- •М.В. Корнієнко основи і фундаменти
- •Передмова
- •Розділ 1. Основні вимоги до виконання курсового проекту
- •1.1. Загальні положення
- •1.2. Завдання на виконання курсового проекту
- •1.3. Література, що рекомендується для використання при розробці проекту
- •1.4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки
- •1.5. Склад креслень фундаментів
- •Розділ 2. Ґрунтові умови майданчика та призначення типу фундаментів будівлі
- •2.1. Коротка характеристика будівлі, майданчика та його геологічної будови
- •Основні дані про ґрунти майданчика
- •Гранулометричний склад пісків
- •2.2. Оцінка ґрунтових умов будівельного майданчика
- •Оцінка гранулометричного складу пісків
- •Різновид піщаних ґрунтів за гранулометричним складом
- •Назва пісків за щільністю будови
- •17.5 КН/м3. Точність визначення – 0.1 кН/м3.
- •Класифікація пісків за ступенем водонасичення
- •Нормативні величини питомого зчеплення сn, кПа, кута внутрішнього тертя n, град., модуля деформації е, мПа, пісків кварцевих четвертинного віку
- •Розрахунковий опір r0, кПа, піщаних ґрунтів
- •Назва різновидів глинистого ґрунту за величиною числа пластичності
- •Додаткова назва глинистих ґрунтів із урахуванням їх гранулометричного складу
- •Додаткова назва різновидів глинистих ґрунтів із урахуванням їх консистенції
- •Нормативні величини питомого зчеплення сn, кПа, та кута внутрішнього тертя n, град, глинистих непросідаючих нелесових четвертинних ґрунтів
- •Нормативні величини модуля деформації, е, мПа, четвертинних глинистих нелесових ґрунтів
- •Розрахунковий опір r0, кПа, глинистих непросідаючих ґрунтів
- •Зведена таблиця нормативних значень фізико-механічних показників ґрунтів будівельного майданчика
- •Величини розрахункових показників окремих іге будівельного майданчика
- •2.3. Вибір типу фундаментів
- •Попередня оцінка типів фундаментів
- •Розділ 3. Розрахунок збірних фундаментів неглибокого закладання (малозаглиблених та мілкого закладання за класифікацією норм [2])
- •3.1. Визначення мінімальної глибини закладання фундаменту
- •Величина коефіцієнта Kh, що враховує тепловий режим будівлі (споруди)
- •Глибина закладання фундаментів залежно від глибини промерзання df та глибини до рівня підземних вод dw
- •До визначення глибини закладання фундаменту
- •3.2. Загальні положення та порядок розрахунку стрічкових і стовпчастих фундаментів
- •3.3. Призначення проектної глибини закладання стрічкових та стовпчастих фундаментів
- •3.3.1. Загальні положення
- •3.3.2. Підготовчі роботи до прив’язки будівлі на стрічкових фундаментах
- •3.3.3. Призначення позначки 0.000 м
- •3.3.4. Призначення позначки верху фундаментів
- •3.3.5. Призначення глибини закладання фундаментів
- •3.3.6. Призначення глибини закладання фундаментів
- •3.3.7. Призначення глибини закладання фундаментів будівлі на майданчику,
- •3.4. Визначення співвідношення товщини стін будинку та фундаментної стінки стрічкових фундаментів
- •3.5. Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків для безпідвальної частини будинку
- •Значення коефіцієнтів с1 , с2
- •Коефіцієнти м, Мg, Мс, для визначення розрахункового опору ґрунту основи
- •Розрахунок до визначення навантажень
- •Збір навантажень після збільшення ширини фундаментної плити
- •Найбільший допустимий тиск, , кПа, на підошві фундаментних плит за умовами їх армування
- •Класи важкого бетону залізобетонних плит серії фл згідно з гост 13580-85
- •3.6. Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків для підвальної частини будинку
- •Збір вертикальних навантажень для перерізу фундаменту в підвальній частині
- •Розділ 4. Особливості розрахунку стрічкових монолітних фундаментів неглибокого закладання
- •Граничні значення , що приймаються при конструюванні жорстких фундаментів
- •4.1. Розрахунок жорсткого стрічкового фундаменту
- •Збір навантажень на 1 м погонний фундаменту
- •Збір навантажень на 1 м погонний на рівні верхнього обрізу плитної частини фундаменту
- •4.2. Розрахунок гнучкого стрічкового фундаменту
- •Збір навантажень на рівні підошви фундаменту
- •Розрахунковий опір арматури для розрахунків за і-м граничним станом
- •Розділ 5. Розрахунок стовпчастих залізобетонних фундаментів неглибокого закладання
- •5.1. Загальна характеристика стовпчастих фундаментів
- •5.2. Визначення основних розмірів стовпчастих фундаментів
- •5.3. Розрахунок монолітного стовпчастого фундаменту під збірну колону
- •Збір вертикальних навантажень в рівні підошви стовпчастого фундаменту
- •Розміри підколонників фундаментів під колони для одноповерхових виробничих будівель за серією 1.412-1/77
- •Розділ 6. Розрахунок пальових фундаментів
- •6.1. Загальні вимоги до розрахунку пальових фундаментів
- •6.2. Порядок розрахунку пальових фундаментів
- •6.3. Глибина закладання підошви ростверку
- •6.4. Дослідження зміни несучої здатності паль в залежності від їх параметрів
- •6.4.1. Загальні дані
- •6.4.2. Вихідні дані та розрахункова схема для визначення
- •6.4.3. Вибір типу та розмірів паль
- •Характеристика забивних паль суцільного перерізу
- •Характеристика бурових (буронабивних) паль
- •6.4.4. Розрахунок несучої здатності одиночної палі по ґрунту основи
- •Коефіцієнти умов роботи cR і cf для забивних паль
- •Розрахунковий опір ґрунтів під нижнім кінцем забивних паль
- •Розрахунковий опір ґрунтів по бічній поверхні паль
- •Коефіцієнт умов роботи сf для буронабивних і буроін’єкційних паль
- •Розрахунковий опір глинистих ґрунтів під нижнім кінцем буронабивних, буроін’єкційних та паль–оболонок
- •Величини коефіцієнтів до визначення розрахункового опору піщаних ґрунтів для бурових паль
- •6.4.5. Дослідження зміни несучої здатності паль залежно від глибини
- •Розрахунок несучої здатності палі з глибиною за спрощеною схемою
- •Розрахунок несучої здатності забивної палі перерізом 300х300 мм з глибиною за спрощеною схемою
- •Розрахунок несучої здатності забивної палі перерізом 350х350 мм з глибиною за спрощеною схемою
- •6.4.6. Висновки та рекомендації по вибору раціональних параметрів паль
- •6.5. Розрахунок стрічкових пальових фундаментів
- •6.5.1. Розрахунок несучої здатності палі за ґрунтом та матеріалом
- •Коефіцієнт пропорційності для розрахунку паль
- •Величини коефіцієнта φ
- •6.5.2. Визначення необхідної кількості паль у пальовому фундаменті
- •Збір навантажень на 1 пог. М стрічкового фундаменту
- •6.6. Розрахунок стовпчастих пальових фундаментів
- •Збір навантажень на рівні підошви ростверку
- •Розріз 1-1
- •Розділ 7. Розрахунок осідання основи
- •7.1. Загальні умови розрахунку осідання основи методом пошарового підсумовування
- •7.2. Порядок розрахунку осідання основи методом пошарового підсумовування
- •7.3. Розрахунок осідання основи стрічкового фундаменту
- •Характеристики ґрунтів майданчика
- •Розрахунок осідання основи фундаменту
- •7.4. Особливості розрахунку осідання основи пальового фундаменту
- •7.5. Розрахунок осідання основи при підвищенні рівня ґрунтових вод (підтопленні основи)
- •Розрахунок осідання основи фундаменту за умови підтоплення
- •Післямова
- •Список літератури
- •Блоки бетонні для стін підвалів за гост 13579-78
- •Плити залізобетонні стрічкових фундаментів за гост 13580-85
- •Залізобетонні забивні палі суцільного квадратного перерізу із звичайною поздовжньою арматурою за гост 19804.1-79*
- •Значення коефіцієнтів
- •Граничні осідання і крени споруди з основою
- •Основи і фундаменти
3.4. Визначення співвідношення товщини стін будинку та фундаментної стінки стрічкових фундаментів
Після призначення глибини закладання стрічкових фундаментів в цілому для всього будинку і окремих його ділянок, як це приведено вище, переходять до розрахунку фундаментів за характерними перерізами (їх визначає величина навантаження, глибина закладання, наявність підвалу, конструктивні особливості). На практиці кількість таких перерізів складає 15…40. В курсовому проекті їх кількість зменшена до 6, щоб можна було в цілому проектувати фундаменти будинку.
Для кожного перерізу необхідно скласти розрахункову схему фундаменту. При цьому додатково необхідно прийняти рішення про товщину фундаментних стін. Тут враховують, як розміри наземних несучих конструкцій (стін), так і висоту та характер роботи фундаментних стін (наприклад, сприйняття горизонтального тиску ґрунту в підвалі і т. ін.).
Стінові фундаментні блоки мають товщину 300, 400, 500 і 600 мм (їх типорозміри приведені в додатку 2). Товщина цегляних стін може бути 250, 380, 510, 640, 770 мм і більше. При визначенні співвідношення товщини стін будинку та фундаментних стінок (з блоків) можуть розглядатися такі варіанти (рис. 16):
а) товщина стін відповідає товщині фундаментної стіни: bc = bcf (рис.16,а). Пряма відповідність тут буває рідко, але наближено сприймається (10…20 мм різниці) як відповідна. Наприклад, bc = 510 мм, а товщина стінових блоків bcf = 500 мм, або bc = 380 мм, а bcf = 400 мм;
а б в
Рис. 16. Варіанти співвідношення товщини стін будинку та фундаментних стін із збірних блоків
б) товщина фундаментної стіни більша за товщину стін будинку: bc < bcf. Цей варіант приймають тоді, коли фундаментна стіна використовується як підвальна, що сприймає значний горизонтальний тиск ґрунту засипки, або конструкція стіни чи перекриття над підвалом вимагає розширення опорної частини фундаменту;
в) умова bc > bcf враховує вищу міцність бетонних блоків порівняно з цегляною кладкою стіни, коли вплив горизонтального тиску ґрунту на фундаментну стіну незначний (рис.16,в). Цей варіант використовують за умови, коли нависаюча частина цегляної стіни над фундаментним блоком не повинна бути більшою ніж 100 мм (п. 7. 211 [38]). Допускається, як виняток, при bc = 510 мм використовувати блоки товщиною bcf = 400 мм.
Рішення про товщину фундаментних стін студент приймає самостійно, враховуючи товщину стін будинку, що приведена в завданні.
Перерізи фундаментів розглядаються почергово для однотипних ділянок будинку.
Розрахунок окремих перерізів проводять з урахуванням спрощення, яке полягає в тому, що навантаження, що передається на верхньому уступі фундаменту, розглядається як стискуюче, прикладене по осі стіни будинку, тобто фундамент розглядається як центральнозавантажений. В дійсності фундамент позацентрово навантажений: до цього приводить навантаження від перекриття над підвалом, бічний тиск ґрунту, невідповідність осей стіни та фундаментної стіни.
3.5. Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків для безпідвальної частини будинку
Фундаменти неглибокого закладання за умови науково-технічного прогресу нормами ДБН В.2.1-10-2009 [2] поділяються додатково на фундаменти малозаглиблені та мілкого закладання (стрічкові, стовпчасті, плитні) і заглиблені (переважно плитні). В розрахунках фундаментів малозаглиблених і мілкого закладання звичайно враховують, що навантаження передаються тільки через підошву фундаменту, в той час, як заглиблені повинні розраховуватись із урахуванням передачі навантаження через підошву і бічну поверхню.
Всі типи фундаментів повинні розраховуватись за властивостями ґрунтів основи та їх матеріалом (п.7.1.2 норм [2]). Визначальними, як правило, є розрахунки за властивостями ґрунтів, які виконують за двома групами граничних станів: а) першою – за несучою здатністю; б) другою – за деформаціями основи (повинен проводитись завжди для всіх випадків).
У проекті передбачається влаштування мілкозаглиблених фундаментів, конструкція яких для житлових та адміністративних будинків характеризується як мілкозаглиблена. Звичайно, на практиці під стіни призначають стрічкові фундаменти, які виконують із збірних блоків або влаштовують із монолітного залізобетону. Порядок розрахунку для них залишається однаковим, а конструювання доцільніше розглядати для збірного фундаменту.
Для кожного перерізу розрахунок виконують у послідовності, що вказана в п. 3.2. Розглянемо його реалізацію на конкретному прикладі перерізу 1-1. Він взятий умовно і не відповідає виконаним раніше числовим рішенням.
Вихідні дані: глибина закладання фундаменту: d = 1.2 м; навантаження на верхньому обрізі фундаменту (фундаментної стіни) для розрахунків за ІІ-ю групою граничних станів (за деформаціями основи) NІІ = 238 кН/м. Товщина стіни 510 мм.
Розрахункову схему скла-даємо відповідно до положення перерізу на плані (рис. 1) і виконаної “прив’язки” в розділі 3.3.2 (рис. 17). Несучим шаром основи є суглинок м’якопластичний (IL = 0.36, e = 0.700) ІГЕ-2 з такими розрахунковими характеристи-ками: ІІ = 18.0 кН/м3, сІІ = 21.5 кПа, ІІ = 20.40 та табличним значен-ням розрахункового опору R0 = 225 кПа (приймаємо за табл.14). Товщина ІГЕ-2 під підошвою фундаменту 4.9 м. Для насипного ґрунту, що залягає вище, шаром товщиною 1 м, ІІ = 15.5 кН/м3.
Визначаємо ширину фундаменту за формулою: , м,
де mt – середньовиважене значення питомої ваги матеріалу фундаменту та ґрунту на його уступах – на практиці приймають рівним 20 кН/м3.
Для попереднього визначення b приймаємо, що R = R0.
Тоді: 1.18 м.
Уточнюємо табличну величину розрахункового опору за формулою (Е.1) норм [2]:
,
де с1, с2 – коефіцієнти, що визначаються за табл. Е.3 норм [2] або за табл. 21 посібника. При врахуванні виду та стану ґрунту (суглинок з IL = 0.36, беремо рядок для глинистого ґрунту при 0.25 IL 0.5) та співвідношення довжини L та висоти Н будинку (для 5 поверхів висота будинку Н = 53.0 = 15 м, а довжина відповідно до завдання – 48 м) – L/Н = 48/15 = 3.2. З урахуванням інтерполяції, маємо: с1 = 1.2, с2 = 1.032;
k, kz - коефіцієнти, що за п. Е.4 додатку Е норм [2] приймаємо: k = 1.1 (розрахункові характеристики прийняті за таблицями норм [2] на основі фізичних показників), kz = 1, так як ширина підошви фундаменту b < 10 м.
Зауваження: якщо розрахункові характеристики визначалися шляхом лабораторних або польових визначень, приймають k = 1.0. При плитних фундаментах з b 10 м величину коефіцієнта kz вираховують за формулою:
kz = ;
b - ширина фундаменту, b = 1.18 м;
d1 - для безпідвальних будівель та споруд - глибина закладання фундаменту від поверхні, м; для будівель з підвалом – приймається спрощено глибина від підлоги підвалу до підошви фундаменту. У даному випадку d1 = d = 1.20 м (підвал відсутній);
db - глибина підвалу. Оскільки підвал відсутній, тому db = 0.
Примітка: товщина несучого шару під підошвою є значною (вона складає 4.9 м) і дозволяє при ширині b= 2∙Z = 24.9 = 9.8 м > 1.18 м підстеляючого шару приймати характеристики несучого шару без уточнення (див. п. Е.5 додатку Е норм [2]).
М, Мq, Мc – коефіцієнти, що визначаються за табл. 4 [2] або табл. 22 посібника при величині ІІ = 20.40 (для несучого шару – суглинку ІГЕ-2) по інтерполяції:
0.530;
3.132;
5.732;
Таблиця 21 (Е.7 [2])