Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Закономерности взаимодействия с основанием и расчет осадки двухщелевых ленточных фундаментов мелкого заложения

Диссертация: Закономерности взаимодействия с основанием и расчет осадки двухщелевых ленточных фундаментов мелкого заложения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Установлено распределение нафузок, воспринимаемых фунтом основания двухщелевых фундаментов, по подошвам стенок N" их боковыми поверхностями jV/и по подошве грунтового ядра Nj, как доли от вертикальной нагрузки N, действующей на фундамент. При осадках до 3 мм подошвы стенок не участвуют в работе фундаментов, н вся нафузха воспринимается фунтом основания по боковой поверхности стенок и фунтовым… Читать ещё >

Содержание

  • Реферат
  • Глава I. Состояние вопроса, цели и задачи работы
    • 1. 1. Виды, область применения и технология устройства двухщелевых 8 фундаментов мелкого заложения
    • 1. 2. Экспериментальные исследования щелевых фундаментов I в
    • 1. 3. Расчет щелевых фундаментов
    • 1. 4. Цель и задачи диссертационной работы
  • Глава 2. Исследование взаимодействия двухщелевых фундаментов с 39 грунтом основания
    • 2. 1. Анализ взаимодействия двухщелевых фундаментов при высоком 39 ростверке с грунтом основания по данным лотковых испытаний
    • 2. 2. Анализ взаимодействия двухщелевых фундаментов при низком 53 ростверке с грунтом основания по данным лотковых испытаний
    • 2. 3. Анализ взаимодействия двухщелевых фундаментов с грунтом 62 основания по данным полевых испытаний
  • Глава 3. Численное моделирование взаимодействия двухщелевых 68 фундаментов с фунтом основания
    • 3. Л, Постановка задачи о взаимодействии двухщелевых фундаментов с 68 грунтом основания
      • 3. 2. Исходные данные
    • 33. Результаты моделирования
      • 33. 1. Зависимость осадок и нагрузок на двухщелсвые фундаменты от 82 фнзикО’Мехвнических характеристик грунтов основания
      • 33. 2. Зависимость осадок и нагрузок на двухщелсвые фундаменты от 90 их основных параметров
      • 3. 4. Сопоставление результатов численного моделирования с данными 101 экспериментальных исследований
  • Глава. 4, Особенности взаимодействия двухщелевых фундаментов с 106 грунтом основания
    • 4. 1. Расчетные схемы взаимодействия двухщелевых фундаментов с 106 грунтом основания
    • 4. 2. Определение вертикальных давлений, передаваемых по подошве 109 низкого ростверка на поверхность грунта, заключенного между стенками
    • 4. 3. Определение долей вертикальных давлений, передаваемых на 113 грунты основания по подошве стенок, боковым поверхностям и по подошве грунтового ядра
    • 4. 4. Определение зоны распространения вертикальных напряжений от i 18 сил трении и сцепления по наружным боковым поверхностям, оптимального расстояния между стенками и ширины условного фундамента
  • Глава 5. Расчет двухщелевых фундаментов мелкого заложения
    • 5. !, Обшяе положения к исходные данные для расчета двухщелевых 124 фундаментов по деформациям
    • 5. 2- Определение вертикальных напряжений н осадкн в фунте 128 основания верхнего слоя
      • 5. 3. Определение вертикальных напряжений н осадки в грунте 130 основания нижнего слоя
    • 5. 4- Порядок расчета двухщелевых фундаментов по деформациям
      • 5. 5. Программа расчета осадкн двухщелевых фундаментов на ЭВМ
      • 5. 6. Сопоставление результатов расчета осадок двухщелевых S4Q фундаментов, но предлагаемому методу с данными экспериментальных исследований
  • Выводы
  • Слисок литературы

Закономерности взаимодействия с основанием и расчет осадки двухщелевых ленточных фундаментов мелкого заложения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

Двухщелсвые фупламенг ы, выполняемые в предварительно прорезанных параллельных щелях без крепления их стенок на глубину не более 3 м, являются одним hi эффективных пилон фундаментов мелкого заложения.

Применение двухщелевых ленточных фундаментов целесообразно и экономически эффективно при строительстве зданий до 5−6-ти этажей с несущими стенами на неводонасыщенных глинистых фунтах" а также пыдеаатых н мелких песках.

По опыту отечественного н зарубежного строительства преимущество двухщелевых фундаментов заключается в технологичности нх устройства" и по сравнению с традиционными конструкциями фундаментов мелкого заложения" обеспечивает снижение объема земляных работ, расхода бетона, арматурной стали, стоимости и трудоемкости до 2−5 раз, а также сокращение сроков выполнения работ нулевого цикла в 1,5−2 раза.

Несмотря на экономичность данных конструкций фундаментов, объем н опыт применения двухщелевых фундаментов мелкого заложения до настоящего Времени остаются небольшими. Основные причины состоят в недостаточной изученности взаимодействия двухщелевых фундаментов с грунтом основания и отсутствии достоверных методов их расчета. I) связи с этим разработка инженерною расчета лвухщеленых ленточных фундаментов мелкого заложения является актуальной задачей, которая позволит увеличить объемы их применения в строительстве.

Целью диссертационной работы является исследование взаимодействия двухщелевых фундаментов мелкого заложения с различными видами грунтов основания и параметрами фундаментов, н разработка инженерно&tradeметода расчета этих фундаментов по второму предельному состоянию.

Научная ковнщи выполненной диссертационной работы заключается в следующем:

— установлено распределение долей нагрузки N, действующе П на фундамент, приходящихся на подошву стенок, боковые поверхности и фунтовое ядро, расположенное между стенками, а также их зависимость от величин осадок фундамента, расстояний между стенками и их высоты;

— выявлено^ «по основание двух шел свых фундаментов следует рассматривать двухслойным, состоящим in верхнего слоя фунта в пределах высоты стенок и нижнего, залегающего под их подошвами;

— получено расчетное распределение шлрузок и вертикальных напряжений, действующих по подошве низкого ростверка и условного фундамента шириной В;

— установлено влияние удельного сисмлення глинистых грунтов на нагрузки и осадки двухщелевых фундаментов.

Практическое значение диссертационной работы заключается в разработке расчетных схем взаимодействия лву хшелевых фундаментов мелкого заложения с грунтом основания и инженерного методе их расчета по деформациям, основанного на экспериментально установленных и подтвержденных численным моделированием научных результатах.

Использование предложенного метода расчета, а также разработанной на его основе программы расчета на ЭВМ позволят увеличить объем применения двухщелевых фундаментов в практике строительства.

Результаты работы использованы при проектировании и внедрении [целевых фундаментов для жилого дома по ул. Наметкина в г. Москве к складского комплекса в г Видное Московской области, н включены в разрабатываемые НИИОСПом в 2006;2007 гг. «Рекомендации по расчету двухщелевых фундаментов мелкого заложения».

Апробации работы. Полученные результаты работы докладывались на совместном заседании лабораторий НИИОСГ1 им. И М. Герсееанова.

Публикации* По материалам, приведенным в диссертации, опубликовано 2 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, основных выводов, 1-го приложения и содержит 166 страниц" включающих 88 страниц основного текста, 66 рисунков, 12 таблиц, 70 наименований использованной литературы и S страниц приложений.

Выводы.

Проведенные исследования выявили особенности и установили закономерности взаимодействия двухщелевых ленточных фундаментов мелкого заложения с грунтом основания,.

1. Выявлено, что при расстоянии между стенками двухщелевого фундамента, не превышающем оптимальное в области, заключенной между ними, формируется фунтовое ядро, которое работает совместно с фундаментом, воспринимает и передает вертикальные давления на нижележащие слои грунтов основания по подошве условного фундамента шириной В на глубине заложения подошв стенок. Оптимальное расстояние между стенками Ьф зависит от вила фунтов основания и в глинистых грунтах больше, чем в песчаных.

2. Установлено распределение нафузок, воспринимаемых фунтом основания двухщелевых фундаментов, по подошвам стенок N" их боковыми поверхностями jV/и по подошве грунтового ядра Nj, как доли от вертикальной нагрузки N, действующей на фундамент. При осадках до 3 мм подошвы стенок не участвуют в работе фундаментов, н вся нафузха воспринимается фунтом основания по боковой поверхности стенок и фунтовым ядром. С увеличением осадки доля нагрузки, приходящаяся на полошвы стенок N, возрастает до 0,4, а на боковые поверхности н фунтовое ядро, соответственно, снижается.

Показано, что фундаменты с высоким и низким ростверками имеют сходный характер распределения нафузок, воспринимаемых фунтом основания по подошве стенок, боковым поверхностям и подошве грунтового ядра. Отмечено, что за счет передачи нагрузок по подошве низкого ростверка происходит увеличение доли нагрузки, передаваемой на основание по подошве грунтового ядра Nj, по сравнению с фундаментом при высоком расположении ростверка с 0,25 до 0,4.

3. Численным моделированием взаимодействия двухщелевых ленточных фундаментов с фунтом основания, выполненным методом конечных элементов по упруго-пластической модели грунта Кулона-Мора, выявлена зависимость осадок н нагрузок на фундаменты от Деформационных и прочностных характеристик грунтов, а также параметров двухщелевых фундаментов.

Результаты численных экспериментов заключаются в следующем: показано, что деформирование основания двухщелевых фундаментов характеризуется сжатием грунтова) залегающих ниже подошв стенок фундамента, б) области, заключенной между стенками фундамента, в) в стороны от их наружных боковых поверхностей стенок фундаментаустановлена зависимость величин осадок от: а) модуля деформации грунтов Яб) удельного сцепления с, в) расстояния между стенками к г) высоты стенок dвыявлена нелинейная зависимость осадок от нагрузок на которой выделяется точка перелома кривизны на два практически линейных участка в пылевато-глннистых грунтахустановлено, что в пылевато-глннистых грунтах зависимость осадок от нагрузок достигает предела пропорциональности при больших значениях нагрузок с увеличением удельного сцепления. Так, в супесях с удельным сцеплением с=13 кПа точка перелома кривизна графика J" J (JV) соответствует при различных параметрах фундаментов нагрузке на фундамент N=16 тс/м, а, а глинах при с*=50 кПа нагрузке N=36 тс/мсопоставление полученных величин осадок однощелевых (сплошных) и двухщелевых фундаментов при одинаковой погонной нагрузке jV и приведенной ширине 25+Ь показывает, что осадки двухщелевых фундаментов превышают сплошные на 5−10% в глинистых грунтах и на 1020% в песчаных, и подтверждает результаты экспериментальных исследований, согласно которым грунт, расположенный между стенками прн оптимальном расстоянии между ними, работает совместно с фундаментом.

4. Разработана расчетная схема взаимодействия двухщелевых ленточных фундаментов мелкого заложения с основанием, в которой основание фундаментов рассматривается двухслойным, состоящим из верхнего слоя в пределах высоты стеиок фундамента d и нижнего, залегающего под подошвами стенок. Осадка верхнего слоя основания обусловлена сжатием грунта между стенками и областей, примыкающих к нх наружным боковым поверхностям. Осадка нижнего слоя происходит за счет передачи давления по подошве условного фундамента шириной.

5. Получено расчетное распределение величин нагрузок, воспринимаемых грунтом основания н вертикальных напряжений, действующих в уровне подошвы условного фундамента В, в пределах прямой пропорциональности осадок и нагрузок, величины которых зависят от высоты стенок фундамента d. Величины нагрузок н напряжений, передаваемых на грунт между стенками по подошве низкого ростверка, определены как доли нагрузки Ny действующей на фундамент, и зависят от расстояния между стенками Ь.

6. Определена ширина зоны распространения вертикальных напряжений в стороны от наружных поверхностей стенок Ь «, которая зависит от величины угла внутреннего трения <р. Установлена величина приведенного угла внутреннего трения р, которая позволяет учесть влияние на осадку фундамента удельного сцепления с пылеватогяянн стых грунтов, Использование приведенного угла внутреннего трения <р по сравнению с фактической величиной угла внутреннего трения .

7. Разработан метод распета двухщелевых ленточных фундаментов с низким ростверком по второму предельному состоянию в соответствии с требованиями действующих норм и правил, который выполняется по схеме линейно-деформируемого полупространства методом послойного суммирования. В основе расчета лежит принцип суперпозиции, согласно которому отдельно определяются осадка верхнего s, и нижнего s" слоев.

Для оптимизации проектирования двухщелевых фундаментов и принятия рациональных параметров нх конструкций разработала программа расчета двухщелевых ленточных фундаментов мелкого заложения с низким ростверком для ЭВМ на языке программирования Microsoft Visual Basic 6.0. 8. Проведено сопоставление результатов расчетов осадок двухщелевых ленточных фундаментов по предложенному методу с данными экспериментальных исследований. Расчетные осадки по предложенному методу в среднем в 1,3 раза превосходят величины осадок, полученных по экспериментам в песчаных грунтах, и в 1,2 раза в глинистых. Полученные по разработанному методу расчета наибольшие величины осадок фундаментов не превышают 15−20 мм, что соответствует результатам экспериментальных исследований,.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Рекомендации по проектированию н строительству щелевых фундаментов Л М НИИОСП 1982 г,
  2. Основания н фундаменты: Справочник строителя/Под ред. М. И. Смородинова. М, 1983 г,
  3. Основания, фундаменты и подземные сооружения- Справочник проектировщика. Под общей редакцией Сорочаиа Е. А. и Трофименхоаа Ю Г Л М. Строй издат 1985 г.
  4. Л.Н., Ревазашвилн Р. Г. Эксперементалыгые исследования песочных оснований мелкозаглубленных плоско-щелевых фундаментов при центральной нагрузке. Труды НИИОСП, «Методы и средства исследования грунтов в фундокнтированнн», выпуск 83, 1985гх.
  5. Е.А. Фундаменты промышленных зданий.// М СтроЙнчдат1986 г.
  6. Е.А., Ревазашвилн Р.Г, Исследование работы щелевых фундаментов. //"ОФМГ" 1986 г. — № 5 — С 12−15.
  7. Разработка технического решения многощелевых фундаментов на песчаном основании по колонны промышленных зданий. ГОСЗАКАЗ 79 Л//Научно-технический отчет. М. — НИИОСП. — 1989 г.
  8. Перл ей Е.М. и др. Натурные экспериментальные исследования несущей способности траншейных фундаментов на вертикальную нагрузку-//Технология и оборудование для специальных строительных работ: Сборник трудов ВНИИГС. 1985 г. — С. 44−50,
  9. Республиканские строительные нормы. Проекгнрование н устройство траншейных и свайных стен методом «стена в грунте».// РСН 20−87/ Госстрой БССР Мниск — 1987 г,
  10. Ревазашвили Р, Г. Расчет щелевых фундаментов прн вертикальных нагрузках. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наукУ/ М. НШОСП 1988 г.
  11. З.Иванов В. Д., Александровский Ю. В, Щелевые фундаменты.// Проблемы комплексной застройки Южного берета Крыма: Матер. Конференции, Снмферопль, I988r.-T.L-C 174−175.
  12. Сергеев И, Т, Расчет щелевых фундаментов н нх оснований по прочности и деформациям.// Проблемы комплексной застройки Южного берега Крыма: Матер, Конференции, Снмферопль, 1988 г. -Т. L-С. 282−283.
  13. Е.М. и др. Свайные фундаменты и заглубленные сооружения при реконструкции действующих предприятий. J1. Стройнздат, 1989 г.-С. 133−136.
  14. Е.А., Быиутенко О. В., Ярутнн В. К. Работа малозаглубленных щелевых фундаментов прн сейсмических воздействиях^/ «ОФМГ» -1990 г. № 3-С- 15−17.
  15. Иванов В-Д. Методика расчета сил бокового трения фундаментов, устраиваемых способом «стена в грунте». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук Л М. НИООСП 1990 г.
  16. Е.А., Пнвеяь В. Г., Рыбников А. М. Монолитные фундаменты с рабочей боковой поверхностью. II «ОФМГ» 1991 г. № 3 — С.2−3.
  17. Павлов B-B.t Кацов KJL, Смородннов М-И. Щелевые фундаменты промышленных н гражданских зданий на среднем Урале Л «ОФМГ» -1992 г. № 5-С.8-№.
  18. Рекомендации по проектированию н строительству щелевых фундаментов в условиях Среднего Урала.// Свердловск. УПИ 1990 г. -С. 69.
  19. Н.В., Колыбин И-В. Метод расчета несущей способности основания по подошве щелевых фундаментов глубокого заложения.// НИИОСП. М., J993 г.-9 с.
  20. И.В. Исследование несущей способности основания по подошве щелевых фундаментов глубокого заложения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук.// М. НИИОСП-1997 г.
  21. Д.Е. Взаимодействие свай и грунта в составе большеразмерных кустов и свайных полей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук Jt М. НИООСП 1999 г.
  22. И.В., Фурсов АА. Расчет подземных сооружений с учетом технологии их возведения.// Труды научно-практической конференции «Подземное строительство России на рубеже XXI века. М. 15−16 марта 2000 г. С. 183−190.
  23. Коновалов П-А. Основания я фундаменты реконструиру емых зданий. // М. -2000г.,-С.318,
  24. .А., Ковалев В. А. Щелевые фундамеЕГТыУ/ Механизация строительства, М. 200бг, Ме 3.
  25. С.В., Алешина Е.А Осадки щелевых ленточных фундаментов на нелинейно-деформируемом основании. Известия ВУЗов. Строительство. 2005 г. № 7, стр. 17−22.
  26. СНнП 2.02.01−83*. Основание зданий и сооружений^/ М. 1995 г.
  27. СНнП 2.02.03−85. Свайные фундаменты.// М, 1986 г.
  28. МГСН 2.07−01. Основания, фундаменты подземные сооружения .//М- -2003 г.
  29. СП 50−101−2004, Проектирование й устройство оснований и фундаментов зданий н сооружений./1/ М. 2005 г.
  30. СП 50−1-2−2003г. Проектирование и устройство свайных фундаментов.// М. 2004 г.
  31. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.02−83)-// М. 1986 г. 34."Narita К. Yamaguchi Н, Analysis of bearing capacity for long-spiral sliding surfaces'/Soils and Foundations. 1989. — v, 29, — № 2. — p. 85−98,
  32. Vesic A.S. Analysts of ultimate loads of shallow foundations/ZJoum. Of the Soil MecH. And Found- Dtv., ASCE. 1973, — v. 99, — NaSMl.-p. 45−73.
  33. В.И., Ковалев A.C., Ковалев В, А. Грунтовые подушки. Механизация строительства.
  34. Фадеев А. Б, Метод конечных элементов в геомеханике.// М- Недра. — 1987 г.-С 224,
  35. Соловьев Ю, И, Вариационный метод определения несушей способности основания сооруженнй//Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. — 1970. — № 7. — с, 22−29.
  36. Веселов В. А, Проектирование оснований и фундаментов, М. 1990 г.
  37. Далматов Б, И. Механика грунтов, основания н фундаменты .Л, 1988 г. 4!.Улкцкий В. М, Шашкин В. Г. Геотехническое сопровождениереконструкции городов.// М Изд-во АСВ, 1999 г. — 324 с.
  38. УЛИЦКНЙ В.М., Алексеев С. И. Обеспечение сохранности зданий и при устройстве котлованов и прокладке инженерных сетей С Санкт-Петербурге.// „ОФМГ“ 2002 г. № 4 — С. 17−21.
  39. С. М Метод граничных элементов в контактных задачах для упругих пространственно неоднородных оснований. М.: Иэд-во „АСВ“, 2000. — 754 с.
  40. Бахтин А- А. Алгоритмы автоматического моделирования многогранников // Математическое обеспечение ЭВМ: Межвуз. сб. научи, тр. Воронеж: ВГУ, 2002. — Вып. 4. — С. 27−3 J.
  41. А. А. Программный пакет автоматизированного твердотельного проектирования // Информатика.' проблемы, методология, технологии: Мат. 3-й регион, науч.-мет. конф. Воронеж: ВГУ, 2003.-С 29−32.
  42. . Сонглера Г. Механика грунтов. М: Стройнэдвт, J 981 г. — 510 с.
  43. Hettler A. Gudchus G. Influence of the foundation width on the bearing capacity factor// Soils and Foundations. 1988 — v, 28. — J64. — p. 81−92.
  44. Учебное пособие no PLAXIS. Версия 7Л НИП- Информатика. С,-П. -2003 г. 51 .Патрояова О. Plaxis анализ аварийных ситуаций. Plaxis — инструмент инженер геотехника. Примеры расчетов-// CADmaster — № 3 — 2002 г.
  45. Патронова О. Plaxis геотехнические расчеты в дорожном строительстве. Plaxis — инструмент инженер геотехника. Примеры расчетов.// CADmaster — № 4 — 2002 г.
  46. Briukgreve R, B.J. and Vercnce P.A. PLAXIS. Finite element code for soil and analysis, Version 7. Manuals, PLAXIS. B.V. Rotterdam: Balkema, 1998,545 p.
  47. Бахолдин Б-В. Определение несущей способности свай по прочностным характеристикам фунтов// Тр. НИИ ОСП. М.: 19 989 г. -вып. 92,-с.3−18.
  48. Горбунов-Посадов МИ., Маликова Т. А., Соломин В. И. Расчет конструкций на упругом основании. М., 1984 г.
  49. RA. Механика грунтов// М. Стройиздат 196 В г. — С. 344.бО.Сянтко Н. К. Статическое н динамическое давление грунтов н расчет подпорных стенок. Л.: Стройка дат, 1970 г. — с- 14.
  50. Лер-Мартнросян 3, Г. Механикагунтов, И М. АСВ 2005 г. -480 с.
  51. М.В. Прочность грунтов н устойчисаость основания сооружений// М. 1994 г.
  52. Герсеваж>а Н.М., Пояынии ДЕ. Теоретические основы механики грунтов н их практическое применение. М.: Госстройиздат, 1948 г, -С. 165−169.
  53. Д. Основы механики грунтов.// М. 6 Госстройиздат, I960 г, -С, 414.67,Годдштейн M. R н др. Механика грунтов, основания и фундаменты.// М. Транспорт, 1981 г.-С, 91.
  54. De Beer E.E. Experimental determination of the shape factors and ihc bearing capacity factors in sand// Geolechnique. 1970. — v. 20. — X?4. -p. 387−411,
  55. E.A., Ковалев В.А Расчет двухщелевых фундаментов мелкого заложения. //"ОФМГ» 2006 г, — Ш — С 12−15
  56. ГОСТ 12 248–96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!