ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра «Основания и фундаменты»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Студент Ефимов В.М. Группа МТ-202 Шифр 790
Схема моста
Нагрузки, мН, эксцентриситет, м |
Размеры опоры ,м |
Глубина, м |
|||||
∑P0 |
∑H0 |
l0 |
A0 |
B0 |
L0 |
HB |
HР |
15.5 |
1.25 |
0.2 |
10.1 |
3.3 |
10.5 |
4.5 |
1.3 |
Схема опоры
№ слоя |
Мощность, м |
Описание |
Геологический разрез |
Нормативные характеристики |
|||||||
γS, кН/м3 |
γ, кН/м3 |
ω |
ωl |
ωp |
с, кПа |
φ |
E,МПа |
||||
1. |
4.5 |
вода |
|
||||||||
2. |
1 |
песок мелкий заиленный темно-серый |
aQ4 |
26.0 |
16.2 |
0.38 |
- |
- |
5 |
20 |
6 |
3. |
9 |
песок средней крупности серый кварцевый |
aQ4 |
26.4 |
19.5 |
0.17 |
- |
- |
- |
36 |
32 |
4. |
7 |
песок гравелистый |
fgQ3 |
26.6 |
18.2 |
0.12 |
- |
- |
- |
38 |
30 |
5. |
- |
глина голубовато- серая слоистая |
Ө1 |
27.5 |
21.0 |
0.16 |
0.33 |
0.15 |
42 |
24 |
45 |
Подпись преподавателяДата
1. Анализ строительных свойств грунтов основания.
1) Песок мелкий заиленный темно-серый.
Последовательно определяем:
Удельный вес сухого грунта.
кН/м3
Пористость.
Коэффициент пористости.
(Песок рыхлый, грунт не может служить в качестве основания)
Степень влажности.
(По степени влажности песок насыщен водой).
2) Песок средней крупности серый кварцевый.
Последовательно определяем:
кН/м3;
;
,(Песок средней плотности);
(По степени влажности песок влажный).
Условное сопротивление влажного песка средней крупности R׳ = 275 кПа.
3) Песок гравелистый.
Последовательно определяем:
кН/м3;
;
,(Песок средней плотности);
(По степени влажности песок маловлажный).
Условное сопротивление влажного гравелистого песка R׳ = 350 кПа.
4) Глина голубовато-серая слоистая.
Последовательно определяем:
кН/м3;
;
Число пластичности.
Грунт – глина.
Показатель текучести.
Глина находится в полутвердом состоянии.
Условное сопротивление глины R׳ = 451,5 кПа.
II. Конструирование фундамента.
Назначаем минимальные размеры фундамента. Размеры подошвы опоры: B0 = 3,3 м,
A0 = 10,5 м. Минимальная площадь подошвы фундамента Fmin = (3,3+2∙0,5)∙(10,5+2∙
∙0,5) = 49,45 м2. Ширина обреза С = 0,5 м. Подошву закладываем на отметке 31,70(на
2,5 м ниже линии теоретического размыва). Плоскость обреза находится на 0,5 м ниже ГМВ. Таким образом, высота фундамента hф =7,8 м. (рис.1).
Рис. 1 Рис. 2
III. Расчет по I группе предельных состояний.
1. Определение напряжений по подошве фундаментов.
Объем фундамента
м3 .
Нормативный вес фундамента определяется без учета взвешивающего воздействия воды(что идет в запас прочности)
кН, где γб =24 кН/м3 – удельный вес бетона;
Вес воды на обрезах
кН
(при определении веса воды принимаем очертание отпечатка опоры прямоугольным).
Определяем расчетные нагрузки на фундамент(в уровне подошвы):
кН;
кН;
кН∙м
Определим напряжения по подошве фундамента:
; кПа ; м3
; ;
кПа; кПа
Определяем расчетное сопротивление:
R = 1.7 (R0 (1 + k1(b-2)) + k2 γ(d – 3) , где
k1 = 0.1 и k2 = 3.0
R = 1,7 (275(1 + 0,1(4,3-2)) = 575 кПа.
кПа; кПа; .
Выполняется только одна проверка из трех, поэтому увеличиваем размеры подошвы фундамента до величин, указанных на рис.2.
Определим площадь подошвы
F = 15,1*8,3 = 125,33 м2.
Проверяем значение коэффициента α0
‹ α0 пред. = 30º,
где 0,5 м - ширина уступа фундамента
1,0 м - высота уступа.
Вес фундамента:
кН;
Песок мелкий заиленный темно-серый. Песок средней крупности серый кварцевый.
Характеристики Вид пред. состояния |
γ, кН/м3 |
с, кПа |
φ |
Нормативные |
16..2 |
5 |
20 |
I предельное |
17.82 |
7 |
22 |
II предельное |
17.01 |
5.5 |
21 |
Характеристики Вид пред. состояния |
γ, кН/м3 |
с, кПа |
φ |
Нормативные |
19.5 |
- |
36 |
I предельное |
21.45 |
- |
39.6 |
II предельное |
20.48 |
- |
37.8 |
Песок гравелистый. Глина голубовато-серая слоистая.
Характеристики Вид пред. состояния |
γ, кН/м3 |
с, кПа |
φ |
Нормативные |
18.2 |
- |
38 |
I предельное |
20.02 |
- |
41.8 |
II предельное |
19.11 |
- |
39.9 |
Характеристики Вид пред. состояния |
γ, кН/м3 |
с, кПа |
φ |
Нормативные |
21.0 |
42 |
24 |
I предельное |
23.1 |
58.8 |
26.4 |
II предельное |
22.05 |
46.2 |
25.2 |
Вес грунта на уступах:
Вес воды на уступах:
кН;
кН;
кН∙м
Определим напряжения по подошве фундамента:
; кПа ; м3
; ;
кПа; кПа
Определяем расчетное сопротивление:
R = 1.7 (R0 (1 + k1(b-2)) + k2 γ(h – 3) , где
k1 = 0.1 и k2 = 3.0
R = 1,7 (275(1 + 0,1(6-2))+ 3∙20.61(4.3 - 3) = 792.17 кПа.
кПа; кПа; .
Условия прочности основания выполнены. Принимаем размеры фундамента за окончательные.
2. Проверка на опрокидывание
; где
mопр – коэффициент условий работы, равный 0,8 при нескальном основании;
γn – коэффициент надежности, равный 1,1.
кНм – опрокидывающий момент. кНм –
удерживающий момент.
Условие безопасности от опрокидывания выполнено.
3. Проверка на опрокидывание
Условие проверки имеет вид:
; где
ψ – коэффициент трения,
- коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9,
- коэффициент надежности, равный 1,1.
кН; ψ = 0,40(для песков);
Условие безопасности от сдвига выполнено.
IV. Расчет по II группе предельных состояний
1.Проверка положения равнодействующей
Определяем расчетные величины момента и вертикальной нагрузки :
кН,
кНм.
Определяем эксцентриситет приложения равнодействующей:
, ;
e0 < ρ.
Условие требуемого положения равнодействующей выполняется.
2.Расчет осадки фундамента
Осадка фундамента определяется от действия постоянных расчетных нагрузок без учета фактора размыва грунта у опоры.
Учитывая отсутствие размыва, пересчитываем нормативные нагрузки от веса грунта и воды на уступах фундамента:
Тогда, кН.
Находим величину среднего давления:
; кПа.
Строим эпюры бытовых и уплотняющих давлений.
Слой песка средней крупности серого кварцевого на 3 слоя(2;1,5;1,2м), слой песка гравелистого разбиваем на 4 слоя ( 3 по 2м, 1слой – 1м). Поверхность глины голубовато-серой слоистой принимаем за водоупор. Определяем ординаты бытового давления:
; ; кН/м3;
кПа
; кН/м3;
кПа;
; кПа;
; кПа;
; кПа.
Определяем ординаты уплотняющих давлений:
кПа.
Сравнивая ординаты эпюр уплотняющих и бытовых давлений (pб = 5p(z)), получаем, что граница сжимаемой толщи находится на отметке 18,50м.
Определяем расчетную осадку методом послойного суммирования
,
где hi – мощность i-го слоя, см;
- средняя величина уплотняющего давления в i-том слое, кПа(определяется как полусумма давлений, действующих на границах i-того слоя);
Ei - модуль деформации грунта i-го слоя, кПа.
Расчетная величина осадки определяется как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания
,
где n – число элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи.
; ;
; ;
; ;
.
,
где Su – допустимая осадка;
L – длина наименьшего пролета, примыкающего к данной опоре.
, Sp<Su. 6,67см < 11,27 см.
Проверка выполнена. Расчет фундамента мелкого заложения закончен.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.