Расчет несущей способности свай
Несущую способность Fd, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт, следует определять по формуле [20]: Fd= gcRA= , (3.60) где gc — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый gc = 1; A — площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая для полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто. А =0,087 Сваи, полые круглого сечения с наконечником: 1 – место строповки при выемке из опалубки и транспортировании (одинарная полоса); 2 – место строповки при подъеме на копер (двойная полоса). Рисунок 3.6 – Свая с наконечником. Таблица 3.6 – Параметры сваи
Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки, следует принимать: а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20000 кПа, Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента. При расчете свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента в соответствии со схемой, приведенной на чертеже, следует различать две стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая — грунт». В первой стадии грунт, окружающий сваю, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели сz, кН/м3. Расчетные значения коэффициента постели сzгрунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле: = кН/м, (3.61) (3.62) гдеК‑коэффициент пропорциональности, кН/м4, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, (по табл. 1, [20] для твердых суглинков; К=20кН/м; z‑ глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке; gс =0,9 - коэффициент условий работы.
Рисунок 3.6.1 - Схема нагрузок на сваю Во второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется зона предельного равновесия (пластическая зона), характеризуемая прочностным коэффициентом пропорциональности а. Расчет свай в случае многорядного их расположения в фундаменте с ростверком, опирающимся на грунт, при отсутствии сейсмических воздействий допускается производить с учетом возможности последовательного развития первой и второй стадий, напряженно-деформированного состояния грунта. В этом случае производится двухстадийный расчет свай, а коэффициент условий работы gспринимается gс = 1. Во всех остальных случаях следует производить одностадийный расчет свай применительно к условиям возможного развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая — грунт», принимая коэффициент условий работы gсв формуле равным 3. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать: а) расчет несущей способности свай в случае возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта в соответствии с условием: =H =1010кН/м, (3.62) где Н — расчетное значение поперечной силы, кН, действующей на одну сваю; Fd — несущая способность сваи, Fd=1413кН/м gk — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4; б) проверку устойчивости грунта в случае, когда расчет ведется с допущением развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния грунта; в) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи иp и угла ее поворота yp: uр£uu, (3.63) yp£yu, (3.64) где uр,yp — расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п.5; иu, yu — предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения; г) проверку сечений свай по сопротивлению материала по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, по образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий — вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняется в зависимости от материала сваи согласно требованиям п.3.6; расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил, действующих в различных сечениях сваи, должны определяться согласно требованиям пп.8 и 9 в случае возможности допущения развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, а в остальных случаях — согласно требованиям пп.14 и 15. При расчете с допущением развития второй стадии напряженно-деформируемого состояния грунта за предельное состояние системы «свая — грунт» принимается образование на глубине zz (в пределах или на границе пластической зоны) пластического шарнира, в котором возникает момент Мu, кН×м(тс×м), равный предельному изгибающему моменту, воспринимаемому поперечным сечением сваи. В случае заделки сваи в ростверк последовательно образуются два пластических шарнира: первый — в месте заделки сваи в ростверк, второй — в пределах или на границе пластической зоны. За предельное состояние системы принимается момент образования второго пластического шарнира. Расчет свай по предельным состояниям двух групп выполняется с использованием следующих параметров: приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте , приведенной глубины погружения сваи в грунт , а в случае учета возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, кроме того, приведенной глубины пластической зоны , приведенных расчетных значений поперечной силы и изгибающего момента , действующих со стороны ростверка на голову сваи, приведенного значения граничной поперечной силы , соответствующего границе упругой работы системы «свая — грунт» при = 0, приведенных значений граничного горизонтального перемещения и граничного угла поворота при низком ростверке в уровне его подошвы при , = 0, приведенных значений перемещений и угла поворота свай. Приведенная глубина расположения сечения сваи в грунте : ,(3.65) где z, zi, l — действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м; ae —коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле: =0,172 1/м, (3.66) . Приведенная глубина погружения сваи в грунт: , (3.67) где l — действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м; Приведенных расчетных значений поперечной силы: ,(3.68) где H – расчетное значение поперечной силы; bp — условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов 0,8 м и более bp =d+1, а для остальных размеров сечений свай bp = 1,5d+ 0,5=1,5∙0,3+0,5=1,0 м; d — наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м; d=0,3м а —прочностный коэффициент пропорциональности, кН/м3 (тс/м3), определяемый по табл. 1: значения и определяются по табл. 2 и 3 при =0; . Приведенное значение расчетного изгибающего момента: . (3.69) Приведенное значение граничной поперечной силы: (3.70) Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка иp, м, и угол ее поворота yp, рад, следует определять по формулам: , (3.71) , (3.72) где Н,М — расчетные значения поперечной силы, кН, и изгибающего момента, кН×м, действующие на голову сваи; К —то же, что в формуле (1); К=20 кН/м; Е — модуль упругости материала сваи, кПа(тс/м2); E=2,1 кПа; I— момент инерции поперечного сечения сваи, м4: I= , (3.73) l0 — длина участка сваи, м, равная расстоянию от подошвы ростверка до поверхности грунта; u0, y0,‑ горизонтальное перемещение, м, и угол поворота поперечного сечения сваи, рад, в уровне поверхности грунта при высоком ростверке, а при низком ростверке — в уровне его подошвы; ,
Горизонтальная сила Н, кН, соответствующая границе упругой работы системы «свая — грунт», при двухстадийном расчете определяются по формуле: ; . (3.74) Горизонтальное перемещением u0 м, и угол поворота y0, рад, при двухстадийном расчете следует определять по формулам: а) при Н £Нel (3.75) (3.76) б) при Н >Нel . (3.77) (3.78) где Н — расчетное значение поперечной силы, кН, прикладываемой к голове сваи; Hel‑ граничное значение поперечной силы; , ‑ определяются в зависимости от значения силы , Расчетный изгибающий момент Мz, кН×м, поперечную силу Нz, кН, действующие на глубине z в сечении сваи, следует определять при допущении двух стадий работы системы «свая — грунт» в пределах упругой зоны грунта по формулам: , (3.79) , (3.80) , , где ‑ приведенные значения фиктивных начальных параметров: (3.81) ‑ коэффициенты, значения которых принимаются в зависимости от глубины . Во второй стадии работы сваи расчетный изгибающий момент МziкН×м (тc×м), поперечную силу Нzi, кН (тс), действующие на глубине zi в пределах пластической зоны грунта, следует определять по формулам: , (3.82) , (3.83) где zi — глубина расположения сечения сваи в грунте, м, в пределах пластической зоны по отношению к подошве низкого ростверка. В случае жесткой заделки сваи в ростверк, если исключается возможность поворота ее головы (например, в жесткий ростверк с двумя рядами свай или более, установленных в направлении действия горизонтальной силы), вместо М следует принимать расчетный момент заделки Мf, действующий в месте сопряжения сваи с ростверком.
Расчетный момент заделки Мf кН×м (тc×м), определяется формуле: (3.84) где — приведенный момент, определяемый в зависимости от значений . Проверка свай на прочность на прочность и раскрытие трещин можно произвести, воспользовавшись графиком 3.6.2, где M– изгибающий момент относительно оси сваи, т х см, N – нормальная сила, тс. M = 15,81 т хсм, а N=144,03 тс, следовательно точка пересечения полученных значении находится выше кривой, что соответствует выполнению условия. График 3.6.2 – Кривая проверки прочности и раскрытия трещин.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2747)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |