Материал: 1897

Здесь δ = 3ql3 / Ebbh2 – перемещение опоры торцевого ребра от

внешней нагрузки q (в практических расчётах можно принять 0); Es и Eb – модули упругости стали фермы и бетона плиты; As и Ws – площадь и момент сопротивления сечения верхнего пояса фермы.

Для рассматриваемой здесь конструкции покрытия получены значения T = 144 кН; 141 кН и 122 кН. Усилия в верхнем поясе фермы уменьшаются в результате перераспределения на 9 – 25 %, что в о п- ределённой степени соответствует результатам пространственного расчёта. Эффективность перераспределения возрастает при уменьшении площади сечения элементов пояса.

Обратим внимание, что в расчётной схеме фрагмента не отражена работа межплитных швов, но это не означает, что их влияние

ветствует расчетная схема верхнего пояса фермы в виде стержня составного сечения с абсолютно жесткими поперечными связями, которыми являются ребра пл т, соединенные сваркой с фермами.

Устойчивость составного стержня можно определить методом А.Р. Ржаницына [27], который вывел уравнение сжато-изогнутого

ний пояс фермы; верхняя ветвь – ребристая плита, ширина которой равна длине панели l верхнего пояса фермы). Параметр E0I0 характеризует изгибную жёсткость составного стержня при абсолютно жёстких связях сдвига. Выражение (24.2) получено из условия равенства нулю вертикальных деформаций и изгибающих моментов в опорных узлах. При решении задачи устойчивости эти условия соответствуют покрытию без монолитных швов, что позволяет свести многопролет-

146

ную систему к расчетной схеме однопролетной панели длиной l

(см. рис. 24.2).

При λ = 0 имеем стержень, лишённый связей сдвига, для которого получим

Выражение (24.3) соответствует классической формуле Эйлера для расчета на устойчивость составного стержня. Соответственно без учёта влияния настила

Из отношения (24.3) к (24.4) (применительно к покрытию рассматриваемой здесь конструкции) получено увеличение критической силы, при которой возможна потеря устойчивости панели верхнего

24.7. Надежность взаимодействияДэлементов

в конструктивной системе покрытия

Надежность взаимодействиябАстальных ферм с железобетонным настилом зависит от надёжности основных несущих элементов, а также сварных соединенийиплит покрытия с фермами и монолитных швов. Надёжность сварных соединений обеспечена, так как полученные в результатеСрасчётов значения усилий в них не превышают расчётной прочности. Для оценки влияния деформативности растворных (бетонных) швов выполнены расчёты с разными значениями начального модуля упругости от Eb = 3000 МПа до Eb = 17000 МПа. Результаты расчетов показали, что увеличение деформативности материала швов в указанных пределах незначительно (менее 5 %) снижает влияние железобетонного настила на фермы. Сжимающие напряжения, возникающие в межплитных швах, не превышают 1,5 МПа, что на порядок меньше прочности бетона. Приведенные данные обеспечивают высокую надежность взаимодействия ферм и железобетонного настила.

Таким образом, в результате взаимодействия сборного железобетонного настила со стальными фермами после замыкания связей происходит перераспределение усилий в несущих элементах покрытия. Усилия в элементах сжатого пояса ферм уменьшаются в среднем на

147

15 %, прогиб ферм уменьшается на 30 %. Устойчивость элементов сжатого пояса ферм также увеличивается.

Контрольные вопросы

1.Элементы несущих систем покрытий и условия их взаимодействия.

2.Факторы, влияющие на взаимодействие плит с фермами.

3.Расчетные модели системы «настил + ферма».

4.Надежность системы «настил + ферма».

5.Эффективность системы «настил + ферма».

Лекция 25. О НАДЕЖНОСТИ СВАЙНЫХИФУНДАМЕНТОВ

Некоторые положения норм проектирования свайных фунда-

25.1. ОбоснованиеДисследования

ментов (СНиП 2.02.03-85 и СП 50-102-2003) неоднозначно трактуют-

способность сваи), определяемая по результатам испытаний свай или образцов грунта; γk − коэффициент надёжности, принимаемый в зави-

симости от способов определения Fd и в ряде случаев от числа свай в

фундаменте.

Редакция текста нормативных документов такова, что непонятно, относится ли положение об учёте числа свай к проектированию фундаментов любых сооружений или это касается только мостов. Если речь идёт только о мостах (этот вывод можно сделать из анализа прежних и некоторых региональных редакций нормативных докумен-

148

тов), тогда почему данное положение не распространяется на фундаменты зданий или других сооружений. Понимание этого момента важно для эффективности принимаемого решения, так как приходится делать выбор между значениями коэффициента γk от 1,25 до 1,75.

К примеру, в фундаментах опор башенных (мачтовых) сооружений, рассчитываемых на сжатие и (или) выдёргивание, требуется ограниченное число свай и необоснованное увеличение коэффициента γk

при проектировании вызывает значительное удорожание строительства, а необоснованное уменьшение γk может снизить надёжность со-

оружения.

25.2. Сущность коэффициента надёжности γ

сущности коэффициента γk .

Для обоснования правильного решенияИследует разобратьсяk в

методу предельных состояний А(ГОСТД27751−88), в котором все коэффициенты надёжности делятсябна основные группы по материалу, нагрузке, условиям работы и ответственности. Коэффициент γk по

Расчёт оснований фундаментов рекомендуется выполнять по

смыслу ближе всегоик группе коэффициентов надёжности по материалу γm (по грунту γg), с помощью которых осуществляется переход

от нормативных значен й сопротивлений материалов к расчётным значениям по формуле

где μR и βR − коэффициенты, характеризующие степень обеспеченности нормативных и расчётных значений сопротивлений; vR − коэффициент вариации сопротивления.

149

Правила определения коэффициентов вариации для различных свойств грунта, в том числе для коэффициента вариации несущей способности грунта основания сваи vF , изложены в ГОСТ 20522-96.

Согласно этому стандарту для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчётах, и расчётные значения. Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, т.е. Fdn = Fd , а расчётные значения полу-

чают делением нормативного значения на коэффициент надёжности по грунту γg, т.е. Fd = Fdn /γg. Таким образом, подтверждается анало-

гия между коэффициентом надёжности по грунту и коэффициентами надёжности по материалу.

Коэффициент надёжности γk имеет несколько иную смысловую

Обобщая сказанное выше, представимИправую часть условия (25.1) в виде расчётной величины несущей способности одиночной

нагрузку по сравнению с коэффициентом надёжности по грунту γg,

так как в общем случае учитывает не только изменчивость свойств

грунта, но и погрешности методов получения статистических данных о свойствах, а также число свай в фундаменте.

сваи F1 в фундаменте:

25.3. Определение характеристик изменчивости несущей способности одиночных свай

Грунт крайне неоднородный материал, коэффициент вариации сопротивления песчаных и глинистых грунтов колеблется в широких пределах vR = 0,05 – 0,5 [31]. Статистики механических свойств грун-

150