Расчёт и конструирование жёсткого фундамента мелкого заложения на естественном основании под промежуточную опору моста. Расчёт свайного фундамента с низким жёстким ростверком. Определение расчётного сопротивления грунта, глубины заложения ростверка.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2015 |
| Размер файла | 267,2 K |
- посмотреть текст работы
- скачать работу можно здесь
- полная информация о работе
- весь список подобных работ
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
по дисциплине «Основания и фундаменты»
Исходные данные 0902096
1. Проектирование фундамента мелкого заложения
1.1 Определение глубины заложения фундамента и его высоты
1.1.1 Определение глубины заложения фундамента, возводимого на суходоле
1.1.2 Определение высоты фундамента
1.2 Определение расчетных усилий, действующих в уровне подошвы фундамента
1.3 Определение расчётного сопротивления грунта основания осевому сжатию
1.4 Расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний
1.4.1 Расчёт по несущей способности основания
1.4.2 Расчёт фундамента на устойчивость против опрокидывания
1.5 Расчёт основания и фундамента по второй группе предельных состояний
1.5.1 Определение осадки основания фундамента
1.5.2 Определение крена фундамента
2. Проектирование фундамента глубокого заложения
2.1 Определение глубины заложения ростверка и его размеров
2.2 Выбор длины и размеров поперечного сечения свай
2.3 Определение несущей способности сваи
2.4 Размещение свай под подошвой ростверка
2.5 Определение расчётной нагрузки на сваю
Список используемой литературы
В курсовой работе должны быть выполнены расчёт и конструирование фундамента под промежуточную опору моста в двух вариантах:
— жёсткий фундамент мелкого заложения на естественном основании;
— свайный фундамент с низким жёстким ростверком.
После завершения расчётов и конструирования фундамента выполняется технико-экономическое сравнение вариантов.
Исходные данные 0902096
Данные по грунтам основания
Отметка подошвы слоя относительно условного нуля, м
Мощность слоя, м
Уровень подземных вод, м
Удельный вес грунта, кН/м3
Коэффицент пористости е
Число пластичности Iр
Модуль деформации E, MПа
Угол внутреннего трения
Разрез № 6 Отметка природного рельефа (уровня меженных вод УМВ) — 128,8 м
Глубина местного размыва hр, м
Отметка нижней поверхности льда на водотоке, м
Геометрические параметры моста и промежуточной опоры
Расчетный пролет моста L, м
Нормативные нагрузки на промежуточную опору
Нормативная нагрузка от собственного веса конструкций пролётных строений G nпр.с., кН
Нормативная нагрузка от подвижного состава P n, кН
Нормативная горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги Т n, кН
1. Проектирование фундамента мелкого заложения
фундамент мост опора свайный
Конструкция фундамента мелкого заложения и основные параметры, её определяющие, приведены на Рис 1. Такие фундаменты проектируются монолитными из бетона класса не ниже В20.
1.1 Определение глубины заложения фундамента и его высоты
Глубина заложения фундаментов определяется:
— инженерно-геологическими условиями площадки строительства;
— глубиной сезонного промерзания грунтов при возведении фундамента на суходоле;
— нагрузками, передаваемыми фундаментом на грунты основания.
Выбираем за несущий слой суглинок. В несущий слой грунта фундамент должен быть заглублен не менее чем на 0,5м.
1.1.1 Определение глубины заложения фундамента, возводимого на суходоле
Исходя из инженерно-геологических условий минимальная глубина заложения фундамента d (Рис. 2а) будет:
где hнес. сл. — глубина подошвы слоя, предшествующего несущему, м.
Исходя из инженерно-геологических условий и возможности размыва грунта фундамент мостовой опоры должен быть заглублен не менее чем 2,5 м от дна водотока после его размыва расчётным паводком.
Рис. 1. Конструкция промежуточной опоры и жёсткого фундамента мелкого заложения
Исходя из инженерно-геологических условий, сезонного промерзания грунта и с учетом конструктивных требований, минимальная глубина заложения фундамента d (Рис.2) будет:
d =hp+hw+2,5=1,9+0,6+2,5=5,0 м,
где hw — глубина водотока, м;
hp — глубина размыва грунта, м
За окончательную минимально возможную глубину заложения фундамента принимается .
1.1.2 Определение высоты фундамента
Высота фундамента hf (Рис.1) определяется как разность отметок его подошвы и обреза и находится из выражения:
где d — глубина заложения фундамента, м;
dобр. — расстояние от условной нулевой отметки (Рис.2,3) до обреза фундамента, принимаемое равным для фундаментов, возводимых на водотоке — 0,6 м.
1.2 Определение расчетных усилий, действующих в уровне подошвы фундамента
Рис. 2. Конструктивная схема моста с жёстким фундаментом мелкого заложения под промежуточную опору на суходоле; NL — отметка поверхности природного рельефа; L- расчётный пролет
Рис. 3. Конструктивная схема моста с фундаментом глубокого заложения (свайным) с низким жёстким ростверком под промежуточную опору на суходоле: NL — отметка поверхности природного рельефа; L- расчётный пролёт.
В общем случае на фундамент промежуточной опоры моста действуют, в различных сочетаниях, 18 нагрузок и воздействий. Эти нагрузки можно привести к двум усилиям приложенных в центре тяжести площади подошвы фундамента:
— вертикальному расчетному усилию N, определяемому как сумму всех вертикальных нагрузок, кН:
— расчетному моменту М относительно оси х-х от горизонтальной нагрузки Т, кН*м:
f -коэффициент надёжности по нагрузке для постоянных нагрузок от собственного веса пролётных строений — 1,1;
f -коэффициент надёжности по нагрузке для временных вертикальных нагрузок от подвижного состава -1,18;
(1 + ) -динамический коэффициент, к нагрузкам от подвижного состава, принимаемый равным: , по первой группе предельных состояний; по второй группе (1+)= 1;
Тn — расчётная горизонтальная продольная нагрузка от торможения;
L — расчётный пролёт моста, м.
Вертикальная расчетная нагрузка от подвижного состава:
Вертикальная расчетная нагрузка от собственного веса конструкций:
Расчетная нагрузка от собственного веса опоры:
f — коэффициент надёжности по нагрузке, принимаемый равным 1,1;
Аоп — площадь поперечного сечения опоры, м 2 ;
hоп. — высота опоры, м;
— удельный вес материала опоры .
Расчетная нагрузка от собственного веса фундамента с учетом веса грунта обратной засыпки (на водотоке — вес грунта и воды):
Gф. = срfbld — whw;
Gф=1,2?22,8?5,0?12,6?2,4 — 10?1,9=4134,06 (кН)
f — коэффициент надёжности по нагрузке, принимаемый равным 1,2;
ср — средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным 22,8 кН/м3.
w — удельный вес воды, равный 10 кН/м3;
hw — расстояние от уровня межевых или подземных вод до подошвы фундамента или верхней границы несущего слоя грунта, если он сложен суглинками и глинами.
Определяются размеры подошвы фундамента при = 30, т.е. наибольшие:
В и D — ширина и длина фундамента в уровне обреза, принимаемые по заданию.
Таким образом, расчетные усилия, действующие в уровне подошвы жёсткого фундамента мелкого заложения, следует определять по формулам:
— для расчета по первой группе предельных состояний:
при расчете по несущей способности основания
М=1,12?(1+k)?Тn ?(hоп+hф)=4541,04 кН?м.
при расчете по устойчивости фундамента против опрокидывания
N=0,9?qdn?L+1,18?(1+k)? qtn?L +0,9?22?Аоп ?hоп +0,9? 22,8?bld — whw =16824,33кН;
М=1,12?(1+k)?Тn ?(hоп+hф)=4541,04 кН?м.
— для расчета по второй группе предельных состояний:
N=1,0?qdn?L+1,0?(1+k)? qtn?L +1,0?22?Аоп ?hоп +1,0? 22,8?bld — whw=14619,45 кН;
М=1,0?(1+k)?Тn ?(hоп+hф)=3339,00 кН?м.
1.3 Определение расчётного сопротивления грунта основания осевому сжатию
Расчётное сопротивление основания из нескального грунта осевому сжатию R, кПа, под подошвой фундамента мелкого заложения следует определять по формуле:
Rо — условное сопротивление грунта, кПа;
b — ширина подошвы фундамента, м;
при ширине более 6 м принимается b= 6 м;
d — глубина заложения фундамента, м; (d — 3)? 0;
— осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта,
расположенного выше подошвы фундамента; допускается принимать
k1 , k2 — коэффициенты.
1.4 Расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний
Расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний выполняется:
— по несущей способности основания и устойчивости фундамента против опрокидывания;
— по прочности и устойчивости конструкции фундамента (по материалу). Прочность и устойчивость конструкций жёстких фундаментов мелкого заложения по материалу обеспечивается, как правило, выполнением следующих конструктивных требований:
— угол б на рис. 1 не должен превышать 30о;
— класс бетона по прочности на сжатие для таких фундаментов должен быть не ниже В20.
1.4.1 Расчёт по несущей способности основания
Используя полученные значения N, hf, b и l определяют p, pmax, pmin и проверяют условия:
Где p, pmax, pmin — среднее, максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента.
Где R — расчётное сопротивление грунта основания осевому сжатию, кПа;
n — коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4;
N- суммарная вертикальная расчётная нагрузка на фундамент в уровне его подошвы, кН.
Условия выполняются, следовательно, принятые размеры фундамента достаточны, а несущая способность основания обеспечена.
1.4.2 Расчёт фундамента на устойчивость против опрокидывания
Расчёт фундамента на устойчивость против опрокидывания заключается в проверке условия:
Mu — момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания), проходящей через точку О (Рис. 5) и параллельной большей стороне фундамента, кН•м;
Mz — момент удерживающих сил относительно той же оси, кН•м;
m — коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,8;
n — коэффициент надёжности по назначению, принимаемый равным 1,1.
Рис. 5 Нагрузки, действующие на промежуточную опору и фундамент моста эпюры давления под подошвой фундамента
Опрокидывающий момент Mu, определяется:
Ми=1,12?(1+k)?Тn ?(hоп+hф)= 4541,04 кН?м,
hоп., hf — высота опоры и фундамента соответственно, м.
Удерживающий момент Mz определяется:
N- суммарная вертикальная расчётная нагрузка на фундамент в уровне его подошвы, кН, определяемая по формуле:
N=0,9?qdn?L+1,18?(1+k)? qtn?L +0,9?22?Аоп ?hоп +0,9? 22,8?bld — whw;
при коэффициенте надёжности f = 0,9 для всех постоянных нагрузок;
b — ширина подошвы фундамента, м.
N=0,9?qdn?L+1,18?(1+k)? qtn?L +0,9?22?Аоп ?hоп +0,9? 22,8?bld — whw = 16824,33 кН;
1.5 Расчёт основания и фундамента по второй группе предельных состояний
1.5.1 Определение осадки основания фундамента
Расчёт выполняется в следующем порядке.
1. Определяется суммарная вертикальная расчётная нагрузка N на фундамент в уровне его подошвы :
N=1,0?qdn?L+1,0?(1+k)? qtn?L +1,0?22?Аоп ?hоп +1,0? 22,8?bld — whw =14619,45 кН.
2. Определяется среднее давление р под подошвой фундамента:
b, l — размеры подошвы фундамента, принимаемые по результатам расчёта по первой группе предельных состояний, м.
3. Сжимаемую толщу основания (см. рис.6) на глубину примерно
3b=3 разбивают на элементарные слои толщиной
где b — ширина подошвы фундамента.
4. Определяются дополнительные вертикальные напряжения в середине (по толщине) каждого элементарного слоя по формуле:
i — коэффициент, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины i, равной 2zi / b;
p0 = p — zg,0 — дополнительное вертикальное давление на основание, кПа;
zg,0 = /d — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;
/ — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, в работе разрешается принимать по наибольшему значению для грунтов, расположенных выше подошвы, кН/м3;
d — глубина заложения фундамента, принимаемая по результатам расчёта по первой группе предельных состояний, м.
5. Определяются вертикальные напряжения от собственного веса грунта zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента по формуле:
i и hi — соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.
При определении zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.
Вычисление осадки фундамента s рекомендуется выполнить в табличной форме:
Похожие главы из других работ:
3.3 Определение размеров подошвы фундамента
Ориентировочно площадь подошвы фундамента можно определить по усилию как для центрально нагруженного фундамента по формуле где — усредненная сила тяжести единицы объема фундамента и засыпки над ним. Принимаем подошву 2,8 х 3,8 отношение.
4.2 Определение размеров подошвы фундамента
Площадь подошвы фундамента определяют по условному давлению на грунт R0 без учета поправок в зависимости от размеров подошвы фундамента и глубины его заложения: A=N/(R0-гmH1)=1482735/(0.3·106-20·1.05)=5.314 м2. Размер стороны квадратной подошвы а=vА=v5,314=2,305 м.
2.3 Определение размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундамента определяются путем последовательных приближений. В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А определяется по формуле , где N0II — расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента.
6.1 Определение размеров подошвы фундамента
2.2 Определение размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундаментов подбираются по формулам сопротивления материалов для внецентренного и центрального сжатия от действия расчетных нагрузок.
2.2 Определение размеров подошвы фундамента (Ф5)
1).Первоначально принимаем размеры подошвы фундамента, конструктивно, исходя из размеров колонны l=1800 мм, b=1200мм. Определим условное расчетное сопротивление грунта. где г с1 и гс2 — коэффициенты условий работы k — коэффициент, принимаемый k = 1,0, т.к.
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА
Определить размеры подошвы фундамента. 1) Определяем нагрузки на отметке подошвы фундамента FL. Принимаем характеристики подстилающего слоя как для твердой супеси:, C=12, E=30 МПа, R0=350 кПа, гп=20,58 кН/м3.
1.5.2 Определение размеров подошвы фундамента
На фундамент в уровне его обреза передаются следующие комбинации усилий: при комбинация комбинация при комбинация комбинация Здесь . Полагая, что размер стороны подошвы фундамента в плоскости действия момента будет получим.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТА
Размеры подошвы фундамента устанавливают на основе расчетов оснований по деформациям.
2.2.1.1 Определение размеров подошвы фундамента hf, b и l
Размеры подошвы фундамента связаны с его высотой hf, исходя из геометрических соображений и Рис.2.1, следующими простыми соотношениями: b = bo + 2hf tg; (2.5) l = lo + 2hf tg , где bo и lo — ширина и длина фундамента в уровне обреза, принимаемые по рис.2.1, м.
4.2 Определение размеров подошвы фундамента
Рис. 4.2. Схемы к формированию размеров фундамента. Отношение сторон фундамента должно удовлетворять условию: b/l = [0,6ч0,85] Примем соотношение сторон b/l = 0,75. = Принимаем l = 2,4 м; b = 0,75l = 1,8 м.
6.3 Определение размеров подошвы фундамента
Определение вертикальных нагрузок в уровне подошвы фундамента. Фундамент назначаем из фундаментных блоков марки ФБС 24.5.6-Т b = 500 мм, l = 2380мм, h=580мм, m=1,63 т. Вес стены подвала: . Вес фундаментной плиты.
3.2 Определение размеров подошвы фундамента
Площадь подошвы нагруженного фундамента: , N0II — расчетная нагрузка.
3.1.2 Определение размеров подошвы фундамента
Определить размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамента под колонну промышленного здания. Расчетные нагрузки на уровне планировки составляют невыгодное сочетание: кН; кНм; кН. Глубина заложения фундамента м.
2.7.1 Определение размеров подошвы фундамента
Усилие на уровне подошвы фундамента определяем по формулам: ; (2.53) (2.54) кН (2.55) кН•м; кН; Нормативное усилие и момент: кН. Требуемая площадь подошвы фундамента. A = (2.56) гm = 20 кН/м3 H = 2,1 м R0 = 0.25 МПа A = м2 Т.к.
