Расчет свайных фундаментов на горизонтальную нагрузку
Если свая загружена горизонтальной нагрузкой или моментом, она подвергается изгибу.
Смещению сваи в горизонтальном направлении препятствует грунт, оказывая сопротивление. При таком смещении сваи грунт уплотняется, и сопротивление его все возрастает, в самых поверхностных слоях наблюдается выпор грунта. Поэтому определить сопротивление сваи при воздействии горизонтальной нагрузки сложно.
Чаще всего расчет ведется по деформациям, т.к. сооружения, как правило, не допускают существенных горизонтальных смещений. В качестве допустимого применяют смещение, равное 1см. С целью увеличения жесткости системы «ростверк-свая» голову сваи прочно заделывают в ростверке (горизонтальное смещение сваи уменьшается).
Расчет свай, воспринимающих горизонтальную нагрузку, приводится в Приложении 1 СНиП 2.02.03-85.
Порядок проектирования свайных фундаментов:
1. выбираем тип, вид, материал, размеры (длину и поперечное сечение) сваи,
2. определяем глубину заложения подошвы ростверка,
3. находим несущую способность сваи по грунту, а для сваи-стойки – по материалу,
4. вычисляем расчетную нагрузку на сваю,
5. определяем необходимое число свай в фундаменте,
6. распределяем сваи в плане и назначаем размеры ростверка (конструирование ростверка),
7. произвести проверку нагрузки, приходящуюся на каждую сваю (на наиболее нагруженную),
8. определяем осадку свайного фундамента (проводим расчет основания свайного фундамента по деформациям),
9. если требуется, производим проверку основания по первой группе предельных состояний.
10. и проверку прочности свайного ростверка.
Несущая способность сваи по материалу – это такая нагрузка, при достижении которой происходит разрушение материала сваи. Зависит от материала сваи, ее длины, размеров поперечного сечения, формы сечения и от характера (вида) внешней нагрузки.
Расчет свайных фундаментов на горизонтальную нагрузку
Расчет свайных фундаментов на горизонтальную нагрузку Если свая загружена горизонтальной нагрузкой или моментом, она подвергается изгибу. Смещению сваи в горизонтальном направлении
Источник: mydocx.ru
Расчет свай на горизонтальные нагрузки
Расчет свай на совместное действие вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов должен включать:
а) расчет деформаций свай, который сводится к проверке соблюдения условий [17, прил. 2]:
где Up и – расчетные величины горизонтального перемещения головы сваи и угла ее поворота, Uu и – предельно допускаемые величины указанных деформаций,
б) расчет устойчивости грунта основания, окружающего сваю,
в) проверку сечений свай на прочность (трещиностойкость).
Строгое решение указанных задач дается в [17] и руководстве к нему [9].
Проверка давлений в основании свайного фундамента как условного массивного
Расчет кустовых свайных фундаментов под промышленные и гражданские здания по деформациям производится как для условного массивного фундамента на естественном основании. Перед расчетом осадки проверяют прочность основания фундамента в уровне острия свай (рис. 4.3).
Границы условного фундамента определяются снизу плоскостью АД, проходящей через нижние концы свай, с боков – вертикальными плоскостями AБ и ДB, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии , сверху – поверхностью планировки грунта БB. Здесь – рабочая длина сваи, равная сумме толщин слоев грунта, прорезаемых висячими сваями,
где , . – расчетные значения угла внутреннего трения грунта в пределах соответствующих участков сваи h1, h2 . hn.
Определяем ширину by, длину и площадь Ay условного фундамента AБBД:
где b1, 1 – расстояние по наружным граням свай по стороне b и , – величина, определяемая в зависимости от рабочей длины сваи и средневзвешенного значения угла внутреннего трения грунта в пределах рабочей длины сваи.
Расчетом проверяется условие:
где NII – сумма расчетных нагрузок в плоскости подошвы свайного фундамента, кН, R – расчетные сопротивления грунта основания условного массива в уровне острия сваи,
где N0II – заданная нагрузка, приложенная к обрезу ростверка, кН, NрII – вес ростверка, кН, NсвII – вес свай, кН, NгрII – вес грунта в объеме условного массива, кН,
где bр, р, dр – соответственно ширина, длина и высота ростверка, м, гb – удельный вес бетона, принимаемый равным 24 кН/м 3 . Вес сваи определяется по формуле
где nс – число свай в ростверке, d – размер поперечного сечения сваи, м, – длина сваи, м, гsb – удельный вес железобетона, принимаемый равным 25 кН/м 3 .
Вес грунтового массива рекомендуется определять по формуле
где h1, h2 . hn – мощность слоев грунта в пределах от подошвы ростверка до острия сваи, м, гII1, гII2 . гIIn – удельный вес соответствующих слоев грунта в пределах рабочей длины сваи, кН/м 3 , с учетом взвешивающего действия воды.
Расчет свай на горизонтальные нагрузки
Расчет свай на горизонтальные нагрузки Расчет свай на совместное действие вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов должен включать: а) расчет деформаций свай, который сводится к
Источник: studwood.ru
Расчет сваи на горизонтальную нагрузку
Расчетные значения коэффициента постели сz грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле
где К — коэффициент пропорциональности, кН/м 4 (тс/м 4 ), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. 1,
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,
c — коэффициент условий работы.
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 c в формуле (1) принимается c = 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 c . в формуле (1) равным 3.
2. 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
где H — расчетное значение поперечной силы, кН (тс) , действующей на одну сваю,
Fd — несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п. 10,
k — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4,
б) проверку устойчивости грунта, согласно п. 13, 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 up и угла ее поворота h :
где up, p – расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п. 5,
uu u – предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения,
Грунты, окружающие сваи, и их характеристики
Коэффициент пропорциональности К, кН/м 4 (тс/м 4 )
Прочностный коэффициент пропорциональности а, кН/м 3 (тс/м 3 )
Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента
Расчет сваи на горизонтальную нагрузку Расчетные значения коэффициента постели с z грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле где К — коэффициент
Источник: studfiles.net
Расчет свай на горизонтальные нагрузки
LISP, C# (ACAD 200[9,12,13,14])
См. формулу 31 к п.7.
М0, Н0 см. п. 5. М и Н (см. п. 4) получите в расчетном комплексе
z = 0.85/alphaд при l’>=2.6 (уверен, что будет так). l’ см. п. 3.
Alfaд, bc см. п.3.
Полученное значение sigmaz должно удовлетворять условию 25(14)
P.S. Не понял почему ленточный и стобчастый ростверк на разных отметках.
Ленточный ростверк выше столбчатого потому, что это обусловлено технологией производства работ. Планируется сначала завязать ленточный ростверк со всем каркасом и только после этого разрабатывать оставшийся под перекрытием грунт.
Формулу 31 к п.7 я уже пощупал, после этого окончательно вошел в ступор: получив в ростверке М=172,5 кН*м и Q=197.8 кН, просчитал напряжения в гунте по формулам 27 и 31 получил значения 102 и 75,9 кН/м2 соответсвенно, но. посчитав напяжение по предлагаемому в п.7 табличному методу получил напряжение всего 40 кН/м2.
И еще вопрос: если я расматриваю сваю как балку на упругом основании то может правильнее во все выше указанные формулы подставлять значения М и Q в сечении сваи в уровне отрывки котлована?
А что будет выполнять роль стены подвала, если у Вас сваи с шагом 1.6м?
sudakov,
Спасибо за разъяснение методики, изложенной в руководстве. Но прочитайте еще раз пост 6. В руководстве изложены 3 методики определения напряжений в грунте и усилий в свае, и все три дают разные результаты. Что то не очень хочется принимать ни один из них. Поэтому я и хочу смоделировать сваи с учетом их работы на горизонтальную нагрузку. Пружинка на конце стержня, предлагаемая вами, может служить для моделирования работы сваи на вертикальную нагрузку.
Задавать сваю стержнем длиной lo+2/альфад и не учитывать в расчете окружающий грунт, считаю не корректным. Набрасаю схемку в SCADе, чтобы было проще объяснить что же я хочу.
Вот набросал схемку для наглядности.
Что то тема затихла.
Не ужели ни кто не может дать четкий ответ: что то, что я здесь на вертел, правильно или что чушь полная?!
Корифеи форума, где же вы? Отзовитесь! Помогите разобраться до конца!
Посчитал количество просмотров темы и количество ответов, прикольно в среднем на 1 ответ 60 просмотров.
LISP, C# (ACAD 200[9,12,13,14])
Пытаюсь разобраться в методике расчета сваи на действие горизонтальной силы и момента (прил. Д СП 50-102-2003)
и применит ее к расчету ограждения котлована
Смысл методики вцелом понятен: свая рассматривается как заделанная в грунте, характеризующимся коэффициентом постели, линейно возрастающим с глубиной.
Результаты расчета по СП внутренних усилий в свае и отпора грунта хорошо сходятся с МКЭ расчетом.
НО
проблема возникает при определении допустимого давления на грунт сигмаZ по формуле Д.17
Логика подсказывает, что допустимое давление на грунт должно определяться значением пассивного давления грунта на заданной глубине, что косвенно подтверждается методиками аналогичных расчетов, см. например:
1. “Методические рекомендации по проектированию свайной крепи котлованов метрополитенов”, ЦНИИС Минтрансстроя СССР
или
2. справочник по основаниям и фундаментам Сорочана Е.А. – стр. 155, расчет на местную прочность грунта
вопреки этому СП (как и свайный СНиП) дают иную зависимость (см. приложение)
С коэффинциентами “эта” в формуле вроде ясно: первый из них в большинстве случаев равен единице, второй в рассматриваемом случае через несколько промежуточных действий сокращается с коэффициентом “4” над косинусом.
Происхождение коэффициента “кси” остается загадкой, как и общий смысл формулы.
Разница в расчете по двум формулам для несвязного грунта составляет 4-5раз (формула СП показывает меньшие значения предельного давления).
Таким образом, шпунт из примера в источнике [1], запроектированный с некоторым запасом, категорически не проходит по методике СП.
Кто знает откуда “растут ноги” у формулы СП?
Посьба знатоков вопроса отозваться.
Расчет свай на горизонтальные нагрузки
Расчет свай на горизонтальные нагрузки Основания и фундаменты
Источник: forum.dwg.ru
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
Схема к расчету сваи на горизонтальную нагрузку
Совместная работа сваи и грунта характеризуется коэффициентом деформации
где К – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида окружающего сваю грунта, кН/м 4 ,
bp= 1,5d+0,5=1,5∙0,4+0,5 = 1,1 м – условная ширина сваи,
Е – модуль упругости материала сваи, Е = 30*10 6 кПа для В25,
I – момент инерции поперечного сечения сваи:
I = = 2,133*10 –3 м 4 ,
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
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.
(СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты)
Расчётное значение перемещения Up головы сваи
U и y – горизонтальное перемещение и угол поворота поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности,
l – длина участка сваи от подошвы до поверхности грунта, l=0 м,
– горизонтальное перемещение сечения, м/кН, от действия силы Н=1, приложенной в уровне поверхности грунта,
– угол поворота сечения,1/кН, от силы Н=1,
– угол поворота сечения,1/кН∙м, от силы М=1,
где А, В, С– безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от приведенной глубины погружения сваи в грунт
А=2,441, В=1,621, С=1,751 при опирании на нескальный грунт.
Расчетный момент заделки равен:
Тогда горизонтальное перемещение сваи:
u =18,65*0,424*10 –3 – 2,065*0,126*10 –3 = 7,647*10 –3 м,
y = 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 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:
Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты
Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты Расчет выполняется по одностадийной схеме, учитывающей работу окружающего сваю грунта как упругой линейно-деформируемой среды. Расчет
Источник: lektsii.org
Станьте первым!