Конструирование фундамента

Фундаменты под колонны принимают стаканного типа из сборного или монолитного железобетона. Конструирование включает в себя операции: по назначению числа и размеров ступеней.

Конструктивные указания.

Независимо от грунтовых условий под фундаментами устраивают подготовку: под монолитными – бетонную толщиной 100 мм из бетона класса В3,5; а под сборными – из песка средней крупности слоем 100 мм. Для монолитных фундаментов принимают бетон класса не ниже В12,5, а для сборных – не ниже В15. Отметка верха фундаментов принимается на 150 мм ниже отметки чистого пола зданий. Минимальная толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры: у сборных фундаментов – 30 мм, у монолитных фундаментов – 35 мм (при наличии бетонной подготовки). Монолитные фундаменты рекомендуется проектировать с плитной частью ступенчатого типа. Высоту фундамента и размеры в плане плитной части и подколонника следует назначать кратными 300 мм. Толщина дна стакана фундамента назначается по расчету, но не менее 200 мм. Зазоры между стенками стакана и колонны принимаются по низу 50 мм, а по верху – 75 мм. Для возможности рихтовки колонны глубина стакана принимается на 50 мм больше глубины заделки.

Детальная информация по конструированию фундаментов мелкого заложения изложена в справочнике проектировщика в п.4.3. конструкции фундаментов, п.4.3.2. ленточные прерывистые фундаменты под стены и п. 4.3.3. отдельные фундаменты под колонны [13].

 

Защита расчетно-графической работы

Студент обязан выполнить работу и защитить ее в сроки, предусмотренные графиком учебного процесса.

Защита расчетно-графической работы разрешается после выполнения ее в полном объеме, предусмотренном заданием.

На защиту студент представляет чертежи и пояснительную записку.

Защита производится перед комиссией, состоящей из преподавателей кафедры, и заключается в кратком докладе студента по выполненной работе и ответах его на вопросы членов комиссии. Список основных вопросов, выносящихся на защиту, приводится ниже.

Вопросы для самопроверки готовности к защите курсового проекта

1. По каким характеристикам грунта выбирается несущий слой?

2. Какие факторы влияют на выбор глубины заложения фундамента?

3. От каких характеристик грунта зависит его расчетное сопротивление?

4. Из каких условий выбираются размеры подошвы фундамента?

5. Какие мероприятия применяются в случае невыполнения этих условий?

6. От какой отметки грунта строится эпюра природных давлений?

7. Как влияет уровень грунтовых вод на вид эпюры природных давлений?

8. Как влияет положение уровня грунтовых вод на величину осадки?

9. Что такое дополнительное давление?

10. Как строится эпюра дополнительных давлений?

11. Как определяется толщина элементарного слоя?

12. Чему равна мощность сжимаемой толщи, как она определяется?

13. Для чего определяется нижняя граница сжимаемой толщи грунта?

14. Каким методом определяется осадка фундамента и почему?

15. Какая конечная цель расчета осадки фундамента?

 

Литература

1. ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация. – М.: Транспорт, 1982.

2. ГОСТ 24476-80. Фундаменты железобетонные сборные под колонны каркаса межвидового применения для многоэтажных зданий. Технические условия. – М.: ЦИТП, 1989.

3. ГОСТ 28737-90. Балки фундаментные железобетонные для стен зданий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1991.

4. ГОСТ 13580-85. Плиты железобетонные ленточных фундаментов. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1994.

5. ГОСТ 13579-78. Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1994.

6. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП, 1983. – 89с.

7. ДБН В.2.1-10-2009. Основи та фундаменти будинків і споруд / Мінрегіонбуд України. – Київ. – 2009. – 104 с.

8. БН В.2.6-98-2009 Бетонні та залізобетонні конструкції / Мінрегіонбуд України. – Київ. – 2009. – 71 с.

9. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат,1990. – 303 с.

10. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). – М.: Стройиздат, 1986. – 415 с.

11. Основания и фундаменты: Справочник / Г.И. Швецов, И.В. Носков, А.Д. Слободян, Г.С. Госькова; Под ред. Г.И. Швецова. – М.: Высш. шк., 1991. – 383 с.

12. Основания, фундаменты и подземные сооружения / М.И. Горбунов-Посадов, В.А. Ильичев, В.И. Крутов и др. / Под общ. ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с. – (Справочник проектировщика).

13. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – Л.: Стройиздат, 1988. – 417 с.

14. Зоценко М.Л., Коваленко В.І., Хілобок В.Г., Яковлев А.В. Інженерна геологія, механіка грунтів, основи і фундаменти. – К.: Вища школа, 1992. – 400 с.

15. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). – М.: Высш. школа, 1983. – 288 с.

16. Шутенко Л.Н., Гильман А.Д., Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты: курсовое и дипломное проектирование. – К.: Вища школа, 1989. – 238 с.

 

Приложение А

СХЕМЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК

 

Рис. А.1. Схемы строительных площадок

Схема № 3 Станция очистки сточных вод     Рис. А.2. Схемы здания

Схема № 2 Сталепроволочный цех

Схема № 1 Сборочный цех

Схема № 6 Спортивно-оздоровительный комплекс   Рис. А.2. Схемы здания

Схема № 4 Административно бытовой корпус

Схема № 5 Торговый центр

Таблица А.1.

Размеры

Вариант	l1, м	l2, м	l3, м	l4, м	L, м	lс, м	bс, м
Для схем № 1, № 2 и № 3
1	15	9	6	6	42	0,6	0,4
2	18	15	6	12	48	0,8	0,6
3	21	12	6	6	36	0,6	0,4
4	24	9	6	12	48	0,8	0,4
5	12	12	6	6	36	0,6	0,4
6	15	15	6	6	30	0,8	0,6
7	18	9	6	6	42	0,6	0,4
8	21	12	6	12	48	0,8	0,4
9	24	15	6	6	30	0,6	0,4
10	12	9	6	12	48	0,8	0,6
Для схем № 4, № 5 и № 6
1	-	12	6	9	-	0,3	0,3
2	-	6	4,8	12	-	0,35	0,35
3	-	9	4,2	6	-	0,4	0,4
4	-	9	6	9	-	0,5	0,5
5	-	12	4,8	6	-	0,4	0,3
6	-	9	3,6	12	-	0,5	0,4
7	-	12	6	6	-	0,5	0,3
8	-	9	4,8	12	-	0,4	0,4
9	-	12	5,1	9	-	0,5	0,5
10	-	9	4,2	6	-	0,4	0,4

 

Примечание: обозначения размеров смотреть на схемах (Рис. А.2). Для схем № 1, № 2 и № 3 количество поперечных рам определяется в зависимости от общей длины здания L и шага колонн l₄.

Таблица А.2.

Нагрузки на обрез фундаментов в наиболее невыгодных сочетаниях
Вариант	Вид нагрузки	№ фундамента
		1	2	3	4	5	6	7
1	Fv, кН	2000	1200	1100	1000	1350	1500	180
	Fh, кН	10	15	20	25	18	30	-
	М, кНм	160	180	190	200	220	170	5
2	Fv, кН	1800	1000	1200	750	800	900	140
	Fh, кН	15	10	13	14	16	18	-
	М, кНм	120	130	160	150	180	140	6
3	Fv, кН	2100	1100	1000	700	900	1200	160
	Fh, кН	25	12	10	15	18	20	-
	М, кНм	190	250	200	220	180	210	5
4	Fv, кН	1900	900	850	520	650	750	200
	Fh, кН	12	8	9	11	15	10	-
	М, кНм	60	100	120	110	90	80	7
5	Fv, кН	2200	1300	1250	800	950	900	220
	Fh, кН	18	11	15	14	12	20	-
	М, кНм	110	170	190	120	150	180	8
6	Fv, кН	1500	950	700	500	650	800	150
	Fh, кН	30	17	15	25	20	23	-
	М, кНм	210	180	170	110	120	140	4
7	Fv, кН	1700	800	1050	820	850	950	120
	Fh, кН	10	13	12	15	11	14	-
	М, кНм	90	110	100	120	80	130	6
8	Fv, кН	2500	1500	1400	1100	1300	1350	250
	Fh, кН	15	18	20	10	12	22	-
	М, кНм	140	200	210	180	150	190	10
9	Fv, кН	2800	1700	1600	1400	1650	1850	280
	Fh, кН	20	25	30	15	22	18	-
	М, кНм	170	190	220	200	150	210	8
10	Fv, кН	3300	2000	2200	1800	1900	2100	170
	Fh, кН	30	35	40	25	32	20	-
	М, кНм	185	280	300	220	200	310	7

Примечание: номера фундаментов указаны на схемах (прилож. 2). Нагрузки на фундамент № 7 даны на погонный метр.

Таблица А.3.

№ варианта	№ слоя	Мощность слоев по скважинам						Глубина УГВ, м
		1	2	3	4	5	6
1	1	0,8	0,9	1,0	1,2	1,0	0,9	4,0
	2	2,5	3,6	3,8	3,9	3,7	3,0
	3	5,0	5,6	5,8	5,0	4,8	4,5
2	1	0,9	1,2	1,5	1,3	1,0	0,7	3,0
	2	1,5	2,0	2,5	2,2	1,8	1,2
	3	7,0	6,5	6,0	6,2	6,8	7,2
3	1	0,3	0,5	0,7	0,7	0,6	0,4	3,5
	2	2,0	2,7	3,0	3,2	2,5	1,8
	3	4,1	4,8	5,5	5,0	4,5	4,2
4	1	0,5	0,8	1,1	1,0	1,0	0,7	4,5
	2	3,5	4,0	4,2	4,5	3,8	3,0
	3	4,0	4,5	4,8	4,8	5,0	5,5
5	1	0,2	0,4	0,6	0,5	0,5	0,4	5,0
	2	3,5	3,8	4,2	4,5	4,0	3,8
	3	2,1	2,5	3,3	3,0	3,0	2,8
6	1	0,4	0,6	0,8	0,9	0,7	0,6	4,2
	2	5,0	5,0	5,5	5,6	5,4	5,2
	3	3,5	3,1	2,8	2,5	3,0	3,8
7	1	0,7	1,0	1,2	1,1	1,0	0,8	3,8
	2	1,4	2,0	2,2	2,5	2,4	1,8
	3	6,0	5,8	5,2	5,0	5,5	6,1
8	1	0,5	0,6	0,8	0,9	0,8	0,6	4,8
	2	2,5	3,0	3,5	3,8	3,5	3,0
	3	5,2	5,8	6,0	6,2	5,9	5,8
9	1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,5	0,5	3,5
	2	1,8	2,2	2,5	2,6	2,4	2,0
	3	4,1	4,6	5,0	4,8	4,4	4,1
10	1	0,5	0,7	0,9	0,8	0,7	0,6	4,0
	2	3,2	3,4	3,8	3,5	3,4	3,2
	3	4,3	4,5	5,0	5,1	4,8	4,5

 

Примечание: мощность четвертого слоя не ограничена.

Таблица А.4.

№ слоя	№ вар.	Грунт	g s, кН/м3	g, кН/м3	W	WL	WP	E, МПа	j, град.	С, кПа
1	1	Почвенно-растительный слой	25,5	11,5	0,10
	2		26,0	11,8	0,12
	3		26,2	12,0	0,14
	4		26,5	12,2	0,15
	5		26,0	12,5	0,12
2	1	Песок средней крупности	26,5	17,8	0,10	-	-	30,0	35	1,0
	2		26,6	18,5	0,12	-	-	35,2	36	1,5
	3		26,8	19,0	0,15	-	-	38,0	37	2,0
	4	Пылевато-глинистый	26,9	18,5	0,14	0,16	0,10	15,0	23	12,5
	5		27,0	19,0	0,16	0,20	0,14	16,0	24	13,0
	6		27,2	19,2	0,18	0,22	0,15	17,0	25	14,0
	7		27,0	18,7	0,12	0,20	0,10	21,0	24	33,0
	8		27,1	19,0	0,15	0,21	0,09	20,0	21	27,0
	9		27,2	19,5	0,18	0,23	0,12	17,0	19	25,0
	10		27,3	19,8	0,20	0,29	0,15	19,0	22	28,0
3	1	Песок средней крупности	26,5	18,5	0,11	-	-	39,0	36	1,5
	2		26,8	19,2	0,12	-	-	40,0	37	1,8
	3		26,9	19,6	0,15	-	-	35,0	35	1,0
	4	Пылевато-глинистый	26,9	19,6	0,14	0,18	0,12	22,0	26	15,0
	5		27,0	20,0	0,15	0,19	0,13	23,0	27	16,0
	6		26,9	18,8	0,11	0,16	0,06	21,0	22	31,0
	7		27,0	19,2	0,12	0,20	0,08	22,0	24	32,0
	8		27,2	19,0	0,14	0,19	0,10	20,0	23	30,0
	9		27,5	19,2	0,14	0,26	0,08	21,0	18	57,0
	10		27,4	19,0	0,15	0,30	0,10	20,0	17	54,0
4	1	Пылевато-глинистый	26,8	18,5	0,12	0,19	0,11	26,0	24	33,0
	2		26,9	18,8	0,14	0,24	0,12	25,0	23	32,0
	3		27,0	19,0	0,15	0,28	0,15	22,0	24	31,0
	4		27,1	19,2	0,16	0,29	0,15	24,0	23	32,0
	5		27,2	19,4	0,17	0,32	0,16	21,0	24	33,0
	6		27,1	19,5	0,12	0,32	0,11	26,0	20	75,0
	7		27,2	19,8	0,14	0,34	0,12	28,0	21	78,0
	8		27,3	20,0	0,16	0,33	0,15	27,0	20	70,0
	9		27,4	21,2	0,15	0,42	0,12	29,0	21	76,0
	10	Скальный	R = 0,8 МПа

 

Приложение Б

Таблица Б.1. (табл. 11 [1 0])

Наименование пылевато-глинистых грунтов

Наименование грунта	Число пластичности Ip
Песчаный рунт	0,01 > Ip
Супесь	0,01 ≤ Ip <0,07
Суглинок	0,07≤ Ip ≤0,17
Глина	Ip > 0,17

 

Таблица Б.2. (табл. 13 [1 0])

Состояние глинистых грунтов 

Состояние грунта	Показатель текучести IL
Супесь
Твердые	IL < 0
Пластичные	0≤ IL ≤1
Текучие	IL>1
Суглинок и глины
Твердые	IL < 0
Полутвердые	0 ≤ IL≤0,25
Тугопластичные	0,25<IL≤0,5
Мягкопластичные	0,5 < IL≤0,75
Текучепластичные	0,75 <IL≤1
Текучие	IL > 1

Таблица Б.3. (табл. 7 [1 0 ])

Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов
по степени влажности

Разновидность крупнообломочных и песчаных грунтов по степени влажности	Степень влажности Sr
Маловлажные	0 < Sr ≤ 0,5
Влажные	0,5 < Sr ≤ 0,8
Насыщенные водой	0,8 < Sr ≤ 1

 

Таблица Б.4 (табл. 10 [ 10])

Классификация песчаных грунтов по плотности сложения

Виды песков	Плотность сложения
	плотные	средней плотн.	рыхлые
Пески гравелистые и средней крупности	е < 0,55	0,5 ≤ е ≤ 0,7	е > 0,7
Пески мелкие	е < 0,6	0,6 ≤ е ≤ 0,75	е > 0,75
Пески пылеватые	е < 0,6	0,6 ≤ е ≤ 0,8	е > 0,8

Таблица Б.5. (табл. 37 [10])

Особенности сооружения	Коэффициент kh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающим к наружным фундаментам, оС
	0	5	10	15	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
- по грунту	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
- по лагах по грунту	1	0,9	0,8	0,7	0,6
- по утепленному цокольному перекрытию	1	1	0,9	0,8	0,7
С подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4

Таблица Б.6. (табл. 1 [ 6])

	Температура наружного воздуха, град. C
	Средняя по месяцам                              |
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VII	IX	X	XI	XII
Новосибирск	-19	-17,2	-10,7	-0,1	10	16,3	16,7	16	9,9	1,5	-9,7	-16,9
Ростов	-5,7	-5,1	0,2	9	16,4	20	22,9	22,1	16,2	9,2	2,2	-3,1
Донецк	-6,6	-6,2	-1	7,9	15,4	18,6	21,6	20,4	15	7,9	0,9	-4,2
Киев	-5,9	-5,2	-0,4	7,5	14,7	17,8	19,8	18,7	13,9	7,5	1,2	-3,5
Львов	-5	-4,2	0,3	6,7	12,7	15,2	17,4	16,3	13	7,7	2,4	-2,6
Одесса	-2,5	-2	2	3,2	15	19,4	22,2	21,4	16,9	11,4	5,3	0,2
Полтава	-6,9	-6,4	-1,3	7,6	15	18,3	20,6	19,7	14,3	7,4	0,6	-4,5
Луганск	-6,6	-6	-0,4	8,6	16,1	19,7	22,3	21	15	8,1	1,4	-3,8

Таблица Б.7. (табл.Е.7 [ 7])

Коэффициенты  γ_с1, γ_с2

Грунты	Коэф. γс1	Коэффициент γс2 для сооружений из жесткой конструктивной схемой при соотношении длины сооружения или его отсека к высоте   L/H
		4  и более	1,5 и менее
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых	1,4	1,2	1,4
Пески мелкие	1,3	1,1	1,3
Пески пылеватые:
Мелкой и средней степени влажности;	1,25	1,0	1,2
Насыщенные водой	1,1	1,0	1,2
Глинистые, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL ≤ 0,25	1,25	1,0	1,1
То же при  0,25< IL ≤ 0,5	1,2	1,0	1,1
То же при IL >0,5	1,1	1,0	1,0
Примечание: 1. К сооружениям с жесткой конструкцией относятся сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований. 2. Для знаний с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента γс2 принимается равным единице. 3. При промежуточных значениях L/H коэффициент γс2 определяют интерполяцией. 4. Для рыхлых песков  γс1 и γс2 принимают равными единице.

Таблица Б.8 (табл.Е.8 [ 7])

Коэффициенты М _γ, M_q, M_c

 

Угол внутреннего трения φII, град.	Коэффициенты			Угол внутреннего трения φII, град.	Коэффициенты
	М γ	Mq	Мс		М γ	Mq	Мс
0	0	1,00	3,14	23	0,66	3,65	6,24
1	0,01	1,06	3,23	24	0,72	3,87	6,45
2	0,03	1,12	3,32	25	0,78	4,11	6,67
3	0,04	1,18	3,41	26	0,84	4,37	6,90
4	0,06	1,25	3,51	27	0,91	4,64	7,14
5	0,08	1,32	3,61	28	0,98	4,93	7,40
6	0,10	1,39	3,71	29	1,06	5,25	7,67
7	0,12	1,47	3,82	30	1,15	5,59	7,95
8	0,14	1,55	3,93	31	1,24	5,95	8,24
9	0,16	1,64	4,05	32	1,34	6,34	8,55
10	0,18	1,73	4,17	33	1,44	6,76	8,88
11	0,21	1,83	4,29	34	1,55	7,22	9,22
12	0,23	1,94	4,42	35	1,68	7,71	9,58
13	0,26	2,05	4,55	36	1,81	8,24	9,97
14	0,29	2,17	4,69	37	1,95	8,81	10,37
15	0,32	2,30	4,84	38	2,11	9,44	10,80
16	0,36	2,43	4,99	39	2,28	10,11	11,25
17	0,39	2,57	5,15	40	2,46	10,85	11,73
18	0,43	2,73	5,31	41	2,66	11,64	12,24
19	0,47	2,89	5,48	42	2,88	12,51	12,79
20	0,51	3,06	5,66	43	3,12	13,46	13,37
21	0,56	3,24	5,84	44	3,38	14,50	13,98
22	0,61	3,44	6,04	45	3,66	15,64	14,64

 

Таблица Б.9. (табл.И.1.[ 7])

Предельные деформации основания

 

Сооружения