp≠0 то грунт цього шару глинистий.
Число пластичності
Ip= WL- Wp=0,22-0,14=0.08 /8%/
Ip=7% <17% - отже грунт-суглинок /згідно таб. 3.8/
В даному випадку вміст піщаних частинок /2-0,5 мм/ немає, отже згідно таб.3.9 – суглинок легкий пилуватий.
Включень розміром >2 мм в шарі грунту немає.
Показник текучості IL:
IL=( W- Wp)/ (WL- Wp)=(0,2-0,14)/(0,22-0,14)=0,75
0< IL=0,75<1 з таб.Д3.11 м’якопластичний
R0=311 kПа е= γз/γх(1+W)-1=0,54
Повна назва шару грунту Ш19 суглинок легкий пилуватий, м’якопластичний.
Шар грунту №24
Так,як WL≠ Wp≠0 то грунт цього шару глинистий.
Число пластичності
Ip= WL- Wp=0,45-0,23=0.22 /22%/
Ip=22% >17% - отже грунт-глина /згідно таб. 3.8/
В даному випадку вміст піщаних частинок /2-0,5 мм/ немає, отже згідно таб.3.9 – глина легка пилувата.
Включень розміром >2 мм в шарі грунту немає.
Показник текучості IL:
IL=( W- Wp)/ (WL- Wp)=(0,2-0,23)/0,22=-0,14
IL=-0,14<0 з таб.Д3.11 глини тверді
R0=300 kПа е= γз/γх(1+W)-1=0,51
Повна назва шару грунту Ш24 глина легка пилувата, тверда.
Шар грунту №29
Так,як WL≠ Wp≠0 то грунт цього шару глинистий.
Число пластичності
Ip= WL- Wp=0,29-0,18=0.11 /11%/
7% <Ip=11% <17% - отже грунт-глинистий /згідно таб. 3.8/
В даному випадку вміст піщаних частинок /2-0,5 мм/ немає, отже згідно таб.3.9 – суглинок легкий пилуватий.
Включень розміром >2 мм в шарі грунту немає.
Показник текучості IL:
IL=( W- Wp)/ (WL- Wp)=(0,15-0,18)/0,11=-0,27
IL=-0,27<0 з таб.Д3.11 суглинки тверді
R0=267,86 kПа е= γз/γх(1+W)-1=0,75
Повна назва шару грунту Ш28 суглинок легкий пилуватий, твердий.
Збір навантаження на фундаменти будинку по розрахунковим перетинам.
Навантаження для монолітного і збірного залізобетонного будинку будемо збирати по формулі:
де ;; - постійне навантаження від покриття , горищного перекриття і міжповерхового перекриття.
;; - тимчасове навантаження на покриття, горищне перекриття і міжповерхове перекриття.
А – вантажна площа.
- понижуючий коефіцієнт (СHиП 2.01.07-85)
n – загальна кількісьт перекрить
;;; - висота колони, площа поперечного перерізу колони, довжина ригиля, площа поперечного перерізу ригеля.
γ – об’ємна вага залізобетону
B;δcm;H – геометричні розміри огороджуючих конструкцій.
γ’ - об’ємна вага огороджуючих конструкцій.
Вантажні площі:
А1-1 = 10,24 м2
А2-2 = 40,96 м2
А3-3 = 20,48 м2
Будинок проєктується в м.Рівне яке знаходиться в I сніговому районі по СниП 2.01.07-85 „ Нагрузки и воздйствия ” тому снігове навантаження рівне 500 Н/м2
Навантаження 1м2 вантажної площі від конструкцій будинку.
№ п/п
Елементи споруди
Нормативне навантаження Н/м2
Коефіцієнт надійності по навантаженню, γf
Розрахункове навантаження,
Н/м2
Дах
1
Сніг
500
1,4
700
2
Рулонний килим
100
1,3
130
3
Асфльтобетон
540
1,3
700
4
З/б панель
3000
1,1
3300
∑4140
∑4830
Горищне перекриття
1
Вирівнюючий цем. шар
360
1,3
470
2
Утеплювач (керамзит)
500
1,3
650
3
Пароізоляція
100
1,3
130
4
З/б панель
3000
1,1
3300
5
Корисне навантаження
700
1,3
910
∑4660
∑5460
Міжповерхове перекриття
1
Паркет
180
1,2
220
2
Цементна основа
450
1,3
590
3
Звуковзоляція
550
1,3
720
4
З/б панель
3000
1,1
3300
5
Перегородки
750
1,1
830
6
Корисне навантаження
3000
1,3
3900
Збір нормативних навантажень (без врахування коефіцієнта надійності
по навантаженню γf )
+
Збір навантажень (з врахуванням коефіцієнта надійності по навантаженню γf)
Врахування дії вітру на споруду
Врахування дії вітру на проектований будинок обчислюється за СниП 2.01.07-85 „Нагрузки и воздйствия ”
Нормативне значення середньої складової вітрового навантаження на висоті z над поверхнею землі:
де W0=380 Н/м2 по таб.5 (СниП 2.01.07-85 для ІІІ вітрового району);
k- коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті (таб.6 СниП 2.01.07-85);
с- аеродинамічний коефіцієнт
сн- надвітряної сторони
сп- підвітряної сторони
сн=0,8; сп=0,6
=0,8+0,6=1,4
Висота будинку:
Нбуд=1,1+3,6×7+3,05=29,35 м
Wm5=0.38×0.4×1.4=0.213 кПа
Wm10=0.38×0.4×1.4=0.213 кПа
Wm20=0.38×0.55×1.4=0.293 кПа
Wm29,35=0.38×0.67×1.4=0.356 кПа
Горизонтальне вітрове навантаження замінимо зосередженими силами, прикладеними в вузлах будинку.
Визначимо ці сили за формулою: Fi=Wmi×А
Fi=0,213×2,45×6,4=3,34 кН
F2=0,213×3,6×6,4=4,91 кН
F3=0,213×3,6×6,4=4,91 кН
F4=0,226×3,6×6,4=5,21 кН
F5=0,254×3,6×6,4=5,85 кН
F6=0,282×3,6×6,4=6,50 кН
F7= 0,308×3,6×6,4=7,10 кН
F8=0,331×3,6×6,4=7,62 кН
F9=0,349×3,6×6,4=8,04 кН
Поперечна сила рами першого поверху рівна :
QI = ∑Fi = 3.34+4.91+4.91+5.21+5.85+6.50+7.10+7.62+8.04=53.48 кН
Поперечна сила 1-го і 3-го стояка буде рівна :
Q1 = Q3 = QI×0.9/2.8 = 53.48×0.9/2.8 = 17.19 кН
Поперечна сила 2-го стояка буде рівна :
Q2 = QI/2.8 = 53.48/2.8 = 19,10 кН
По знайдених поперечних силах визначемо згинальні моменти в нижньому січенні 1-го і 3-го стояків першого поверху за формулою:
кНм
Згинальний момент в нижньому січенні 2-го стояка першого поверху буде рівний :
кНм
Розрахунок фундаменту для вибору оптимального варіанту.
Попередньо площу підошви фундаменту визначимо за формулою:
де ∑Fv,n – вертикальне нормативне навантаження в даному перерізі;
R0 – розрахунковий опір грунту;
γ – питома вага залізобетону;
β=0,8 – коефіцієнт;
d – глибина закладання фундаменту.
Для даного перерізу приймаємо розміри підошви фундаменту:
А=2,2×2,4=5,28 м2
Перевірку правильності підібраних розмірів фундаменту проведемо за формулою:
де Gф- вага фундаменту;
Gгр- вага грунту над фундаментом;
R- розрахунковий опір грунту основи;
M- згинальний момент;
W- момент опору підошви фундаменту.
Gф=(2,4×2,2×0,3+2,0×1,8×0,3+0,93)×25=90.8кН
Gгр=((2,4×2+1,8×2)×0,3×0,3+(2,0×2+0,9×2)×0,6×0,9)×18,8=77.83 кН
де k = 1,1 – коефіцієнт, що залежить від розміру підошви фундаменту (b<10);
γс1=1,2 ; γс2=1 згідно таб.43(3) СНиП 2.02.01-83 – коефіцієнти умов роботи грунтової основи і умов роботи соруди у відповідності з основою;
γ11, γ’11 – усереднені розрахункові значення питомої ваги грунтів, залягаючих нижче і відповідно вище, підошви фундаменту.
γ11 =18,6 кН/м3;
γ’11 =18,8 кН/м3.
Мγ=0,72 ; Мq=3,87 ; Мс=6,45 згідно таб.43(3) СНиП 2.02.01-83
с11 – розрахункове значення питомого зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту;
с11=28,5 кПа. (таб.2 дод.1 СНиП 2.02.01-83);
d1 = розрахункове значення глибини закладання фундаменту
hs – товщина шару грунту вище підошви фундаменту, м ;
hcp – товщина конструкцій підлоги підвалу , м ;
γcp - розрахункове значення питомої ваги конструкцій підлоги підвалу, кН/м3 ;
db=1.65 м – глибина підвалу (відстань від рівня планування до підлоги підвалу);
= 469,4 кН/м2
W=(a×b2)/6=(2.2×2.42)/6=2.11 м3;
Розрахунок фундаментів глибокого закладання.
14 - пісок середньої крупності, неоднорідний, середньої щільності.
19 - суглинок легкий пилуватий, м’якопластичний.
24 - глина легка пилувата, тверда.
Несучу здатність висячої забивної палі визначаємо за формулою :
де γс=1 – коефіцієнт умов роботи палі в грунті.
R=3700 кПа – розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі згідно таб.1 СНиП 2.02.03-85 ;
A=0,3×0,3=0,09 м2 – площа опирання на грунт палі (приймається по площі поперечного перерізу палі);
U=0,3×4=1,2 м – зовнішній периметр поперечного перерізу палі
fi – розрахунковий опір і-го щару грунту основі на боковій поверхні палі згідно таб.2 СНиП 2.02.03-85 ;
f1=36,2 кПа , f2=8,3 кПа , f3=63,8 кПа
h1- товщина і-го шару грунту, що дотикається до бокової поверхні палі, м ;
γcR=1, γcf=1 – коефіцієнти умов роботи грунту відповідно під нижнім кінцем і на боковій поверхні палі, які враховують вплив методу занурення палі на розрахунковий опір грунту згідно таб.3СНиП 2.02.03-85 ;
Розрахункове навантаження на одну палю:
де γк = 1,2 – коефіцієнт надійності згідно СНиП 2.02.03-85 ;
Визначимо необхідну кількість паль за формулою:
де Gp – вага розтверку;
Gгр – вага грунту над розтверком;
Gп – вага палі.
Gp=(2,2×2,2×0,4+0,93)×25=66,63 кН
Gгр=(0,2×2,2×2+0,2×0,9×2)×0,9×19,8=22,1 кН
Gп=0,3×0,3×3×4×25=27 кН
Приймаємо конструктивно 8 паль
Техніко-економічне обгрунтування двох варіантів фундаментів.
№
п/п
Назва робіт
Розцінка
грн
Об’єм робіт
Вартість, грн
І
ІІ
І
ІІ
1.
Розробка грунтів екскаватором ємністю 0,25 м3, м3
0,145
14,8
4,7
2,1
0,7
2.
Влаштування підготовки під фундаменти , м3
- піщаної
- бетонної
4,77
25,18
0,39
----
----
0,19
1,9
----
----
4,8
3.
Влаштування монолітких з/б фундаментів і ростверків із бетону класу В20, м3
28,19
3,8
1,2
107,4
33,8
4.
Влаштування забивки з/б паль із бетону класу В25
30,25
----
8
----
242
Разом
111,1
281,3
На основі техніко-економічного обгрунтування вибираємо варіант з фундаментом неглибокого закладання.
Підбір підошви позацентрово-завантажених фундаментів переріз 1-1.
Попередньо площу підошви фундаменту визначимо за формулою:
Для даного перерізу приймаємо розміри підошви фундаменту:
А=2,2×2,4=5.28 м2
Перевірку правильності підібраних розмірів фундаменту проведемо за формулою:
де ∑Mnx i ∑Mny – моменти відносно головних осей підошви фундамента від прийнятих розрахункових навантажень;
Wх і Wу - моменти опору підошви фундаменту відносно відповідних осей.
Gф=(2,2×2,4×0,3+1,8×1,8×0,3+0,93)×25=82,13 кН
Gгр=((2,4+1,8)×0,3×0,3+(2,4+0,9)×0,6×0,9)×19,8=42,77 кН
де k = 1,1 – коефіцієнт, що залежить від розміру підошви фундаменту (b<10);
γс1=1,2 ; γс2=1 згідно таб.43(3) СНиП 2.02.01-83 – коефіцієнти умов роботи грунтової основи і умов роботи соруди у відповідності з основою;
γ11, γ’11 – усереднені розрахункові значення питомої ваги грунтів, залягаючих нижче і відповідно вище, підошви фундаменту.
γ11 =18,6 кН/м3;
γ’11 =18,8 кН/м3.
Мγ=0,72 ; Мq=3,87 ; Мс=6,45 згідно таб.43(3) СНиП 2.02.01-83
с11 – розрахункове значення питомого зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту;
с11=28,5 кПа. (таб.2 дод.1 СНиП 2.02.01-83);
d1 = розрахункове значення глибини закладання фундаменту
db=1.65 м – глибина підвалу (відстань від рівня планування до підлоги підвалу);
= 365,75 кН/м2
Wу=(a×b2)/6=(2.4×2.22)/6=1,94 м3;
Сумарний момент відносно осі У рівний: ∑Му = Мb+M1гру- M2гру
де Мb- момент від бокового тиску вітру;
M1гру – момент від бокового тиску грунту;
M2гру – утримуючий момент від грунту над підошвою фундаменту.
Для визначення бокового тиску грунту додають ще нормативну величину навантаження на поверхні землі, яке рівне 10 кН/м.
Боковий тиск грунту зведемо до зосередженої сили:
де hnp=q/γ – висота еквівалентного шару грунту
hnp=q/γ=10/19,8=0,51 м
l – крок колон.
Визначимо момент від бокового тиску грунту:
Визначимо момент від грунту над фундаментом:
=Gгр×е=2,1×0,8×3×19,8×0,88=87,8 кНм
Сумарний момент відносно осі Х рівний:
де M1грх – момент від бокового тиску грунту;
M2грх – утримуючий момент від грунту над підошвою фундаменту.
= =182,25 кНм
=Gгр×е=2,3×0,7×3×19,8×0,83=79,4 кНм
Wх=(a×b2)/6=(2.2×2.42)/6=2,11м3;
Отже, виконаємо перевірку правильності підібраних розмірів підошви фундаменту:
Підбір підошви позацентрово-завантажених фундаментів переріз 3-3.
Попередньо площу підошви фундаменту визначимо за формулою:
Для даного перерізу приймаємо розміри підошви фундаменту:
А=2,2×2,4=2,28 м2
Перевірку правильності підібраних розмірів фундаменту проведемо за формулою:
де ∑M – сума моментів відносно головних осей підошви фундамента від прийнятих розрахункових навантажень;
W - момент опору підошви фундаменту відносно відповідних осей.
Gф=(2,2×2,4×0,3+1,8×1,8×0,3+0,93)×25=57,32 кН
Gгр=((2,4+1,8)×0,3×0,3+(2,4+0,9)×0,6×0,9)×19,8=42,77 кН
де k = 1,1 – коефіцієнт, що залежить від розміру підошви фундаменту (b<10);
γс1=1,2 ; γс2=1 згідно таб.43(3) СНиП 2.02.01-83 – коефіцієнти умов роботи грунтової основи і умов роботи соруди у відповідності з основою;
γ11, γ’11 – усереднені розрахункові значення питомої ваги грунтів, залягаючих нижче і відповідно вище, підошви фундаменту.
γ11 =18,6 кН/м3;
γ’11 =19,8 кН/м3.
Мγ=0,72 ; Мq=3,87 ; Мс=6,45 згідно таб.43(3) СНиП 2.02.01-83
с11 – розрахункове значення питомого зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту;
с11=28,5 кПа. (таб.2 дод.1 СНиП 2.02.01-83);
d1 = розрахункове значення глибини закладання фундаменту
db=1.65 м – глибина підвалу (відстань від рівня планування до підлоги підвалу);
= 447,57 кН/м2
Боковий тиск грунту зведемо до зосередженої сили:
де hnp=q/γ – висота еквівалентного шару грунту
hnp=q/γ=10/19,8=0,51 м
l – крок колон.
Визначимо момент від бокового тиску грунту:
Визначимо момент від грунту над фундаментом:
=Gгр×е=2,1×2,4×2,2×19,8×0,88=293,2 кНм
Wх=(a×b2)/6=(2.2×2.42)/6=2,11 м3;
Отже, виконаємо перевірку правильності підібраних розмірів підошви фундаменту:
Розрахунок по деформаціях.
Розрахунок будемо проводити на основі умови:
де S – сумарна деформація основи і споруди, яка визначається розрахунком .
Su = 0,08 м – граничне значення сумарної деформації основи споруди згідно таб.72 СНиП 2.02.01-83.
Визначення сумарної деформації будемо проводити методом пошарового сканування:
де β=0,8 – безрозмірний коефіцієнт;
σzmpi – середнє значення додаткового вертикального нормального напруження в і-му шарі грунту, яке рівне півсумі вказаних напружень на верхній z i-1 i нижній zi границях шару по вертикалі, яка проходить через центр фундаменту.
hi, Ei – відповідно товщина і модуль деформацій і-го шару грунту.
Додаткове вертикальне напруження на глибині z від підошви фундаменту:
де - коефіцієнт згідно таб.55 СНиП 2.02.01-83 , який залежить від відносної глибини:
- додатковий вертикальний тиск на основу.
Р – середній тиск під підошвою фундаменту
σzgo – вертикальне напруження від власної ваги грунту на рівні підошви фундаменту:
σzgo=
де γ – питома вага грунту, розміщеного вище підошви.
Вертикальне напруження від власної ваги грунту σzgі на границі шару, розміщеного на глибині z від підошви фундаменту:
де γі, hі – відповідно питома вага і товщина і-го шару грунту.
Нижня границя стискання приймається на глибині z=Hc , де виконується умова
σzp=0.2×σzg
Розріз 1-1
№ шару
z
hi
σzgi
0.2×σzgi
ξ=
α
σzpi
σzpmi
10
0
3.3
78.54
15.81
0
1
323.15
297.55
14
0.5
0.5
99.54
19.91
0.5
0.9
271.94
19
1.3
1.0
120.54
21.11
1.3
0.642
180.50
226.22
19
2.3
1.0
142.34
28.47
2.2
0.305
79.10
129.8
24
3.3
1.0
164.14
32.81
3
0.195
46.32
62.71
24
4.3
1.0
181.14
36.23
3.8
0.131
28.89
37.65
кПа
=78.54 кПа
=401.69-78.54=323.15 кПа
l/b=2.4/2.2=1.1
=1×323,15=323,15 кПа
Розріз 3-3
№ шару
z
hi
σzgi
0.2×σzgi
ξ=
α
σzpi
σzpmi
10
0
3.3
78.54
15.81
0
1
311,65
286,58
14
0.6
0.6
99.54
19.91
0.5
0.9
261,50
19
1.6
1.0
120.54
21.11
1.3
0.642
173,06
217,28
19
2.6
1.0
142.34
28.47
2.2
0.305
75,57
124,32
24
3.6
1.0
164.14
32.81
3
0.195
44,06
59,82
24
4.6
1.0
181.14
36.23
3.8
0.131
27,37
35,72
кПа
=78.54 кПа
=390,1-78.54=311,65 кПа
l/b=2.8/2.4=1.17
=1×311,56=311,65 кПа
Розріз 2-2
№ шару
z
hi
σzgi
0.2×σzgi
ξ=
α
σzpi
σzpmi
10
0
3.3
78.54
15.81
0
1
328,53
302,66
14
0.6
0.6
99.54
19.91
0.5
0.9
276,78
19
1.6
1.0
120.54
21.11
1.3
0.642
183,95
230,37
19
2.6
1.0
142.34
28.47
2.2
0.305
80,74
132,35
24
3.6
1.0
164.14
32.81
3
0.195
47,37
64,06
24
4.6
1.0
181.14
36.23
3.8
0.131
29,60
38,49
кПа
=78.54 кПа
=407,07-78.54=328,53 кПа
l/b=2.8/2.4=1.17
=1×328,53=328,53 кПа
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора