Расчет фундамента

ФГОУ  ВПО Омский государственный аграрный университет 
 

Кафедра: М и ТС

Факультет: ВХС

Специальность: 280301 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине механика грунтов,

основания и фундаменты 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. 311

              Антипин А.М.

Проверил: ЛевшуновВ.М.                   
 
 
 
 
 

Омск-2009

Содержание  
 

 

     ЗАДАНИЕ 

      Запроектируем жесткий фундамент водонапорной башни при следующих исходных данных:

1. Ствол водонапорной башни (кирпичный), толщина стенок ствола 0,38 м.
2. Резервуар водонапорной башни железобетонной (толщина стенок и днища 0,15 м).
3. Центр климатического района – Барнаул.
4. Инженерно-геологические условия площадки строительства характеризуются следующими показателями физических, физико-химических и физико-механических свойств, данные приведены в табл.1.

 

      Таблица 1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ  ОЦЕНКА  ОСНОВАНИЯ 

      Инженерно-геологическую  оценку  основания  выполним  для получения показателей физико-химических  и  физико-механических  свойств грунтов. 

           Первый пласт – песок крупный. 

1 Устанавливаем  плотность сложения песчаных  грунтов по  коэффициенту  пористости:

                                                                                       (1.1)

                                                                   

      где:    g_s – плотность твёрдых минеральных частиц (см.  табл.  8 методические                         указания),  тс/м³

      g₀ – плотность грунта,  тс/м³;

      W₀ – весовая влажность,  доли  единицы. 

                       ,(доли единиц). 

      Песок средней плотности сложения. 

2  Устанавливаем  водонасыщение  песчаных  грунтов   по  степени  влажности: 

                 (1.2)

      где:  g_w – плотность воды,  тс/м³. 

             ,(доли единиц). 

      Пески влажный. 
 
 
 

                Второй пласт – глинистый. 

1 Устанавливаем   вид  глинистого грунта по  числу пластичности: 

                                                                                               (1.3)                 (1.3)

где:   W_L – весовая влажность грунта  на  границе текучести,  доли  единицы;

W_P – весовая влажность грунта  на  границе пластичности  (раскатывания),  доли  единицы. 

                                 

        Следовательно - супесь.

2. Устанавливаем  консистенцию глинистых грунтов по показателю текучести:

 

                                                                                 (1.4)                   (1.4) 

 

Следовательно, супесь пластичная. 

      Третий  пласт – песок средней крупности. 

          1 Устанавливаем плотность сложения  песчаных грунтов по  коэффициенту  пористости:

               (1.5)

      где:    g_s – плотность твёрдых минеральных частиц   (см.  табл.  8 методические указания),  тс/м³;

            g₀ – плотность грунта,  тс/м³;

            W₀ – весовая влажность,  доли  единицы. 

       ,(доли единиц).

      Песок рыхлый. 

      2  Устанавливаем водонасыщение   песчаных  грунтов  по  степени   влажности: 

                 

      где:  g_w – плотность воды,  тс/м³. 

             ,(доли единиц). 

      Пески насыщены водой. 

Четвёртый пласт – глинистый. 

          1 Устанавливим  вид  глинистого  грунта по числу пластичности:

        

            Воспользуемся формулой 1.3

               

            Следовательно, суглинок. 

2. Устанавливаем  консистенцию глинистых грунтов  по показателю текучести:

             Воспользуемся формулой 1.4 

          

          Следовательно, суглинок  тугопластичный. 
 
 

     2  НОРМАТИВНЫЕ  И  РАСЧЁТНЫЕ  НАГРУЗКИ 

2.1 Нормативные  нагрузки

         

      Нормативные  нагрузки  от  внешнего  воздействия  определяются  в зависимости от проектных размеров водонапорной башни (см. Рисунок 1). Проектные размеры водонапорной башни приведены в таблице 2.

      За  внешние  воздействия  принимаются:

            Весовая  масса  ствола  F_с^н,  резервуара  F_р^н,  воды  в резервуаре  F_w^н  и прочих  элементов конструкции F_э^н   (крыша,  утеплитель,  оборудование).

      Примечание.

1. При  подсчёте  объёма  воды  в  резервуаре  наполнение  резервуара  принять  равным  90%  его  ёмкости.
2. Весовая  масса  прочих  элементов  принимается  равной  30¸40%  весовой массы ствола  и резервуара.

 

Рисунок 1 Схема водонапорной башни

      d _c – диаметр ствола,  м;   d _р – диаметр резервуара,  м.

      h _с – высота  ствола,  м;  h _р – высота  резервуара,  м; 

      h _к – высота  крыши,  м. 

     Таблица 2. 

 

         

          2.1.1 Расчет весовой массы ствола водонапорной башни

         Для определения весовой массы  ствола водонапорной башни необходимо  рассчитать средний диаметр ствола, площадь ствола, объем ствола.

          Установим средний диаметр ствола  водонапорной башни, для этого  воспользуемся следующей формулой:

                                                                                            (2.1)

          где:   d_c – диаметр ствола, м;

                    t_c – толщина стенок ствола, м.

          м

          Установим площадь ствола водонапорной  башни, для этого воспользуемся  следующей формулой:

                                                                                            (2.2)                                                                                                                  

             м².                            

           Установим объем ствола водонапорной  башни, для этого воспользуемся  следующей формулой:

                                                                                                (2.3)

             где: h_C – высота ствола водонапорной башни, м.

             V = 9.09 ∙ 25 = 227.25 м³.

             Весовую массу ствола найдем  по следующей формуле:

             F_C^H = γ·V                                                                                        (2.4)

             где: γ – плотность материала (кирпич), тс/м³.

             F_C^H = 1.8 · 227.25 = 409 тс. 

           2.1.2  Расчет весовой массы резервуара водонапорной башни

          Для определения весовой массы  резервуара водонапорной башни необходимо рассчитать средний диаметр, объем, площадь резервуара водонапорной башни.

          Установим средний диаметр резервуара  водонапорной башни, для этого  используем следующую формулу: