САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (СамГУПС)
Кафедра «Мосты и строительные конструкции»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению курсовой работы по дисциплине
«ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ»
для студентов специальности
08.05.02 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», специализации «Строительство магистральных железных дорог», «Управление техническим состоянием железнодорожного пути», «Мосты» дневной и заочной форм обучения.
Составители: Поздняков Юрий Александрович
Баранов Александр Сергеевич
Панина Людмила Юрьевна
Самара 2016
УДК 624.15
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты транспортных сооружений» для студентов специальности 08.05.02 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», специализации «Строительство магистральных железных дорог», «Управление техническим состоянием железнодорожного пути», «Мосты» дневной и заочной форм обучения. – Самара: СамГУПС, 2016. – 46 с.
|
|
|
Утверждено на заседании кафедры «Мосты и строительные конструкции»
25.02.2016 г., протокол №7.
Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.
Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Основания и фундаменты транспортных сооружений» и предназначены для студентов специальности 08.05.02 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», специализации «Строительство магистральных железных дорог», «Управление техническим состоянием железнодорожного пути», «Мосты» дневной и заочной форм обучения.
Составители: Поздняков Юрий Александрович
Баранов Александр Сергеевич
Панина Людмила Юрьевна
Рецензенты: канд. техн. наук, профессор Сеськин И.Е., СамГУПС.
канд. техн. наук, доцент Соколова С.В., СамГУПС.
Подписано в печать
Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п. л. 2,5
Тираж 100 экз. Заказ №
©Самарский государственный университет путей сообщения, 2016
Содержание
| Введение………………………………………………………………………………… | 4 |
| 1. Содержание, объём и оформление курсовой работы……………………………… | 5 |
| 2. Исходные данные…………………………………………………………………….. | 7 |
| 3. Проектирование фундамента мелкого заложения………………………………… | 7 |
| 3.1. Определение минимально возможной глубины заложения фундамента и его высоты……………………………………………………………………………… | 15 |
| 3.1.1. Определение глубины заложения фундамента, возводимого на водотоке….. | 15 |
| 3.1.2. Определение глубины заложения фундамента, возводимого на суходоле….. | 16 |
| 3.1.3. Определение высоты фундамента……………………………………………… | 17 |
| 3.2. Определение расчётных усилий, действующих в уровне подошвы фундамента……………………………………………………………………………… | 17 |
| 3.3. Определение расчётного сопротивления грунта основания осевому сжатию……………………………………………………………………………………………………………… | 20 |
| 3.4. Расчёт основания и фундамента по первой группе предельных состояний………………………………………………………………………………………………………… | 21 |
| 3.4.1. Расчёт по несущей способности основания…………………………………… | 21 |
| 3.4.2. Расчёт фундамента по устойчивости против опрокидывания………………… | 23 |
| 3.5. Расчёт основания и фундамента по второй группе предельных состояний…… | 24 |
| 3.5.1. Определение осадки основания фундамента……………………………………………… | 24 |
| 3.5.2. Определение крена фундамента …………………………………………………………. | 28 |
| 4. Проектирование фундамента глубокого заложения………………………………. | 29 |
| 4.1. Определение глубины заложения ростверка и его размеров…………………… | 29 |
| 4.2. Выбор длины и размеров поперечного сечения свай…………………………… | 30 |
| 4.3. Определение несущей способности одиночной сваи в составе свайного фундамента…………………………………………………………………………………………………. | 31 |
| 4.4. Размещение свай под подошвой ростверка……………………………………… | 31 |
| 4.5. Определение расчётной нагрузки на одиночную сваю в составе свайного фундамента…………………………………………………………………………………………………. | 31 |
| 5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента……………………… | 34 |
| Библиографический список…………………………………………………………… | 36 |
| Приложение 1. Исходные данные…………………………………………..…………………… | 37 |
| Приложение 2. Сведения, необходимые для выполнения расчётов……………………… | 40 |
| Приложение 3. Образцы к оформлению курсовой работы…………………………………… | 43 |
|
|
|
Введение
Настоящие методические указания предназначены для использования при выполнении курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты транспортных сооружений» и имеют целью дать порядок и технику проектирования фундаментов мелкого и глубокого заложения в обычных грунтовых условиях (на природных нескальных и не специфических грунтах).
Процесс изучения дисциплины «Основания и фундаменты транспортных сооружений» направлен на формирование следующих компетенций:
— способностью применять методы расчета и оценки прочности сооружений и конструкций на основе знаний законов статики и динамики твердых тел, о системах сил, напряжениях и деформациях твердых и жидких тел (ПК-7):
— способностью разрабатывать проекты и схемы технологических процессов строительства, реконструкции, капитального ремонта и эксплуатации железнодорожного пути, мостов, тоннелей, метрополитенов, а также их обслуживания, с использованием последних достижений в области строительной науки (ПК-15) .
— способностью обосновывать принимаемые инженерно-технологические решения (ПК-21) .
— способностью формулировать технические задания на выполнение проектно-изыскательских и проектно- конструкторских работ в области строительства железных дорог, мостов, транспортных тоннелей и других сооружений на транспортных магистралях, метрополитенов (ПК-29) .
|
|
|
— способностью выполнять статические и динамические расчеты транспортных сооружений с использованием современного математического обеспечения (ПК-32).
В результате освоения дисциплины «Основания и фундаменты транспортных сооружений» обучающийся должен.
Знать:
— методы проверки несущей способности конструкции .
— свойства строительных материалов и условия их применения .
— физико-механические характеристики грунтов и горных пород .
— принципы и методы изысканий, нормы и правила проектирования железных дорог, в том числе мостов, тоннелей и других искусственных сооружений.
Уметь:
— использовать современные средства вычислительной техники и программного обеспечения для расчета строительных конструкций и сооружений .
— выполнять статические и прочностные расчеты транспортных сооружений .
— определять физико-механические характеристики строительных материалов и грунтов.
Владеть:
— методами оценки прочности и надежности транспортных сооружений .
— методами обеспечения экологической безопасности на объекте транспортного строительства .
— методами и средствами технических измерений, приемами использования стандартов и других нормативных документов при оценке, контроле качества и сертификации продукции.
Содержание, объём и оформление курсовой работы
Методические указания состоят из пяти разделов:
1. Содержание, объём и оформление курсовой работы .
2. Исходные данные .
3. Проектирование фундамента мелкого заложения .
4. Проектирование фундамента глубокого заложения (свайного) .
5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента.
Третий и четвёртый разделы, кроме методических указаний и необходимых расчётных формул, содержат примеры, облегчающие студенту усвоение необходимых навыков и техники расчёта и конструирования оснований и фундаментов.
В конце указаний имеются три приложения и библиографический список литературы (методические указания, учебники и нормативные документы), ссылки на которые имеются в тексте.
|
|
|
Приложение 1. Содержит сведения, необходимые для формирования таблицы исходных данных.
Приложение 2. Содержит сведения, необходимые для выполнения расчётов.
Приложение 3. Содержит образец титульного листа, образец таблицы исходных данных и образцы чертежей для выполнения графической части работы.
В процессе выполнения курсовой работы студент должен запроектировать фундамент под промежуточную опору моста в двух вариантах:
— жёсткий фундамент мелкого заложения на естественном основании .
— свайный фундамент с низким жёстким ростверком.
Мост, в зависимости от заданных инженерно-геологических условий площадки, может возводиться либо на водотоке (рис.1.1,а и 1.2), либо на суходоле (рис.1.1,б и 1.3).
В соответствии со своими исходными данными студент должен:
в первом варианте (фундамент мелкого заложения на естественном основании)
— определить, исходя из инженерно-геологических условий строительной площадки и района строительства, глубину заложения и высоту фундамента .
— определить расчётные усилия, действующие в уровне подошвы фундамента .
— выполнить расчёт фундамента по первой группе предельных состояний, включающий определение размеров подошвы фундамента и проверку его на устойчивость против опрокидывания .
— выполнить расчёт основания фундамента по второй группе предельных состояний, включающий определение совместной осадки основания и опоры и крен фундамента .
— выполнить рабочий чертёж фундамента .
во втором варианте (свайный фундамент с низким жёстким ростверком)
— определить глубину заложения и высоту ростверка, исходя из инженерно-геологических условий строительной площадки, района строительства и конструктивных соображений .
— определить расчётные усилия, действующие в уровне подошвы фундамента .
— выбрать, исходя из конструктивных соображений, размеры поперечного сечения свай .
— определить, исходя из инженерно-геологических условий строительной площадки, наименьшую возможную длину свай .
— определить несущую способность принятой сваи .
— определить требуемое количество свай и разместить их в пределах контура подошвы ростверка .
— выполнить проверку несущей способности полученного свайного фундамента и, при необходимости, скорректировать либо длину свай, либо их количество и размещение в пределах контура подошвы ростверка .
— подобрать, из конструктивных соображений, необходимую арматуру и выполнить рабочий чертёж фундамента.
После завершения расчётов и конструирования фундаментов выполняется технико-экономическое сравнение вариантов.
В итоге выполненной работы на защиту представляется расчётно-пояснительная записка объёмом 15-20 страниц, содержащая расчёты, и графическая часть объёмом 1 лист формата А3.
Расчётно-пояснительная записка должна включать титульный лист (Приложение 3), содержание, введение, таблицу исходных данных (Приложение 3), расчёты, вывод, список использованных источников. Расчёты поясняются текстовой информацией, схемами и рисунками. Расчётные формулы должны быть приведены в символах с подстановкой затем их численных значений, после чего должен быть приведен результат расчёта. Все символы, входящие в расчетные формулы должны быть пояснены.
Графическая часть должна содержать чертежи двух вариантов фундамента, выполненные в масштабе (Приложение 3).
Курсовые работы, оформление которых не соответствует изложенным выше требованиям и образцам, приведенным в приложении 3, к защите не принимаются.
Исходные данные
Для выполнения курсовой работы студент должен сформировать таблицу исходных данных по вариантам, соответствующим предпоследней и последней цифрам своего шифра.
Исходными данными для выполнения курсовой работы являются:
— инженерно-геологические условия строительной площадки и физико-механические характеристики грунтов основания (таблица 1 приложения 1) .
— район строительства, отметка нижней поверхности льда и глубина местного размыва на водотоке, принимаемые по таблице 2 приложения 1 .
— конструктивные схемы моста и фундаментов под промежуточную опору, принимаемые, в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки, по рисункам 1.1., 1.2. и 1.3. .
— конструктивные схемы промежуточной опоры моста и фундаментов под неё, принимаемые в соответствии с рисунками 2.1. и 2.2. .
— необходимые для расчёта геометрические параметры* моста, промежуточной опоры и обреза фундамента, принимаемые по рисункам 2.1., 2.2. и по таблице 3 приложения 1 .
— нормативные нагрузки на промежуточную опору, принимаемые по таблице 4 приложения 1 .
— схемы приложения нагрузок на промежуточную опору и фундаменты, принимаемые по рисункам 2.3 и 2.4. .
