Материал: 1897

В расчётах учитывали свойства грунтов по результатам статического зондирования в точке, ближайшей к фрагментам i = 1, 2: EsL1 = 27,6

МПа; EsL2 = 20,4 МПа; Fu1 = 398 кН и Fu2 = 278 кН. Также получено и принято: l/d = 8/0,3 = 26,7; ν = 0,2; Es = 18 МПа; Ep = 20500 МПа.

Таблица 19.3

Результаты расчёта

Первый фрагмент из пары свай, объединённых ростверком, уложенным в соответствии с проектом на неуплотнённый грунт, вы-

держал более 960 кН (испытания не доведены до предельной осадки 30 мм по техническим причинамА) при условной стабилизации осадки, соответствующей скорости перемещения не более 0,1 мм за два часа наблюдений. При расчётнойбосадке 30 мм, принимаемой как для отдельных свай, первый фрагмент выдержал 950 кН, второй фрагмент – 903 кН. Несущая спосоиность фрагмента больше несущей способно-

сти двух свай в 903/2 333 = 1,25 раза. В связи с увеличенной осадкой групп свай поСсравнен ю с осадкой отдельной сваи несущую способность второго фрагмента следует принимать при расчётной осадке

20/ηw = 33 мм. Такой осадке соответствует несущая способность второго фрагмента 930 кН.

С учётом коэффициента надёжности 1,2 минимальную несущую способность фрагмента из двух 8-м свай с ростверком минимальных

размеров 0,4×1,8 м следует принять равной 930/1,2 = 775 кН. Это означает, что пара свай согласно испытанию отдельной сваи в непосредственной близости от второго фрагмента воспринимает расчёт-

ную нагрузку 278 2 = 556 кН, а остальные 219 кН, или 28 % приходится на долю ростверка. Таким образом, испытания статической нагрузкой отдельных свай и фрагментов свайного фундамента с достаточной надёжностью подтвердили результаты расчёта (табл. 19.4).

106

фундамента, опирающегося на грунт ростверка. Эффективность использования ленточныхСростверков в свайных фундаментах зависит от многих факторов, которые требуют тщательного анализа и экспе- риментально-теоретического обоснования. Для оценки зависимости степени включения ростверка от соотношения деформационных свойств грунта под сваями и ростверком необходимо более точное определение этих свойств в процессе изысканий.

Контрольные вопросы

1.Элементы конструктивной системы свайного фундамента.

2.Особенности расчетной модели свайного фундамента.

3.Механизм взаимодействия элементов свайного фундамента.

4.Надежность конструктивной системы свайного фундамента.

5.Эффективность конструкции свайного фундамента.

107

Лекция 20. ПРОЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ И МОМЕНТОВ

20.1. Особенности расчета прочности по наклонным сечениям

Расчёт прочности изгибаемых элементов по наклонным сечениям изначально ведётся раздельно на действие поперечных сил Q и изгибающих моментов М, хотя известно, что разрушение по наклонным сечениям является следствием совместного действия этих усилий.

Ещё в 1978 г. задача влияния моментов на несущую способность по наклонным сечениям, оцениваемую предельнойИпоперечной силой,

рассматривалась как первостепенная, требующая скорейшего разре-

ных сил и моментов в наклонном сечении [21]. Тем не менее даже

шения на основе совместного учётаДуравнений равновесия попереч-

через 25 лет авторы последней редакции норм проектирования желе-

зобетонных конструкций были вынуждены признать, что, несмотря на

многочисленные исследования в этой области, предлагаемые методы

рукций (СНиП 52-01-2003бСП 52-101-2003), в отличие от СНиП 2.03.01-84*, приняты разные расчётные схемы для Q и М, что подчёр-

расчёта прочности железобетонных элементов при действии попереч-

кивает ориентацию составителей норм на раздельный учёт усилий при расчёте прочности наклонных сечений и затрудняет переход к обобщённому расчёту. Представляется, что для решения подобных задач следует использовать принципы системного подхода.

20.2. Нормативные требования и расчётная схема

Рассмотрим основные особенности современного расчёта прочности по наклонным сечениям на основе метода предельных состояний.

108

Прочность наклонных сечений рассчитывают из условий, по которым расчётные усилия Q и М от внешних нагрузок, действующих в наклонном сечении с длиной горизонтальной проекции с, должны быть меньше или равны внутренним предельным расчётным усилиям Qu и Мu в этом сечении, т.е.

Выражения (20.1) отражают статическое условие равновесия ΣY = 0 вертикальных проекций всех сил. Составляющие предельного значения Qu = Qb + Qsw: поперечная сила Qb, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении шириной b и рабочей высотой h0, которая в настоящее время определяется по эмпирической формуле в зависимости от расчётного сопротивления бетона растяжению Rbt:

и поперечная сила Qsw, воспринимаемая поперечной арматурой, которая определяется в зависимости от интенсивности усилий в ней при

ΣМ = 0 моментов всех сил относительно центра тяжести сжатой зоны бетона наклонного сечения, в котором приложена равнодействующая

Плечо zs пары сил Ns и Nb, определяющих момент Мs, допускается принимать приближённо: zs = 0,9h0 .

Влияние моментов при расчёте на поперечную силу по условиям (20.1) напрямую не учитывается. Однако не исключено, что оно учитывается косвенно составляющими предельного значения Qu.

В любом случае проектировщика целесообразно вооружить обобщённым условием прочности, учитывающим совместное действие поперечных сил и изгибающих моментов.

109

20.3. Вывод обобщённой функции прочности наклонного сечения

Примем для дальнейшего анализа унифицированную расчётную схему (рис. 20.1). Её особенности: совмещение схем поперечных сил и моментов; расчётное наклонное сечение с длиной проекции с и высотой zs пересекает точки приложения равнодействующих усилий сжатой и растянутой зон.

(20.1) и (20.2)Ссоответствуют вероятностям разрушения от поперечной силы p(q ≤1) = p(q) = q и от момента p(m ≤1) = p(m) = m.

Сумму двух событий q и m представим как пару несовместных (противоположных) событий, состоящих в том, что разрушение произойдёт или по поперечной силе, или по моменту. Согласно одной из основных теорем теории вероятностей сумма вероятностей противоположных событий равна единице [3], т.е.

Заменим в формуле (20.8) вероятности на относительные значения расчётных усилий из (20.1), (20.2) и получим функцию прочности

110