Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты

Расчет выполняется по одностадийной схеме, учитывающей работу окружающего сваю грунта как упругой линейно-деформируемой среды.

Расчет свай по деформациям включает в себя проверку соблюдения условия допустимости расчетного значения горизонтального перемещения головы сваи Up

up £ uu

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru

Схема к расчету сваи на горизонтальную нагрузку

Совместная работа сваи и грунта характеризуется коэффициентом деформации

ae = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ;

где К – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида окружающего сваю грунта, кН/м4;

bp= 1,5d+0,5=1,5∙0,4+0,5 = 1,1 м – условная ширина сваи;

Е – модуль упругости материала сваи, Е = 30*106 кПа для В25;

I – момент инерции поперечного сечения сваи:

I = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = 2,133*10 –3 м4;

gc = 3 – коэффициент условий работы при расчете по одностадийной схеме.

Так как свая пересекает несколько слоев грунта, различающихся значениями К, то многослойное основание приводится к однослойному

К = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ;

где Кi и Fi – соответственно коэффициент пропорциональности и площадь графика относящихся к i-ому слою грунта;

lm = 2(d + 1) – толщина слоя грунта, определяющая в основном работу сваи на горизонтальные нагрузки, lm= 2(0,4+1) = 2,8 м.

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru =1/2*1,0*2,80=1,40 Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru 3120 Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru

К = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru

(СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты)

ae = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = 0,448

Расчётное значение перемещения Up головы сваи

Up = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ;

U0 = H0*eнн + M0*eмн;

y0 = H0*eмн + M0*eмм;

Мf = - Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ,

U0 и y0 – горизонтальное перемещение и угол поворота поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности;

l0 – длина участка сваи от подошвы до поверхности грунта, l0=0 м;

H0 = H=Q0II/n=93,24/5=18,65 кН; M0 = Mf + H*l0=Mf,

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru - горизонтальное перемещение сечения, м/кН, от действия силы Н=1, приложенной в уровне поверхности грунта;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru - угол поворота сечения,1/кН, от силы Н=1;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru - угол поворота сечения,1/кН∙м, от силы М=1;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru ;

где А0, В0, С0- безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от приведенной глубины погружения сваи в грунт

А0=2,441; В0=1,621; С0=1,751 при опирании на нескальный грунт.

Перемещения:

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = 0,424*10 -3 м/кН;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = 0,126*10 -3 1/кН;

Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = 0,061*10 -3 1/кН·м.

Расчетный момент заделки равен:

Mf = Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru - Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru = - 2,065 кН*м

M0 = Mf = - 2,065 кН*м;

Тогда горизонтальное перемещение сваи:

u0 =18,65*0,424*10 –3 – 2,065*0,126*10 –3 = 7,647*10 –3 м;

y0 = 18,65*0,126*10 –3 –2,065*0,061*10 –3 = 2,22*10 –3 рад;

Up= 7,65*10 –3= 0,00765 м;

UP =0,00765м Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты - student2.ru Uu =0,01 м, т.е. условие выполняется.

Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента

Технико-экономическое сравнение законченных вариантов выполняется по стоимости и трудоемкости устройства фундамента с использованием удельных показателей стоимости и трудоемкости основных видов работ при устройстве фундаментов:

Наименование работ Объем работ Стоимость, руб Трудозатраты
1 м3 всего 1 м3 всего
Фундаменты мелкого заложения
Разработка глинистого грунта глубиной до 3 м 26,74 м3 2,0 53,48 0,28 7,487
Устройство бетонной подготовки 1,65 м3 4,8 7,92 0,58 0,957
Устройство сборных жб фундаментов из бетона В25 22,44 м3 16,4 368,02 0,55 12,34
  429,4   20,786
Свайные фундаменты
Разработка глинистого грунта глубиной до 3 м 12,24 м3 2,0 24,48 0,28 3,427
Бурение лидерных скважин 4,8 м3 2,15 10,32 1,8 8,64
Погружение свай 4,8 м3 92,3 443,04 1,15 5,52
Устройство бетонной подготовки для свайных фундаментов 0,58 м3 23,7 13,746 0,58 0,336
Устройство ростверка из бетона В25 8,12 м3 31,6 256,59 0,72 5,846
  748,18   23,612

Таким образом устройство фундаментов мелкого заложения более экономично по стоимости, в то время как устройство свайных фундаментов требует больше технологических операций(более трудоемко).

Наши рекомендации