К выполнению курсовой работы по курсу

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Им. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

 

 

А.Г. Купцов

О.Е. Вязкова

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ по курсу

"ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ"

(для специальности 0107)

 

Москва 2012

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовая работа по дисциплине "Инженерные сооружения" предполагает детальное изучение наиболее важных тем лекционного материала, особенно тесно связанных с массовым гражданским, промышленным и гидротехническим строительством, а, следовательно, предваряет знакомство с особенностями инженерно-геологических изысканий под подобного типа сооружения. Взаимодействие сооружения и грунтового основания, формирующее единую природно-техническую геосистему (ПТГ), является предметом оценки специалиста инженера-геолога. В курсе "Инженерные сооружения" уделяется внимание искусственному элементу изучаемой ПТГ - сооружению как элементу воздействия на основание, а именно:

· каким образом складываются нагрузки от тех или иных видов сооружений, отдельных конструкций;

· как распределены действующие силы в литосфере;

· какие изменения, помимо чисто механических, следует ожидать от того или иного вида производства;

· какие используются методы строительства и режима эксплуатации сооружений, определяющие их взаимодействие с основанием.

Расчеты оснований сооружений подробно рассматриваются в курсе "Механика грунтов". При этом сооружение чаще всего заменяется статической моделью совокупности сил, взаимодействующих с грунтовым основанием, тоже выраженным в виде модели сферы взаимодействия - геометрического пространства, наделенного признаками (показателями свойств грунтов). Расчет оснований является конечным продуктом обработки инженерно-геологической информации, накопленной в процессе изысканий, но он совершенно немыслим без сформированной у изыскателя модели сферы взаимодействия сооружения с геологической средой, в которой отражены основные особенности сооружения, определяющие характер взаимодействия.

Таким образом, задача курсовой работы по дисциплине "Инженерные сооружения" сводится к приобретению студентами навыков представления сооружений в виде моделей, взаимодействующих с грунтами оснований, и простейшим расчетам взаимодействий, позволяющих в первом приближении оценить совместимость инженерного сооружения с геологическими условиями в период его проектирования и эксплуатации.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

Курсовая работа состоит из двух частей.

В первой, общей части, кратко приводятся основные сведения о сооружениях согласно предлагаемой теме по следующему плану.

1. Историческая справка о возникновении отрасли строительства.

2. Основные конструкции, типы сооружений и виды взаимодействия с основанием.

3. Методы возведения сооружений.

4. Режимы эксплуатации сооружений.

5. Перспективы развития данной отрасли строительства в связи с внедрением новой техники, материалов, технологии и т.п.

Объем общей части 10-15 страниц текста с рисунками, которые при необходимости могут быть вынесены в приложения.

Вторая часть курсовой работы представляется в виде расчетной записки в соответствии с предлагаемым вариантом. Вариант расчетной записки связывается с темой общей части, обозначенной первой цифрой в варианте курсовой работы. Например, вариант № 4-11(3) соответствует теме 4, варианту расчетной записки № 11 и подварианту № 3, изменяющему постоянные параметры задания.

Темы курсовых работ и литературные источники, необходимые для их проработки и составления расчетной записки, приводятся ниже.

 

ТИПЫ КУРСОВЫХ РАБОТ

 

1. Гражданские, промышленные здания и сооружения с фундаментами неглубокого заложения.

2. Гражданские, промышленные здания и сооружения с фундаментами глубокого заложения.

3. Свайные фундаменты гражданских сооружений.

4. Свайные фундаменты промышленных сооружений.

5. Мосты. Свайные фундаменты транспортных сооружений.

6. Мосты. Фундаменты типа опускных колодцев.

7. Анкерные устройства в грунтах при возведении мостов.

8. Промышленные сооружения с фундаментами типа опускных колодцев.

9. Промышленные, гражданские сооружения с фундаментами типа "стена в грунте".

10. Основные конструкции зданий и сооружений в сейсмических областях.

11. Основные конструкции зданий и сооружений в зонах распространения многолетнемерзлых грунтов.

12. Противооползневые сооружения и методы строительства.

13. Основные конструкции зданий и сооружений на участках распространения карстующихся пород.

14. Транспортные сооружения железных дорог.

15. Транспортные сооружения автомобильных дорог.

16. Гидротехнические транспортные сооружения. Нефтепроводы и газопроводы.

17. Гидротехнические транспортные сооружения. Туннели.

18. Гидротехнические транспортные сооружения. Каналы.

19. Гидротехнические сооружения. Плотины.

20. Водопропускные гидротехнические сооружения. Водосброса, шлюзы, водопроводы, водоводы.

21. Портовые ограждающие, волнозащитные и причальные сооружения.

22. Гидротехнические сооружения. Основные типы плотин.

23. Гидротехнические сооружения. Гравитационные плотины.

24. Гидротехнические сооружения. Арочные плотины.

25. Гидротехнические сооружения. Контрфорсные плотины.

26. Конструкции сооружений и фундаментов на просадочных грунтах.

27. Туннели метрополитенов.

28. Причины разрушения гражданских зданий и сооружений.

29. Причины разрушений гидротехнических туннелей и плотин.

30. Гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Основные сооружения.

31. Тепловые электростанции (ТЭС). Основные сооружения.

32. Атомные электростанции (АЭС). Основные сооружения.

33. Гидротермальные электростанции. Основные сооружения.

34. Гелеоэлектростанции. Основные сооружения.

35. Аэроэлектростанции. Основные сооружения.

36. Водоснабжение. Основные сооружения.

37. Аэродромы. Основные сооружения.

38. Здания башенного типа. Основные конструкции.

ЛИТЕРАТУРА

Абелев Ю.М. и др. Основы проектирования я строительства на просадочных макропористых грунтах. - М.: Стройиздат,1979.

Биянов Т.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. - М.: Энергоиздат, 1983.

Бондарь Н.Г. Как работают мосты. - Киев: Наукова думка, 1986.

Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов (Основы теории и примеры расчета). Учебн. пособие для студентов строительных специальностей вузов. - 2-е изд., пареработ. и доп. - М.: Стройиздат, 1978.

Воронкевич С.В. Техническая мелиорация пород. - М.: Изд-во МГУ, 1981.

Гибшман Е.Е., Аксельрод И.С., Гибшман М.Е. Мосты. - М.: Транспорт, 1965.

Глотов Н.М. и др. Основания и фундаменты: Учебн. для техникумов / Н.М.Глотов, А.П.Рыженко, Г.С.Шапиро. - 2-е изд., перераб. а доп. - М.: Стройиздат, 1987.

Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. - М.: Энергия, 1968.

Гришин М.М., Розанов Н.П., Белый Л.Д. Бетонные плотины (на скальных основаниях) - М. Стройиздат, 1975.

Грутман И.О. Свайные фундаменты. - Киев: Будивельник, 1969.

Денисов О.Г. Основания и фундаменты промышленных и гражданских зданий - М.: Высшая школа, 1968.

Дорошевич Н.М., Клейн Г.К., Смирненкин П.П. Основания и фундаменты. - М.: Высшая школа, 1972.

Дранников А.М. Противооползневые сооружения и мероприятия для защиты городских территорий. - В кн.: Материалы совещания по вопросам изучения оползней и мер борьбы с ними. - Киев, 1964.

Инженерно-геологические исследования при гидротехническом строительстве (Я.Дзеваньский, И.С.Комаров, Л.А.Молоков, Ф.Рейтер - М.: Недра, 1981.

Калачев, Максимов С.Н. Инженерные сооружения – М.: Изд-во МГУ, 1991.

Коновалов СВ., Орешкин Т.М. Организация и технология строительства дорог в сложных природных условиях. – М.: Высшая школа. 1968.

Кузнецов И.К., Филиппов Г.С. Строительство в условиях вечномерзлых грунтов. - М.: Стройиздат, 1964.

Леггет Р. Города и геология - М.: Мир, 1976.

Лишаков Ю.А., Ледяев А.П., Платонов И.В. Осадки земной поверхности при сооружении городских тоннелей. - Транспортное строительство, 1980, № 5.

Маковский Л.В. Городские подземные транспортные сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.

Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела). Учебное пособие. – М., Изд-во МГУ, 1974.

Мостков В.М. Строительство тоннелей большого пролета - М.: Недра, 1983.

Ободовский А.А. Проектирование свайных фундаментов. - М.: Стройиздат, 1977.

Основания и фундаменты (краткий курс). Учебник для строит. вузов /Цытович Н.А., Березанцев В.Г., Далматов Б.И., Абелев М.Ю.//Под ред. Н.А. Цытовича. - М.: Высшая школа, 1970.

Пашкин Е.М. Инженерно-геологические исследования при строительстве туннелей. - М.: Недра, 1981.

Подземные сооружения, возводимые способом "стена в грунте" - М.: Стройиздат, 1976.

Смородинов М.И. Анкерные устройства в строительстве. – М.: стройиздат, 1983.

Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство фундаментов способом "стена в грунте" - М.: Стройиздат, 1976.

Сваи и свайные фундаменты. Справочник-пособие /Н.С.Метелюк, Г.Ф.Шишко, А.Б.Соловьева и др. - Киев: Будивельник, 1977.

Справочник по общестроительным работам: Основания и фундаменты /Под ред. М.И.Смородинова. - М.: Стройиздат, 1974.

Трофименков Ю.Г., Ободовский А.А. Свайные фундаменты для жилых и промышленных зданий. - М.: Стройиздат, 1970.

Постоянные нагрузки

 

Собственный вес стен до обреза фундамента рассчитывается по формуле

N₁ = U · δ₁ · H₁ · ρ₁, (4)

в которой осевой периметр U может быть определен из выражения U = π · d_ср, где d_ср = 0,5 · (d₁ + d₂) представляет собой средний диаметр кольца.

Аналогично подсчитывают вес стенок ёмкости, а по известным формулам - вес днища ёмкости, вес постоянного и переменного запаса воды и получают значения N₂, N₃, N₇.

Чердачное перекрытие в башне совмещено с конструкцией кровли и его вес в этом случае учитывается при расчете нагрузки от кровли, собранной из листового железа по стропильным балкам. Нагрузка от кровли рассчитывается с учетом нормативной нагрузки q₁, выбранной в зависимости от конструкции крыши, и площади кровли F₁, м²:

N₄ = q₁ · F₁.

Для конусообразной крыши площадь кровли F₁ можно подсчитать по формулам:

,

где α - угол наклона кровли к горизонту.

Вес оборудования N₅ подсчитывается ориентировочно, например, в промышленных сооружениях с подъемным краном грузоподъемностью 50-100 кН вес оборудования принимается равным утроенной грузоподъемности крана, вес же неучтенного оборудования N₆ определяется по нормативам. N₅ и N₆ приведены в вариантах заданий.

Временные нагрузки

Снеговая нагрузка устанавливается в зависимости от конструкции кровли, её площади F₁ и нормативного веса снегового покрова на 1 м² проекций кровли q₂ кПа по формуле

N₈ = q₂ · F₁.

Вес переменного запаса воды, создающий временные нагрузки, легко подсчитывается по уже упоминавшимся известным формулам.

Ветровая нагрузка рассчитывается исходя из нормативного давления ветра q₃ кПа, зависящего от скоростного напора ветра, аэродинамического коэффициента и площади стен здания, воспринимающих давление ветра. Для сооружений башенного типа цилиндрической формы давление ветра принимается равномерно распределенным по вертикальному сечению F₀ через диаметр башни на высоту от земной поверхности. Сила ветра составляет

N₉ = q₃ · F₀.

Горизонтальная сила давления ветра приложена на половине высоты башни и создает момент силы относительно обреза фундамента М₁ или его подошвы М, которые можно вычислить из выражений:

М₁ = 0,5 · N₉ · Н

М = N₉ · (0,5Н + h)

Нагрузки от фундамента

Сбор постоянных нагрузок от фундамента на основание подробно рассматривается в следующем разделе. Нагрузки от фундамента Q составляют определенную долю в весе всего сооружения и в общем случае складываются из веса фундамента Q_ф и веса грунта на обрезах фундамента Q_г, т.е. Q = Q_ф + Q_г. Q_ф и Q_г могут быть подсчитаны с учетом формулы 4, т.е. исходя из объёмов конструкций или грунтов на обрезах фундамента и плотности материалов и грунтов основания.

Задание (варианты 1 - 5):

· произвести сбор нагрузок на основание отводонапорной башни (рис.1);

· рассчитать давление по подошве фундамента и сравнить с заданным расчетным сопротивлением грунтов;

· сделать вывод о надежности основания и устойчивости сооружения.

Данные промежуточных расчетов представить по форме 1.

Необходимые для расчетов параметры представлены в таблицах 1, 2.

 

Форма 1.

Сбор нагрузок и проверка устойчивости сооружения

Постоянные нагрузки на фундамент:

вес стен, N₁ =

вес ёмкости, N₂ =

вес запаса воды, N₃ =

вес чердачного перекрытия и кровли, N₄ =

вес оборудования, N₅ =

вес неучтенного оборудования, N₆ =

 

Временные нагрузка за фундамент:

вес переменного запаса воды, N₇ =

вес снега, N₈ =

 

Ветровая нагрузка:

сила давления ветра, N₉ =

момент силы давления ветра на обрезе фундамента, M₁ =

момент силы давления ветра на подошве фундамента, М =

 

Постоянные нагрузки на основание от фундамента:

вес фундамента, Q_ф =

вес грунта на обрезах фундамента, Q_г =

 

Площадь фундамента, F =

Давление на грунты основания, P_max =

Расчетное сопротивление грунтов, R =

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Им. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

 

 

А.Г. Купцов

О.Е. Вязкова

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ по курсу

"ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ"

(для специальности 0107)

 

Москва 2012

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовая работа по дисциплине "Инженерные сооружения" предполагает детальное изучение наиболее важных тем лекционного материала, особенно тесно связанных с массовым гражданским, промышленным и гидротехническим строительством, а, следовательно, предваряет знакомство с особенностями инженерно-геологических изысканий под подобного типа сооружения. Взаимодействие сооружения и грунтового основания, формирующее единую природно-техническую геосистему (ПТГ), является предметом оценки специалиста инженера-геолога. В курсе "Инженерные сооружения" уделяется внимание искусственному элементу изучаемой ПТГ - сооружению как элементу воздействия на основание, а именно:

· каким образом складываются нагрузки от тех или иных видов сооружений, отдельных конструкций;

· как распределены действующие силы в литосфере;

· какие изменения, помимо чисто механических, следует ожидать от того или иного вида производства;

· какие используются методы строительства и режима эксплуатации сооружений, определяющие их взаимодействие с основанием.

Расчеты оснований сооружений подробно рассматриваются в курсе "Механика грунтов". При этом сооружение чаще всего заменяется статической моделью совокупности сил, взаимодействующих с грунтовым основанием, тоже выраженным в виде модели сферы взаимодействия - геометрического пространства, наделенного признаками (показателями свойств грунтов). Расчет оснований является конечным продуктом обработки инженерно-геологической информации, накопленной в процессе изысканий, но он совершенно немыслим без сформированной у изыскателя модели сферы взаимодействия сооружения с геологической средой, в которой отражены основные особенности сооружения, определяющие характер взаимодействия.

Таким образом, задача курсовой работы по дисциплине "Инженерные сооружения" сводится к приобретению студентами навыков представления сооружений в виде моделей, взаимодействующих с грунтами оснований, и простейшим расчетам взаимодействий, позволяющих в первом приближении оценить совместимость инженерного сооружения с геологическими условиями в период его проектирования и эксплуатации.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

Курсовая работа состоит из двух частей.

В первой, общей части, кратко приводятся основные сведения о сооружениях согласно предлагаемой теме по следующему плану.

1. Историческая справка о возникновении отрасли строительства.

2. Основные конструкции, типы сооружений и виды взаимодействия с основанием.

3. Методы возведения сооружений.

4. Режимы эксплуатации сооружений.

5. Перспективы развития данной отрасли строительства в связи с внедрением новой техники, материалов, технологии и т.п.

Объем общей части 10-15 страниц текста с рисунками, которые при необходимости могут быть вынесены в приложения.

Вторая часть курсовой работы представляется в виде расчетной записки в соответствии с предлагаемым вариантом. Вариант расчетной записки связывается с темой общей части, обозначенной первой цифрой в варианте курсовой работы. Например, вариант № 4-11(3) соответствует теме 4, варианту расчетной записки № 11 и подварианту № 3, изменяющему постоянные параметры задания.

Темы курсовых работ и литературные источники, необходимые для их проработки и составления расчетной записки, приводятся ниже.

 

ТИПЫ КУРСОВЫХ РАБОТ

 

1. Гражданские, промышленные здания и сооружения с фундаментами неглубокого заложения.

2. Гражданские, промышленные здания и сооружения с фундаментами глубокого заложения.

3. Свайные фундаменты гражданских сооружений.

4. Свайные фундаменты промышленных сооружений.

5. Мосты. Свайные фундаменты транспортных сооружений.

6. Мосты. Фундаменты типа опускных колодцев.

7. Анкерные устройства в грунтах при возведении мостов.

8. Промышленные сооружения с фундаментами типа опускных колодцев.

9. Промышленные, гражданские сооружения с фундаментами типа "стена в грунте".

10. Основные конструкции зданий и сооружений в сейсмических областях.

11. Основные конструкции зданий и сооружений в зонах распространения многолетнемерзлых грунтов.

12. Противооползневые сооружения и методы строительства.

13. Основные конструкции зданий и сооружений на участках распространения карстующихся пород.

14. Транспортные сооружения железных дорог.

15. Транспортные сооружения автомобильных дорог.

16. Гидротехнические транспортные сооружения. Нефтепроводы и газопроводы.

17. Гидротехнические транспортные сооружения. Туннели.

18. Гидротехнические транспортные сооружения. Каналы.

19. Гидротехнические сооружения. Плотины.

20. Водопропускные гидротехнические сооружения. Водосброса, шлюзы, водопроводы, водоводы.

21. Портовые ограждающие, волнозащитные и причальные сооружения.

22. Гидротехнические сооружения. Основные типы плотин.

23. Гидротехнические сооружения. Гравитационные плотины.

24. Гидротехнические сооружения. Арочные плотины.

25. Гидротехнические сооружения. Контрфорсные плотины.

26. Конструкции сооружений и фундаментов на просадочных грунтах.

27. Туннели метрополитенов.

28. Причины разрушения гражданских зданий и сооружений.

29. Причины разрушений гидротехнических туннелей и плотин.

30. Гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Основные сооружения.

31. Тепловые электростанции (ТЭС). Основные сооружения.

32. Атомные электростанции (АЭС). Основные сооружения.

33. Гидротермальные электростанции. Основные сооружения.

34. Гелеоэлектростанции. Основные сооружения.

35. Аэроэлектростанции. Основные сооружения.

36. Водоснабжение. Основные сооружения.

37. Аэродромы. Основные сооружения.

38. Здания башенного типа. Основные конструкции.

ЛИТЕРАТУРА

Абелев Ю.М. и др. Основы проектирования я строительства на просадочных макропористых грунтах. - М.: Стройиздат,1979.

Биянов Т.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. - М.: Энергоиздат, 1983.

Бондарь Н.Г. Как работают мосты. - Киев: Наукова думка, 1986.

Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов (Основы теории и примеры расчета). Учебн. пособие для студентов строительных специальностей вузов. - 2-е изд., пареработ. и доп. - М.: Стройиздат, 1978.

Воронкевич С.В. Техническая мелиорация пород. - М.: Изд-во МГУ, 1981.

Гибшман Е.Е., Аксельрод И.С., Гибшман М.Е. Мосты. - М.: Транспорт, 1965.

Глотов Н.М. и др. Основания и фундаменты: Учебн. для техникумов / Н.М.Глотов, А.П.Рыженко, Г.С.Шапиро. - 2-е изд., перераб. а доп. - М.: Стройиздат, 1987.

Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. - М.: Энергия, 1968.

Гришин М.М., Розанов Н.П., Белый Л.Д. Бетонные плотины (на скальных основаниях) - М. Стройиздат, 1975.

Грутман И.О. Свайные фундаменты. - Киев: Будивельник, 1969.

Денисов О.Г. Основания и фундаменты промышленных и гражданских зданий - М.: Высшая школа, 1968.

Дорошевич Н.М., Клейн Г.К., Смирненкин П.П. Основания и фундаменты. - М.: Высшая школа, 1972.

Дранников А.М. Противооползневые сооружения и мероприятия для защиты городских территорий. - В кн.: Материалы совещания по вопросам изучения оползней и мер борьбы с ними. - Киев, 1964.

Инженерно-геологические исследования при гидротехническом строительстве (Я.Дзеваньский, И.С.Комаров, Л.А.Молоков, Ф.Рейтер - М.: Недра, 1981.

Калачев, Максимов С.Н. Инженерные сооружения – М.: Изд-во МГУ, 1991.

Коновалов СВ., Орешкин Т.М. Организация и технология строительства дорог в сложных природных условиях. – М.: Высшая школа. 1968.

Кузнецов И.К., Филиппов Г.С. Строительство в условиях вечномерзлых грунтов. - М.: Стройиздат, 1964.

Леггет Р. Города и геология - М.: Мир, 1976.

Лишаков Ю.А., Ледяев А.П., Платонов И.В. Осадки земной поверхности при сооружении городских тоннелей. - Транспортное строительство, 1980, № 5.

Маковский Л.В. Городские подземные транспортные сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.

Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела). Учебное пособие. – М., Изд-во МГУ, 1974.

Мостков В.М. Строительство тоннелей большого пролета - М.: Недра, 1983.

Ободовский А.А. Проектирование свайных фундаментов. - М.: Стройиздат, 1977.

Основания и фундаменты (краткий курс). Учебник для строит. вузов /Цытович Н.А., Березанцев В.Г., Далматов Б.И., Абелев М.Ю.//Под ред. Н.А. Цытовича. - М.: Высшая школа, 1970.

Пашкин Е.М. Инженерно-геологические исследования при строительстве туннелей. - М.: Недра, 1981.

Подземные сооружения, возводимые способом "стена в грунте" - М.: Стройиздат, 1976.

Смородинов М.И. Анкерные устройства в строительстве. – М.: стройиздат, 1983.

Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство фундаментов способом "стена в грунте" - М.: Стройиздат, 1976.

Сваи и свайные фундаменты. Справочник-пособие /Н.С.Метелюк, Г.Ф.Шишко, А.Б.Соловьева и др. - Киев: Будивельник, 1977.

Справочник по общестроительным работам: Основания и фундаменты /Под ред. М.И.Смородинова. - М.: Стройиздат, 1974.

Трофименков Ю.Г., Ободовский А.А. Свайные фундаменты для жилых и промышленных зданий. - М.: Стройиздат, 1970.