Расчет напряженно-деформированного состояния оснований фундаментов сооружений и их устойчивости.

Расчет напряженно-деформированного состояния оснований фундаментов сооружений и их устойчивости.

 

Курсовая работа

по дисциплине «Основания и фундаменты»

 

Пояснительная записка

ОиФ-06010158-27

Студент                                                        Чайковский Г.И. гр. 4019/2

 

Преподаватель                                            Колосов Е.С.

 

 

2009 г.

Оглавление.

I Часть…..……………………………………………………………………………...3

1 - Определение вертикального нормального напряжения () по подошве фундамента сооружения……………………………………………………..3

2 - Определение напряжений в основании сооружения…………....4

3 - Определение контура области предельного напряженного состояния грунта основания……………………………………………………………5

4 - Определение полной (суммарной) осадки и крена сооружения………...5

5 - Определение величины разуплотнения от нагрузки - ……………….6

6 - Определение осадки сооружения S от нагрузки q ’………………………….7

7 - Определение крена сооружения………………………………………………...9

8-Проверка устойчивости фундамента (фундаментной части) сооружения по круглоцилиндрической поверхности скольжения…………………………...11

I I Часть………………………………………………………………………………..12

 1 – Исходные данные…………………………………………………………………12

 2 - Определение активного давления грунта на подпорную стенку………1

3 - Определение активного давления от нагрузки q(2)………………………13

4 - Определение активного давления от конечной распределенной нагрузки q(3), удаленной от стенки на расстояние b2…………………………...13

5 - Определение активного давления от сосредоточенной силы Р…...13

I I I Часть……………………………………………………………………………….14

  1 - Определение осадки столбчатого фундамента мелкого заложения…14

  2 - Расчеты ленточного фундамента под несущую стену…………………..15

  3 - Определение осадки ленточного фундамента…………………………….16

Часть 1. Определение напряженно-деформированного состояния основания фундаментной части сооружения.

1. Определение вертикального нормального напряжения ()  по подошве фундамента сооружения.

 

Напряжение  по подошве сооружения от сил N и T определяется по формулам внецентренного сжатия для случая плоской деформации. Расчетная схема для определения  представлена на рис.1, где b=20,0м, d=2,2м, N=700тс, T=44тс,h=3.3 м.

 

 

Рис. 1

 

, где , , ,

 

2. Определение напряжений в основании сооружения.

Расчетная схема:

 

Напряжения  (задача плоской деформации) в основании сооружения определяются раздельно:

а) от собственного веса грунта основания  

б) от веса  слоя грунта толщиной d

в) от внешней нагрузки  где  (вычисление см. раздел 1).

 

а) Напряжения от собственного веса грунта основания

расчетная схема:

 

 

б) Напряжения от нагрузки  

расчетная схема:

 

 

в) Напряжения от внешней (трапецеидальной) нагрузки

расчетная схема:

 

Напряжения от внешней (трапецеидальной) нагрузки  определяются по формулам теории упругости.

По приведенным выше формулам определение напряжений от перечисленных нагрузок выполняется на ПК по программе «Курс-2».

 

Результаты расчета выводятся для узлов расчетной сетки с координатами x и z.

По результатам расчета построены эпюры напряжений  от нагрузки q’ по вертикальным сечениям x=0, x=+b, x=-b; по горизонтальному сечению z=b.

 

Часть 2. Определение активного давления грунта на подпорную стенку.

Исходные данные

Рассматривается случай гладкой вертикальной подпорной стенки с горизонтальной поверхностью грунта обратной засыпки.

Характеристики, действующих нагрузок

q, тс/м	Р,  тс	b1,м	b2,м	b3, м	b4, м
9,0	15,5	1,5	2,3	5,4	3,3

 

Характеристика грунтов

№ слоя	Толщина слоя h, м	Плотность частиц rs, т/м3	Плотность грунта r, т/м3	Влажность W	Угол внутреннего трения j, град	Сцепление с, т/см2	а,м
1	9,0	2,4	1,74	0,11	30	1,1	8,6
2	9,4	2,64	1,8	0,12	30	1,6

 

2. определение интенсивности активного давления  от собственного веса грунта засыпки и от равномерно распределенной по всей поверхности нагрузки

 

Величина  определяется по зависимости

,

где с – сцепление

Интенсивность  определяем в характерных точках на гранях стенки:

- на уровне поверхности грунта (точка а).

- на уровне горизонта грунтовых вод (точка б).

- на границе грунтов (точка в).

- на уровне нижней отметки стенки (точка г).

Точка а.

e _a ^а = 9,0 ^. tg²(45-30/2) – 2 ^. 1,1 ^.  tg(45-30/2) =4,314 тс/м²

Точка б

(h₁+h₂-a)

Точка в.

Т.к. точка в находится на границе грунтов, то выделим точки в’ и в’’, находящиеся бесконечно близко к границе раздела грунтов

s _Z = 9,0+1,74 ^. 9,0=23,05 тс/м

e_a ^{в ’} = s_Z   ^. tg²(45-j₁/2) – 2 ^. C₁ ^. tg(45-j₁/2)

e_a ^{в ’} = 23,05   ^. tg²(45-30/2) – 2 ^. 1,1 ^.  tg(45-30/2) = 11,3 тс/м²

e_a ^{в ’’} = s_Z   ^. tg²(45-j₂/2) – 2 ^. C₂ ^. tg(45-j₂/2)

e_a ^{в ’’} = 23,05 ^. tg²(45-30/2) – 2 ^. 1,6 ^.  tg(45-30/2) =10,887- 2,886=8,001тс/м²

Точка г.

s_Z = q +g₁ ( h₁+h₂-a)+g₁^взв (a- h₂)+g₂^{взв .} h₂,  

g₁^взв – плотность грунта в взвешенном состоянии, которое        

        определяется по зависимости:

g₁^взв =g_d – (1-n) g_в

g_d=g₁/(1+W₁)=1,74/(1+0,11)=1,71 т/м³

g_в=1 т/м³

n=1-r_d/r_s=1-g_d/g_s=1-1,74/2,4=0,376

g₁^взв =1,74 -(1-0,376) ^. 1=1,086 т/м³

g₂^взв =g_d2 – (1-n) g_в

g_d2=g₂/(1+W₂)=1,8/(1+0,12)=1,705 т/м³

n=1-r_d2/r_s2= 1-g_d2/g_s2=1-1,8/2,64=0,391

g₂^взв =1.8 -(1-0,391) ^. 1=1,096 т/м³

s _Z = 9,0+1,74 (9,0+9,4-8,6)+1,086(8,6-9,4) +1,096 ^. 9,4=27,78 тс/м²

e_a ^г = s_Z ^. tg²(45-j₂/2) – 2 ^. C₂ ^. tg(45-j₂/2)

e_a ^г = 27,78 ^. tg²(45-30/2) – 2 ^. 1,6 ^.  tg(45-30/2) =12,18 тс/м²

По найденным данным строим эпюру активного давления.

Расчет напряженно-деформированного состояния оснований фундаментов сооружений и их устойчивости.

 

Курсовая работа

по дисциплине «Основания и фундаменты»

 

Пояснительная записка

ОиФ-06010158-27

Студент                                                        Чайковский Г.И. гр. 4019/2

 

Преподаватель                                            Колосов Е.С.

 

 

2009 г.

Оглавление.

I Часть…..……………………………………………………………………………...3

1 - Определение вертикального нормального напряжения () по подошве фундамента сооружения……………………………………………………..3

2 - Определение напряжений в основании сооружения…………....4

3 - Определение контура области предельного напряженного состояния грунта основания……………………………………………………………5

4 - Определение полной (суммарной) осадки и крена сооружения………...5

5 - Определение величины разуплотнения от нагрузки - ……………….6

6 - Определение осадки сооружения S от нагрузки q ’………………………….7

7 - Определение крена сооружения………………………………………………...9

8-Проверка устойчивости фундамента (фундаментной части) сооружения по круглоцилиндрической поверхности скольжения…………………………...11

I I Часть………………………………………………………………………………..12

 1 – Исходные данные…………………………………………………………………12

 2 - Определение активного давления грунта на подпорную стенку………1

3 - Определение активного давления от нагрузки q(2)………………………13

4 - Определение активного давления от конечной распределенной нагрузки q(3), удаленной от стенки на расстояние b2…………………………...13

5 - Определение активного давления от сосредоточенной силы Р…...13

I I I Часть……………………………………………………………………………….14

  1 - Определение осадки столбчатого фундамента мелкого заложения…14

  2 - Расчеты ленточного фундамента под несущую стену…………………..15

  3 - Определение осадки ленточного фундамента…………………………….16