Для студентов всех форм обучения

РУКОВОДСТВО

К РАЗРАБОТКЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»

Для студентов специальности 270102

«ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО»

Проектирование основания и фундаментов под колонны

Каркаса одноэтажного промышленного здания

Для студентов всех форм обучения

г Старый Оскол 2007г.

Рецензент: главный инженер проектного управления КМА ПЖС Купров М.О.

Разработал: Заведующий кафедрой ПГС, профессор Лосев Ю.Г.

Утверждено на заседании кафедры,

протокол № от «____»_____________2007г.

Руководство составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Основания и фундаменты» для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство».

1. ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проектирования по дисциплине «Основания и фундаменты» является формирование знаний, выработка навыков, умений у студентов по изучению методик проектирования, выполнения расчетов оснований и фундаментов на примере проектирования основания и фундаментов под железобетонные колонны каркаса одноэтажного промышленного здания в соответствии с нормативными требованиями.

Задание на проектирование основано на знании основ смежных дисциплин:

-Сопротивление материалов;

-Инженерная геология;

-Архитектура гражданских и промышленных зданий;

-Строительная механика;

-Механика грунтов;

-Железобетонные конструкции.

Исходные данные приняты в соответствии с результатами разработок курсовых проектов, выполнения лабораторных работ, практических и домашних заданий при изучении выше указанных дисциплинах.

Каждому студенту выдается номер варианта Задания (форму см. ниже в разделе 2), который устанавливает вариант инженерно-геологических условий строительной площадки, а также нагрузки на отдельно стоящие фундаменты под колонны каркаса (см. Приложения VIII, IX)

Нагрузки устанавливаются по обрезу фундамента в уровне защемления крайней или средней колонны в стакане фундамента в виде продольной силы, момента и поперечной силы в плоскости поперечной рамы одноэтажного каркаса. Данные принимаются на основе статического расчета, выполненного студентом при разработке курсового проекта по проектированию железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания. При отсутствии таких данных, численные значения нагрузок на фундаменты принимаются по вариантам, данным в Приложении VIII и по согласование с руководителем проекта.

Привязка одноэтажного промздания на схеме строительной площадке произвольная. Геометрические размеры одноэтажного двухпролетного промздания принять в соответствии с курсовым проектом по проектированию одноэтажного железобетонного каркаса. При отсутствии таких данных размер здания в плане 60х36 (м). Климатический район строительства студентом назначается самостоятельно.

Варианты задания на инженерно-геологические условия строительной площадки приведены в Приложении IX. Содержание, объем пояснительной записки и графической части курсового проекта представлены в Задании. Форма и содержание Задания на курсовой проект должно быть первым листом в пояснительной записке и оформлены студентом в следующем виде

1. ФОРМА ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Старооскольский технологический институт (филиал)

Московского государственного института стали и сплавов

(технологического университета)

Кафедра «Промышленного и гражданского строительства»

ЗАДАНИЕ

На курсовой проект по основаниям и фундаментам

Студенту ____________________________________________группы___________________

Вариант задания № ___________

Тема: Разработать проект основания и фундаментов каркаса одноэтажного промышленного здания.

За основу выполнения проекта использовать объемно-планировочные и конструктивные решения, принятые студентом в курсовом проекте №1 по дисциплине «Железобетонные конструкции». При отсутствии таких данных размер здания принять 60x36 м, размеры пролетов – 18 м, шаг колонн – 6м.

Геометрическая схема здания:

При проектировании фундаменты под колонны принимаются для четных номеров заданий - крайние, для нечетных – средние.

Нагрузки на фундаменты от колонн каркаса принять в соответствии со статическим расчетом поперечной рамы, который выполнялся в курсовом проекте №1 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции», либо по номеру варианта (см. Приложение VIII).

Данные инженерно геологических изысканий грунтов основания определяются в соответствии с номером варианта (см. Приложение IX).

СОСТАВ ПРОЕКТА

Проект включает расчетно-пояснительную записку и графическую часть.

1. Расчетно-пояснительная записка содержит:

-форму и содержание задания на курсовой проект;

- характеристики грунтовых условий на основании инженерно геологических изысканий, в соответствии с номером варианта задания;

- обработку физических характеристик грунтов и определение классификационных, прочностных и деформационных показателей грунтов;

- геологический разрез площадки;

- определение глубины заложения фундаментов;

- определение нагрузок, действующих на основание и фундаменты;

- определение основных конструктивных размеров фундаментов стаканного типа;

- расчет осадок отдельно стоящего фундамента методом послойного суммирования;

- расчет осадок с учетом взаимного влияния отдельно стоящих фундаментов;

- расчет крена фундамента;

- расчет несущей способности и осадки свайного фундамента под колонну методом послойного суммирования.

Пояснительная записка выполняется на 23 – 30 листах формата А4.

2. Графическая часть проекта:

- план строительного участка (масштаб 1:500; 1:1000);

- геологический разрез участка (верт. 1:100, гор. 1:200 или 1:500);

- план фундаментов (масштаб 1:200);

- чертежи свайного фундамента и фундамента стаканного типа (масштаб 1:10, 1:50);

- схемы определения осадок фундаментов методом послойного суммирования.

Проект должен быть выполнен на листе ватмана формата А1. разрешается оформление проекта на компьютере.

Срок выполнения проекта ____________________________________________________

Руководитель проекта ________________________________________________________

Задание принял ______________________________________________________________

1. СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Важнейшим вопросом проектирования для всех зданий и сооружений является решение задач по устройству оснований и фундаментов.

В первую очередь, по строительному объекту следует выполнить инженерно-геологические изыскания строительной площадки, для того чтобы иметь ясное представление о напластовании грунтов, знать их физико-механические характеристики для оценки основания и принятия решений по выбору наиболее рациональных фундаментов.

Далее основные задачи сводятся к следующему:

Выбор несущего слоя грунта основания;

Установление глубины заложения конструкции фундамента;

Проектирование геометрических размеров, разработка конструкции фундаментов при действующих нагрузках и граничных условиях;

Проектирование основания по предельным состояниям (по несущей способности и деформациям), с учетом совместной работы оснований, фундаментов, надземной части здания или сооружения.

Основным расчетом оснований является расчет по второй группе предельных состояний (по деформациям). При этом все исходные данные для проектирования оснований принимаются соответствующими второй группе предельных состояний: расчетные нагрузки, напряжения, расчетное сопротивление грунта, физико-механические характеристики грунта.

В соответствии с заданием студент выполняет разработку оснований для двух видов отдельно стоящих железобетонных фундаментов под железобетонные колонны каркаса:

прямоугольных стаканного типа;

свайных, забивных, с ростверком для куста свай.

Проектирование и расчеты по составу задания выполняются на примере одного крайнего или среднего отдельно стоящего фундамента для соответствующей колонны каркаса.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

В механике грунтов показатели свойств грунтов разделяются на:

1) исходные физические свойства, к которым относятся объемный вес грунта естественной ненарушенной структуры , удельный вес и природная влажность w;

2) классификационные показатели: а) номенклатурные – гранулометрический состав для песчаных грунтов; б) характеристики физического состояния – степень влажности G и плотность сложения для песчаных грунтов; число пластичности и показатель консистенции для глинистых грунтов;

3) показатели прочности: угол внутреннего трения и удельное сцепление ;

4) характеристики деформируемости: модуль деформации E и коэффициент фильтрации .

Исходные физические свойства, необходимые на всех стадиях проектирования оснований и фундаментов, определяются лабораторным путем. Методика их определения изучается в дисциплине механика грунтов, подробно описана в учебной и специальной литературе.

Классификационные показатели определяются лабораторным путем и расчетами. Для песчаных грунтов гранулометрический состав определяется лабораторным просеиванием. В зависимости от зернового состава песчаные грунты подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые.

Важным показателем песчаных грунтов является коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности, определяемый по формуле:

. (4.1)

В зависимости от величины коэффициента пористости песчаные грунты по плотности их сложения делятся на плотные, средней плотности и рыхлые.

Степень влажности песчаных грунтов определяется по формуле:

. (4.2)

В соответствии с нормативными требованиями песчаные грунты по степени влажности делятся на маловлажные, влажные и насыщенные водой.

Для глинистых грунтов число пластичности определяется расчетом по формуле:

; (4.3)

где и – влажности грунта соответственно на границах текучести и раскатывания. Значения и определяются лабораторным путем. Во всех расчетах значения , , w необходимо дать в долях единицы.

Показатель консистенции глинистых грунтов вычисляется по формуле:

. (4.4)

Глинистые грунты по показателю консистенции делятся на супеси, суглинки, глины.

Нормативные значения прочностных и деформативных характеристик песчаных грунтов определяются в зависимости от коэффициента пористости е (см., Приложение I), глинистых грунтов – в зависимости от показателя консистенции (см. Приложение I).

Для предварительных расчетов размеров подошвы фундаментов необходимо знать условные расчетные сопротивления грунтов основания , которые определяются по таблицам СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений (см. Приложения I).

Уточненные значения размеров подошвы фундаментов устанавливаются на основе знаний значений угла внутреннего трения, удельного сцепления грунта и предварительных геометрических размеров фундаментов и определения расчетного сопротивления грунта по формуле СНиП 2.02.01-83.

Все исходные физико-механические характеристики определяется лабораторным путем на основе выполнения инженерно-геологических изысканий и оценки условий площадки строительства.

Индивидуальные задания студентам (по номеру варианта) об исходных физико-механических характеристиках грунтов для условной строительной площадкой даны в таблицах Приложения VIII. Условные инженерно-геологические изыскания выполнены на основе трех пробуренных скважин, а оценка грунтов выполнена на основе условных лабораторных исследований.

Методику классификации грунтов и определения их физико-механических характеристик, построения инженерно-геологического профиля площадки строительства объекта см. в примерах, приведенных в Приложение II.