Механика грунтов является одной из основных инженерных дисциплин для студентов всех строительных специальностей. Ее значение можно сравнить со значением курса
|
Скачать 1.38 Mb.
|
|
Используя нормативные рекомендации, определяем коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа: кПа-1. Определяем модуль деформации по компрессионным испытаниям: кПа. Модуль деформации Ек , полученный по результатам компрессионных испытаний, из-за несоответствия напряженно-деформированного состояния грунта в приборе и в основании фундамента, имеют заниженные значения. Поэтому для перехода к натуральным значениям модуля деформации от компрессионных значений вводим корректировочный коэффициент mk. Таблица 8
2.3. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства Для оценки инженерно-геологических условий площадки строительства обычно выполняют инженерно-геологические изыскания, которые проводят специализированные организации, имеющие лицензии на проведение данного вида работ. В России основной объем изысканий выполняют тресты инженерно-строительных изысканий (ТИСИЗ). Инженерно-геологический разрез представляет собой чертеж, на котором изображены горные выработки (скважины, шурфы), выделены слои грунта, показана их мощность, нанесен ряд показателей их свойств, показан уровень грунтовых вод. В курсовом проекте геологический разрез строится в масштабе Мг = 1: 500 и Мв = 1:100 по трем буровым колонкам, прилагаемым к заданию на проектирование. Анализ физико-механических характеристик грунтов и геологического разреза позволяет:
2.3.1. Пример 5. Выполнение инженерно-геологического разреза и оценка инженерно-геологических условий площадки Требуется дать оценку инженерно-геологических условий площадки строительства. На рисунке 8 приведен инженерно-геологический разрез, выполненный по данным трех буровых колонок. Указанное расстояние между буровыми скважинами соответствует их положению на плане размещения геологических выработок. Площадка характеризуется благоприятными условиями для строительства: имеет относительно ровный рельеф, отмечается горизонтальное простирание слоев грунта. В геологическом отношении площадка строительства представлена следующими инженерно-геологическими элементами: В геологическом отношении площадка строительства представлена следующими инженерно-геологическими элементами: 1 – суглинок твердый. γ = 17,8; е = 0,73; Il = -0,1; E = 17287 кПа; R0 = 245кПа; толща 0,8 м. 2 – суглинок полутвердый γ = 17,3; е = 0,79 Il = 0; E = 19313 кПа; R0 = 230кПа; толща 0,9 м. 3 – песок, средней крупности, средней плотности, влажный. γ = 18; е = 0,66; E = 20900кПа; R0 = 400кПа. Рис. 9. Инженерно- геологический разрез 2.4. Вопросы для самоконтроля 1. На основании каких нормативных документов выполняется проектирование оснований? 2. Какие исходные данные необходимы для проектирования оснований? 3. С какой целью выполняют инженерно-геологические изыскания? 4. Что называют инженерно-геологическим разрезом? ГЛАВА III. Проектирование оснований по деформациям 3.1. Основные положения по проектированию Расчет оснований по деформациям включает следующие этапы: – определение нормативных и расчетных нагрузок на фундаменты; – оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства; – выбор глубины заложения фундамента; – назначение предварительных размеров подошвы с использованием условного расчетного сопротивления грунта R0; – вычисление расчетного сопротивления R и уточнение принятого размера подошвы фундамента; – проверку прочности слабого подстилающего слоя при его наличии; – определение деформаций основания и сравнение их с предельными значениями. Фундаментом называется часть здания или сооружения, преимущественно подземная, которая воспринимает нагрузки от сооружения и передает их на естественное или искусственное основание, сложенное грунтами. По общепринятой классификации в зависимости от характера деформации грунта в основании фундаменты подразделяются на фундаменты мелкого и глубокого заложения. Подобная классификация основана на характере развития зон предельного равновесия в массиве грунта, окружающего фундамент. Характер деформации грунта в предельном состоянии зависит от относительной глубины заложения d/b. На рисунке 10 показано очертание зон предельного равновесия для фундаментов с различной относительной глубиной заложения. При d/b = 1/2 фундаменты относятся к категории мелкого заложения. Предельное состояние основания характеризуется выпором грунта на поверхность основания. В большинстве случаев реальные фундаменты имеют глубину заложения не более 3,5 м.
При глубине заложения от 2 до 5 м и относительной глубине заложения 1/2 < d/b ≤ 2 фундаменты относятся к категории средней глубины заложения. В предельном состоянии наблюдается не только выпирание грунта на поверхность, но и развитие зон предельного равновесия по направлению вглубь основания. Фундаментами глубокого заложения называются такие, у которых не наблюдается выпора грунта на поверхность. Предельное состояние основания характеризуется развитием зон предельного равновесия вглубь него. Подобное состояние может возникнуть в основании свайных фундаментов, фундаментов-оболочек и буровых опор. Существует также определение, что фундаменты мелкого заложения - это фундаменты, сооружаемые в открытых котлованах, а фундаменты глубокого заложения не требуют вскрытия котлованов. Отличительные особенности фундаментов мелкого заложения:
Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых сооружений и в любых инженерно-геологических условиях. В практике строительства применяются фундаменты мелкого заложения следующих видов: столбчатые, ленточные, перекрестные и в виде сплошных железобетонных плит. Наиболее часто проектируются ленточные фундаменты, они и рассматриваются в курсовом проекте. 3.2. Определение нагрузок на фундаменты в расчетных сечениях 3.2.1. Классификация нагрузок При выполнении курсового проекта расчет фундамента производится в одном характерном сечении, для которого студент определяет нагрузки и усилия для расчета оснований и фундаментов в соответствии с заданным вариантом. Следует иметь ввиду, что в соответствии с положениями СНиП [ 3;7; ] расчет фундаментов и оснований гражданских зданий производится с учетом сочетания постоянных, временных, длительно действующих и кратковременных нагрузок. Различают нормативные и расчетные нагрузки. Нормативные – наибольшие нагрузки, не разрушающие нормальных эксплуатационных условий. Расчетные – нагрузки, определяемые как произведение нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке, учитывающие возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону и случайные отступления от условий нормальной эксплуатации. Расчет оснований проводится по двум группам предельных состояний: • по первой группе предельных состояний (прочности и несущей способности) проверяется прочность конструкций фундаментов и устойчивость сооружения; расчет производится по расчетным усилиям, определяемым с учетом коэффициентов надежности по загрузке (для упрощения расчета оснований и фундаментов гражданских зданий в курсовом проекте расчетные усилия могут быть определены при значении осредненного коэффициента надежности по загрузке 1,18. • по второй группе предельных состояний (но деформациям) определяются размеры фундаментов и их осадки, которые не должны превышать предельных нормативных значений; расчет производится по расчетным усилиям при коэффициенте надежности по нагрузке равном 1. Расчетные значения нагрузок определяются как нормативные значения, умноженные на коэффициент надежности по нагрузке γf. Этот коэффициент изменяет нормативное значение нагрузки в неблагоприятную сторону. При проектировании оснований зданий и сооружений необходимо учитывать следующие нагрузки: а) вес конструкций зданий и сооружений; б) вес оборудования; в) вес и давление грунтов; д) нагрузку на перекрытия или полы, устраиваемые по грунту в складских помещениях, зернохранилищах, библиотеках и т.п.; е) нагрузки на перекрытия в помещениях жилых и общественных зданий; ж) вес людей, ремонтных материалов; з) нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и возведении строительных конструкций, при монтаже и перестановке оборудования, а также нагрузки от веса временно складируемых на строительстве конструкций и материалов; к) снеговые нагрузки; л) ветровые нагрузки. В зависимости от продолжительности действия перечисленные нагрузки подразделяются на постоянные и временные. В некоторых случаях, одновременно с постоянными и временными нагрузками учитываются особые нагрузки, к которым относятся: а) сейсмические и взрывные воздействия; б) нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью оборудования; в) воздействия неравномерных деформаций оснований, сопровождающиеся изменением структуры грунта (например, деформации просадочных и набухающих грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаивании). Нормативные нагрузки подсчитываются в соответствии со СНиП [3] как средние значения без учета их перераспределения надфундаментными конструкциями. Возможные отклонения от этих значений учитываются умножением нормативных значений на коэффициент надежности по нагрузке γf. Коэффициент надежности при расчете по деформациям принимается γf = 1. Коэффициент надежности по нагрузке при расчетах на прочность и устойчивость обычно больше единицы, однако в тех случаях, когда уменьшение нагрузки будет уменьшать также устойчивость сооружения, например при подсчете вертикальных удерживающих сил при сдвиге, он должен быть менее единицы. Для бетонных плит сборного домостроения γf принимается 1,2; для грунтов в природном залегании 1,1; для насыпных грунтов 1,15. Для нагрузок, удерживающих от опрокидывания и сдвига, рекомендуется принимать γf = 0,9. К постоянным нагрузкам относятся те, которые действуют в течение всего срока существования и службы здания или сооружения. К постоянным относятся нагрузки в виде веса частей сооружения, в том числе и ограждающих конструкций, вес и давление грунтов насыпей, засыпок. Временные нагрузки подразделяются на длительные и кратковременные. К длительным относятся вес временных перегородок, вес стационарного оборудования, давление сыпучих тел и жидкостей в емкостях, нагрузка на перекрытия от складируемых материалов, нагрузки от веса людей, снеговые нагрузки в северных районах, «воздействия» от деформаций оснований, когда не происходит коренного изменения структуры грунта или оттаивания вечномерзлого грунта. К кратковременно действующим нагрузкам относятся нагрузки от подвижного оборудования и транспорта, ветровые нагрузки и др. Все эти виды нагрузок регламентируются главой СНиП [3]. К особым относятся сейсмические воздействия, действия взрывов, нагрузки от резкого нарушения технологического процесса, вызванные временными неисправностями оборудования, а также нагрузки из-за деформаций оснований, сопровождающихся коренным изменением структуры грунта (например, при замачивании просадочных грунтов, вследствие образования карста) и др. Различают два сочетания нагрузок: основные и особые. В основные сочетания входят постоянные и временные нагрузки длительно действующие и кратковременные. Особые сочетания включают все нагрузки, входящие в основные сочетания, а также одну из особых нагрузок. В особом сочетании для временных нагрузок, если их несколько, вводят понижающий коэффициент. В том случае, если учитываются сочетания, включающие постоянные и не менее двух кратковременных нагрузок (например, вес людей и нагрузки от мостовых и подвесных кранов), расчетные значения временных нагрузок необходимо умножать на коэффициенты сочетаний: в основных сочетаниях для длительных нагрузок на 0,95, для кратковременных на 0,9; в особых сочетаниях для длительных нагрузок на 0,95, для кратковременных на 0,8. При расчетах оснований следует учитывать нагрузки от соседних фундаментов, складируемого материала и оборудования, которые будут размещаться вблизи рассчитываемого фундамента. Расчет оснований по деформации должен производиться на основное сочетание нагрузок. По несущей способности расчет производится на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий на основное и особое сочетание. При этом нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки, которые согласно СНиП по нагрузкам и воздействиям могут относиться как к длительным, так и кратковременным, при расчете оснований по несущей способности считаются кратковременными, а при расчете по деформациям длительными. Нагрузка от подвижного подъемно-транспортного оборудования в обоих случаях считается кратковременной. При проектировании фундаментов двух- и более этажных зданий полные значения нормативных нагрузок от веса перекрытий следует снижать умножением на коэффициент сочетания: а) для квартир жилых зданий, общежитий и гостиниц, палат, больниц и санаториев, служебных помещений, бытовых помещений промышленных зданий:
б) для читальных, обеденных, торговых залов, участков обслуживания и ремонта оборудования в производственных помещениях:
где A грузовая площадь рассчитываемого фундамента, причем A > A1 = 9 м2 к формуле (14);
A > A2 = 36 м2 к формуле (15); n – общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки на фундамент. 3. 2. 2. Определение грузовой площади и нагрузок на фундаменты Грузовая площадь определяется различно для жилых, общественных и производственных зданий. На рисунке 11 показаны две грузовые площади для сбора нагрузок на ленточные фундаменты внутренней (Б) и внешней (А) стен жилого дома. Для внутренней несущей стены ширина грузовой площади принимается равной 100 см, а длина определяется половиной расстояния в чистоте между стенами в направлении длинной стороны плиты перекрытия. Из-за наличия оконных проемов в наружных стенах ширина грузовой площади принимается равной расстоянию между осями оконных проемов вдоль здания, а длина половине расстояния в чистоте между стенами поперек здания. В отличие от жилых зданий с несущими наружными и внутренними стенами в промышленных зданиях несущий каркас выполняется из колонн, ригелей и плит перекрытия. Поэтому при сборе нагрузок на отдельно стоящие фундаменты под колонны ширина и длина грузовой площади определяются половиной расстояния между соседними осями здания.
Пример выполнения сбора нагрузок на фундамент крайней стены Сбор нагрузок на фундамент предлагается оформить в виде таблиц по нижеприведенным формам. Таблица 9 Постоянные нормативные нагрузки
Таблица 10 Временные нормативные нагрузки
Определяем грузовую площадь (см. рис.11 б): А = 2,8 ·2,53 = 7,1 м2, где: 2,53 - расстояние между осями, 2,8 - половина расстояния в чистоте между стенами. Нормативные нагрузки на 2,53 м длины фундамента на уровне спланированной отметки земли (кН): Таблица 11 Постоянные нагрузки
Таблица 12 Временные нагрузки
Нормативное усилие на обрезе фундамента от вышележащих конструкций NоII определяется как сумма постоянной и временной нагрузок. Фундамент передает усилия от веса вышележащих конструкций и воспринимаемых ими нагрузок на основание. Прочность конструкций наземной части зданий обеспечивается прочностью и долговечностью фундамента, его устойчивостью, наличием конструктивных мероприятий, ограничивающих осадки основания в пределах, допустимых СНиП 2.02.01-83, экономичной и целесообразной формой и конструкцией фундаментов. Проектирование фундамента заключается в выборе его типа, размеров и способов устройства. Для этого необходимо определить: материал и конструкцию фундамента; глубину его заложения; давление под подошвой фундамента; осадки фундамента и способ выполнения работ по подземной части зданий. Кроме того, следует проверить устойчивость фундамента. 3.2.3. Определение глубины заложения подошвы фундамента Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельных по условиям нормальной эксплуатации. Глубина заложения фундаментов определяется: а) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты; б) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций; в) инженерно-геологическими условиями площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластования и пр.); г) гидрогеологическими условиями площадки и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений; д) глубиной сезонного промерзания грунтов. Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки (рис.12,а) или пола подвала до подошвы фундамента (рис.12,б), а при наличии бетонной подготовки - до ее низа. При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется [1]: а) предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта не менее чем на 10-15 см; б) избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта, если его прочностные и деформационные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя грунта; в) стремиться, если это возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
1. матрицы и действия над ними Методические указания предназначены для студентов I курса всех специальностей и всех форм обучения и для преподавателей кафедры высшей... |
|
Специальная психология Программа курса предназначена для студентов психологических специальностей. Изучение дисциплины позволит студентам взглянуть на развитие... |
|
Республики Беларусь Учреждение образования «белорусский государственный... Конспект лекций по курсу «Основы алгоритмизации и программирования» для студентов всех специальностей и всех форм обучения. Мн.:... |
|
Методические указания к проведению практических занятий для студентов... Методические указания содержат контрольные вопросы и практические задания по основным темам курса «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»... |
|
Клиническая психотерапия Книга предназначена для психотерапевтов, психиатров, врачей всех лечебных специальностей (включая врачей общей практики), медицинских... |
|
Курс «Основы кибернетики» для студентов специализации 01. 02. 09.... Курс является обязательным для всех студентов, обучающихся по специальности 01. 02 – прикладная математика и информатика, а также... |
|
Методические рекомендации по выполнению курсовой работы (для студентов всех форм обучения) Студентами техникума очного и заочного отделений всех специальностей выполняются курсовые работы по нескольким дисциплинам. Это вызывает... |
|
Целями освоения модуля «История образования и педагогической мысли» являются История образования и педагогической мысли завершает цикл педагогических дисциплин теоретического цикла в профессиональном образовании... |
|
Язык вместе со знанием явление общественное, социальное и к его изучению... Определяющее значение для курса имеют труды Виноградова, который в ирля включает историю употребления разноуровневых языковых единиц... |
|
Учебное пособие по спецкурсу для студентов неэкономических специальностей Часть 1 Найденов Н. Д. Экономика и предпринимательство: Учебное пособие по спецкурсу для студентов неэкономических специальностей. Часть... |