книги / Сдвижение горных пород.-1

CJ— функция вертикальной податливости грунта; М — изгибаю­ щий момент, соответствующий рассматриваемому углу поворота; Рж— распор рамы, соответствующий заданному перемещению фундамента Uep(R), вычисленный без учета вертикальной по­ датливости грунта и верхнего строения; h — расстояние от обреза фундамента до центра поворота фундамента, принимаемое рав­ ным высоте фундамента.

Из условия (7) следует

м= R* H

с? + с *

Учитывая, что M =Rh, определим распор при заданном пере­ мещении фундамента с учетом его вертикальной податливости:

^ н 2(су + ср Коэффициент К, вычисленный с учетом вертикальной податли­

строения, во сколько раз распор, вычисленный с учетом вертикаль­

ной податливости грунта, меньше распора R = вычислен-

ного без учета этой податливости. Следовательно, в формулах

(3)— (5)

му фундамента и определяемый по графикам рис. 4 СНиП Н-Б.1-62 [2] ; Eg1— среднее значение модуля общей дефор­ мации г р у н т а — коэффициент Пуассона грунта.

При линеино-деформируемом основании функция горизон­ тальной податливости грунта должна совпадать по виду с функ­ цией вертикальной податливости

г ч>_ 8 Ь (1 - f/jz)

отличаясь от последней коэффициентом формы и характеристи­ кой деформативности.

При рассмотрении горизонтальной нагрузки на фундамент, соответствующей перемещению Ur , силы трения, действующие по его подошве, могут быть в первом приближении заменены силами бокового давления. Эти силы приложены к треугольной площадке (АВС), ограничивающей ядро уплотнения грунта под фундамен­ том (см. рис. 2). Тогда приведенная ширина фундамента (Ь) может быть найдена как высота прямоугольника АА'В В, равно­ великого площади загружения АСВД. В соответствии с рис. 2 имеем

где h3— глубина заложения фундамента; b — ширина подошвы фундамента, перпендикулярная направлению его перемещения.

Учитывая изложенное, взаимодействие несущего каркаса с го­ ризонтально деформируемым основанием при подработке может быть описано формулами:

горизонтальная реакция рамы

коэффициент взаимосвязи перемещений фундаментов и грунта

Аналитическое выражение для взаимосвязи смещений земной поверхности и фундаментов впервые было получено Р.А. Муллером [4]. Наше решение (формула 13) отличается от соответст­ вующего решения Р.А. Муллера учетом влияния поворотов опор­ ных сечений стойки, вызванных горизонтальным перемещением

ния фундаментов колонн несущего каркаса и действующих на них сил с деформациями земной поверхности в процессе ее сдвижения.

поэтому они являются исходными при расчете подрабатываемых каркасных зданий на дополнительные воздействия, а также при прогнозировании ожидаемых повреждений эксплуатируемых каркасных зданий при их подработке.

Приводимые формулы могут корректироваться на основании данных натурных наблюдений за подработкой каркасных зданий и сооружений и, кроме того, при подработке модели каркаса на стенде сдвижения. Преимущество последнего метода заключается в том, что явление, описываемое формулами (12) — (14), наблю­ дается в «чистом» виде без влияния сопутствующих факторов, неизбежных в натурных условиях.

Корректировка рассматриваемых формул производится за счет уточнения функции податливости грунта, >являющейся вторым слагаемым знаменателя формулы (12). Левые части и числители правых частей приводимых формул могут быть измерены при производстве натурных наблюдений, а первые слагаемые знаме­ нателей могут быть вычислены с точностью, превышающей опре­ деление показателя силового воздействия zl.

Уточнения, вносимые в соответствий с результатами экспери­ ментальных измерений во второе слагаемое формул (12) — (14), характеризующее податливость основания, могут производиться путем корректировки коэффициента ф , модуля боковой деформа­ ции ЕрР или приведенной высоты фундамента h \

Таким образом, на основании обычных маркшейдерских на­ блюдений, производимых при подработке зданий, могут быть не только проверены и уточнены основные расчетные формулы, но, по существу, может быть апробирована расчетная модель сис­ темы фундамент-основание при их горизонтальном относитель­ ном перемещении в процессе подработки. Имеющиеся в настоя­ щее время, к сожалению весьма ограниченные, данные о пере­ мещениях фундаментов колонн подрабатываемых зданий, позво­ ляют считать, что предлагаемые формулы (12) — (14) могут явиться методической основой для натурных исследований взаи­

несущих конструкций каркасного здания при подработке. Труды ВНИМИ, сб. № 61 „ Л., 1966.

ТРУДЫ ВСЕСОЮЗНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА

ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА (ВНИМИ)

Инж. С.'Г.Синопальников

ПРАКТИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАСЧЕТА МНОГО­ ЭТАЖНЫХ РАМ НА СТУПЕНЧАТО ДЕФОРМИ­ РОВАННОМ УПРУГОМ ОСНОВАНИЙ

бой весьма актуальную задачу. Предлагаемый способ определе­ ния расчетных усилий в многоэтажных каркасных зданиях ос­ нован на следующих предпосылках:

1) многопролетные (не менее 2 пролетов) рамы каркаса на столбчатых фундаментах имеют равные пролеты и одинаковые в пределах каждого этажа погонные жесткости ригелей, а так­ же стоек;

2) рассматриваются случаи образования уступа между фун­ даментами в любом из пролетов; возможность образования ус­ тупа непосредственно под фундаментом колонны в данной ра­

шение взаимного смещения фундаментов за счет упругих свойств грунта наиболее нагруженных дополнительными (от влияния уступа) нормальными силами ближайших к уступу колонн без учета смещений соседних колонн может составлять не более 0,5 высоты уступа.

Расчет многоэтажных рам по правилам строительной меха­ ники на воздействие ступенчатых деформаций основания по­

в основании рамы изгибающие моменты составляют 8—16% от значений соответствующих моментов в пролете над уступом. Ис-

ходя из этого, приняв за расчетную схему часть рамы по рис. 1 и рассчитав ее на воздействие уступа в основании высотой Д = = 1 в среднем пролете,, получим приближенные значения макси­ мальных дополнительных усилий в узлах любого, кроме первого, этажа рамы. Для определения усилий в узлах рамы первого эта­ жа расчетная схема принимает вид, показанный на рис. 2. Из рас­

момент в нижнем сечении стойки первого этажа

М"=2Вп’0г Т :

момент в верхнем сечении стойки первого этажа *

моменты в нижнем и верхнем сечениях стоек второго и всех последующих этажей

в и

Мп= 6Впог г ’

где ВП0Г — погонная изгибная жесткость ригеля рассматрива­ емого (n-го) этажа; ВП0(Г-погонная изгибная жесткость рассма­ триваемой стойки (n-го этажа); Ь — длина ригеля; а,, ап— без­ размерные коэффициенты, зависящие от соотношений погонных жесткостей элементов рамы:

для узлов первого этажа

для узлов каждого из последующих этажей

з в ? 0;

зв;ог+ 5 в ^ з в ”у '

Нормальные силы в опорных сечениях ближайших к уступу стоек равны по величине и обратны по знаку. Находим их как сумму поперечных сил в опорных сечениях примыкающих к стойке ригелей. Поперечную силу в опорном сечении ригеля определяем как частное от деления суммы изгибающих моментов в опорных сечениях этого ригеля на его длину. Тогда нормальные силы при наличии к ярусов рамы будут определяться по формуле

тов и грунта и, представляя собой безразмерную величину, яв­ ляется коэффициентом взаимосвязи. Значения усилий в сече­

* Указания по проектированию зданий и сооружений на подраба­ тываемых терриротрях СН 289-64. М., Госстройиздат, 1965.

нительный максимальный изгибающий момент, действующий в опорном сечении ригеля первого этажа над уступом (уступ высо­ той 6 см в среднем пролете), при погонной жесткости ригеля 2400 тм, площади фундамента 9 л 2 и модуле деформации грунта 200 кг1см2 составляет 41,2 тм при расчете по приближенным фор­ мулам и 40,4 тм при расчете «точным» методом. При этом коэф­ фициент взаимосвязи Kz=0,5. Для двухпролетной двухэтажной рамы расхождение максимальных изгибающих моментов при расчете приближенным и «точным» методами составило 9% (уве­ личение).

ТРУДЫ

ВСЕСОЮЗНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА

г о р н о й г е о м е х а н и к и и м а р к ш е й д е р с к о г о д е л а

(ВНИМИ)

Сб. 89__________________________________________ ___________________ 1973 г.

Канд.техн.наук'А.М.Мочалов, инж. В.Н.Хашин

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ОТВАЛОВ НА НАКЛОННОМ ОСНОВАНИИ

По условиям залегания полезного ископаемого, разрабаты­ ваемого открытым способом, и особенностям рельефа карьер­ ных полей во многих случаях отвалы отсыпаются на наклонное основание. Вопросы определения оптимальных параметров устой­ чивых отвалов зачастую играют решающее значение при выборе экономически целесообразной технологии разработки месторож­ дения, обеспечивающей безопасные условия горных работ в карье­ ре и на отвалах. Наибольшую актуальность вопросы обеспечения устойчивости отвалов и установления их параметров приобретают при внутреннем отвалообразовании на наклонное основание с нйзкими характеристиками сопротивления сдвигу контакта отвалоснование.

Для расчета параметров устойчивых откосов, имеющих по­ верхность ослабления в основании (в том числе откосов, отсы­ панных на наклонное основание с низкими характеристиками сопротивления сдвигу по контакту), наиболее, приемлем метод многоугольника сил [1].

Однако установление параметров устойчивых откосов этим ме­ тодом в графическом варианте обеспечивается многократными повторными расчетами и построениями и требует значительных затрат времени на расчеты.

Существующим аналитическим методам расчета устойчивости откосов, имеющих наклонную поверхность ослабления в основа­ нии и отвалов, отсыпаемых на наклонном основании с низкими прочностными свойствами на контакте отвал-основание [2,3), присущ ряд недостатков:

1. При расчетах не определяется положение наиболее напря­ женной потенциальной поверхности скольжения в массиве и от­ вале; .в расчетах за такую поверхность необоснованно принимает­ ся плоская поверхность, проходящая через верхнюю бровку от­ вала, что,упрощая расчеты, ведет к значительным погрешностям.