- •Основания и фундаменты мостовых опор
- •1. Исходные данные для проектирования и их анализ
- •1.1. Исходные данные для проектирования
- •1.2. Анализ инженерногеологических условий
- •1.3. Сочетания нагрузок
- •2. Проектирование массивных фундаментов мелкого заложения
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Назначение основных размеров фундамента и его конструирование
- •2.2.1. Выбор глубины заложения фундамента
- •2.2.2. Предварительное определение основных размеров фундамента
- •2.2.3. Конструирование фундамента мелкого заложения
- •2.2.4. Приведение нагрузок к подошве фундамента
- •2.2.5. Проверка положения равнодействующей внешних нагрузок
- •2.3. Расчеты основания и фундамента по первой группе предельных состояний
- •2.3.1. Общие положения
- •2.3.2. Проверка несущей способности основания под подошвой фундамента
- •2.3.3.Проверка несущей способности слабого подстилающего слоя основания
- •2.3.4. Проверки устойчивости положения фундамента
- •2.4. Расчеты по второй группе предельных состояний
- •2.4.1. Общие положения
- •2.4.2. Определение осадки основания фундамента
- •2.4.3. Проверка горизонтального смещения верха опор
- •3. Проектирование свайных фундаментов
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Назначение основных параметров фундамента
- •3.2.1. Выбор основных отметок и размеров фундамента
- •3.2.2. Определение несущей способности сваи
- •3.2.3. Предварительное определение необходимого числа свай и конструирование фундамента
- •3.2.4. Приведение нагрузок к подошве ростверка
- •3.3. Расчет усилий в сваях
- •3.3.1. Общие сведения о расчетной схеме
- •3.3.2. Порядок определения усилий в сваях
- •3.4. Расчеты по первой группе предельных состояний
- •3.4.1. Проверки несущей способности свай на вдавливание в грунт и выдергивание из грунта
- •3.4.2. Проверка прочности ствола сваи
- •3.4.3. Проверка устойчивости грунта, окружающего сваю
- •3.4.4. Проверка прочности опорного и подстилающего слоев основания
- •3.5. Расчеты по второй группе предельных состояний
- •3.5.1 Проверка по отклонению верха опоры
- •3.5.2. Расчет осадки основания свайного фундамента
- •Приложения
- •Типы мостовых опор и величины нагрузок, действующих на опоры
- •Приложение б Физико–механические и классификационные показатели грунтов
- •Приложение в Классификационные таблицы грунтов
- •Типы песчаных грунтов
- •Виды песчаных грунтов по плотности сложения
- •Разновидности пылевато–глинистых грунтов по консисткнции
- •Условные сопротивления грунтов r0 и коэффициенты к1 и к2
- •Значения коэффициента рассеивания напряжений
- •Характеристики свай
- •Рекомендуемая литература
- •Содержание введение 2
- •1. Исходные данные для проектирования и их анализ 6
3.2.4. Приведение нагрузок к подошве ростверка
Прежде чем приступить к расчетам предварительно запроектированного фундамента, необходимо привести нагрузки к плоскости подошвы ростверка, первоначально уточнив его вес с учетом взвешивающего действия воды по формуле:
где - объем ростверка, вычисленный по уточненным размерам, м3.
После этого поступают следующим образом. К вертикальной составляющей сочетаний нагрузок добавляют силу , рассчитанную для первого сочетания при 1,1 , для второго сочетания при 0,9 , для третьего и четвертого сочетаний при 1. Горизонтальные силы во всех сочетаниях остаются без изменений.
К моменту любого сочетания нагрузок добавляют величину , где - горизонтальная сила из того же сочетания нагрузок.
Перечисленные нагрузки сводят в таблицу, форма которой подобна таблице 2.1 для сочетаний нагрузок, действующих в плоскости подошвы фундамента мелкого заложения.
3.3. Расчет усилий в сваях
3.3.1. Общие сведения о расчетной схеме
Свайный фундамент в расчетах рассматривают как многостоечную раму в которой стойками являются сваи, а ригелем служит ростверк [6,7,9]. Для определения усилий в сваях применяют известный в строительной механике метод перемещений. При этом ростверк считают абсолютно жестким телом, а сваи упругими стержнями, расположенными в среде ФуссаВинклера, податливость которой характеризует коэффициент постели, изменяющий пропорционально глубине:
(3.5)
где - коэффициент пропорциональности (кН/м4), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. Ж.3 приложения Ж; - глубина расположении 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; - коэффициент условий работы, принимаемый равным 3.
При многослойном основании коэффициент определяют по грунту, расположенному ниже уровня размыва в случае высокого ростверка или ниже подошвы ростверка в случае фундамента с низким ростверком на глубину (в м) [3,9]:
(3.6)
Если этот размер захватывает два слоя грунта основания с различными значениями , то вычисляется приведенное значение коэффициента пропорциональности по формуле:
где - коэффициенты пропорциональности 1-го и 2-го слоев грунта; - толщина первого (верхнего) слоя грунта, отсчитываемая от уровня размыва или подошвы ростверка, м.
Деформируемость свай в грунте зависит от упругих свойств грунта, жесткости ствола сваи , длины погруженной части сваи и характеризуется приведенной глубиной погружения:
(3.7)
где - коэффициент деформации, м1, определяемый по формуле:
(3.8)
- то же, что в формуле (3.5); - условная ширина сваи, м, принимаемая по зависимости:
- модуль упругости материала сваи, кПа, разрешается принимать для бетона 30000000 кПа; - момент инерции поперечного сечения сваи, м4.
Фактическая длина сваи в расчетах заменяется расчетной длиной на сжатие , которая вычисляется по формуле:
(2.9)
где - расстояние от подошвы ростверка до поверхности грунта с учетом размыва (для фундаментов с низким ростверком 0), м, а величины и в м2 и кН, соответственно – площадь поперечного сечения сваи и несущая способность сваи на вдавливание.
В курсовой работе расчет фундамента допускается проводить по плоским расчетным схемам в плоскости моста. При этом наклонные сваи заменяют их проекциями на расчетную плоскость.
Канонические уравнения метода перемещений для симметричной плоской схемы (безотносительно расчетной плоскости) имеют вид:
; ; (3.10)
где - реакция -ной условной связи закрепления ростверка, вызванная единичным перемещением ростверка в направлении -ной условной связи (положительные направления перемещений: -вправо, - вниз и угла поворота ростверка - по ходу часовой стрелки).