ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

Московский Государственный Университет

Кафедра САПР в Строительстве

Курсовая работа по дисциплине «Конструкторские подсистемы САПР» по теме:

«Расчет осадки ленточного фундамента методом послойного суммирования

с подбором типоразмера»

Выполнил:

Студент ИСТАС IV-4

Поливцев С.А.

Проверил:

Проф. Игнатов В.П.

Москва 2011

Исходные данные

1. Сборный типовой железобетонный ленточный фундамент под стену крупнопанельного жилого дома (см. схему).

2. Расчетная нагрузка N на фундамент составляет 700кН/м²

3. Инженерно-геологические и гидрологические условия строительной площадки заданы.

4. Здание длиной 30м и шириной 15м представляет собой бескаркасную жёсткую конструкцию с отметкой пола подвала: -2,0м. Толщина бетонного пола подвала равна 0,1м.

5. Предельная допустимая осадка основания равна 0,1м.

Сборный ленточный фундамент состоит из плит и стены, собираемой из бетонных блоков.

Здесь обозначено: DL – отметка поверхности природного рельефа

NL – отметка планировки

Для данной лабораторной работы NL и DL совпадают

FL – отметка подошвы фундамента

WL – уровень подземных вод

1. Основание под подошвой фундамента сложено слоями из 4 видов грунта:

I Глина мягкопластичная: II Суглинок тугопластичный:

III Песок мелкий:

IV Супесь пластичная:

2. Удельный вес грунта от уровня планировки до подошвы фундамента:

3. Границы слоев находятся на отметках: -3,8м ; -6м ; -8,8м.

4. Уровень грунтовых вод (WL) расположен на отметке: -5,7м.

5. Предельно допустимая осадка основания (S) равна 0,1 м.

Подбор типового размера и марки фундамента

При расчете деформаций оснований по схеме линейно-деформируемого полупространства среднее давление под подошвой фундамента P не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа, определяемого по формуле:

(1)

Здесь, γ_с1 , γ_с2 – коэффициенты условий работы разных грунтов в основании (для лабораторной работы γ_с1 = 1,1; γ_с2 = 1,2);

K_z = 1 при b<10 м; k = 1,1;

b – ширина подошвы фундамента (определяется подбором для удовлетворения неравенства P<=R); максимальная стандартная ширина ленточного фундамента равна 3,2 м.

γ_п , γ’_П – осредненные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже (при наличии грунтовых вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³. Характеристика γ_П находится для слоя грунта толщиной z ниже подошвы фундамента:

z = b/2 при b<10 м и z = z₁ + 0.1b при b>=10м (здесь z₁ = 4м)

Ширина здания составляет 15м. b=15м, тогда z=5,5м.

Величина γ’_П =17 для нашей лабораторной работы, это γ для засыпки.

Величина γ_П находится по следующей формуле (как средне-взвешенное):

i=1…n , где n – число слоёв грунта, укладывающихся в величине z, отсчитываемой от подошвы фундамента ().

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора (глины), должен приниматься с учётом взвешивающего действия воды по формуле:

_sb = (_s - _w) / ( 1+ e),

где _s = 26 кН/м³ - для песчаного грунта, и 27 кН/м³ - для пылевато-глинистого грунта;

_w = 10 кН/м³ - удельный вес воды;

e – коэффициент пористости.

_sb = (27-10)/(1+0,65) = 10,3 - для суглинка

_sb = (26-10)/(1+0,65) = 9,7 - для песка

Значит,

1. При высоте плиты h=0,3

= (17*1,4 + 19*1,9 + 10,3*0,3 + 9,7*1,9)/5,5=14,80

2. При высоте плиты h=0,5

= (17*1,2 + 19*1,9 + 10,3*0,3 + 9,7*2,1)/5,5=14,54

с_П - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

с_П = 40

d_b - глубина подвала (расстояние от уровня планировки NL до пола подвала), м;

d_b = 2,0+0,1=2,1м

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки NL, м.

1)При высоте плиты h=0,3, d=2,0+0,3+0,1=2,4

2) При высоте плиты h=0,5, d=2,0+0,5+0,1=2,6

Тогда мы можем рассчитать d₁

d₁ = h_s + h_cf  _cf  _П (2)

где h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

для разной толщины подошвы соответственно:

1) h_s1 = 0,3 для h=0,3

2) h_s2 = 0,5 для h=0,5

h_cf - толщина конструкции бетонного пола подвала, м; h_cf = 0,1м.

_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³

(_cf =20 кН/м³)

1)при высоте плиты h=0,3, d₁=0,3+0,1*20/17=0,418

2) при высоте плиты h=0,3, d₁=0,5+0,1*20/17=0,618

Значения коэффициентов _, _q, _c определяются по таблице 1 (таблица 5.3 из СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений"), которая приводится ниже. Из нее видно, что, т.к. в нашем случае , то

_ = 0,26, _q = 2,05, _c = 4,55

Среднее давление Р по подошве фундамента от центральной нагрузки не должно превышать расчетного сопротивления R, то есть:

P = (N + G_П) / A  R (3)

где N - нагрузка, приложенная к обрезу фундамента; N=700 кН/м²

G_II - расчетная нагрузка от фундамента и грунта на его обрезах принимается

G_II = 1,5 G_ф; G_ф - вес фундамента;

А - площадь фундамента, А= b*1 м.

, гра- дус		q	c	, гра- дус		q	c
0	0	1	3,14	22	0,61	3,44	6,04
2	0,03	1,12	3,32	24	0,72	3,87	6,45
4	0,06	1,25	3,51	26	0,84	4,37	6,9
6	0,1	1,39	3,71	28	0,98	4,93	7,4
8	0,14	1,55	3,93	30	1,15	5,59	7,95
10	0,18	1,73	4,17	32	1,34	6,35	8,55
12	0,23	1,94	4,42	34	1,55	7,22	9,22
13	0,26	2,05	4,55	36	1,81	8,24	9,97
14	0,29	2,17	4,69	38	2,11	9,44	10,8
16	0,36	2,43	4.99	40	2,46	10,85	11,73
18	0,43	2,73	5,31	42	2,88	12,51	12,79
20	0,51	3,06	5,66	44	3,38	14,50	13,98
21	0,56	3,24	5,84	45	3,66	15,64	14,64

В итоге:

1)для плиты h=0,3м

R = (1,1*1,2/1,1)[0,26*1*b*14,80 + 2,05*0,418*17 + (2,05-1)*2,1*17 + 4,55*40]=

=4,62*b + 280,86 (кПа)

2)для плиты h=0,5м

R=(1,1+1,2/1,1)[0,26*1*b*14,54 + 2,05*0,618*17 + (2,05-1)*2,1*17 + 4,55*40]=

= 4,54*b + 289,23 (кПа)