Материал: 1978
Jb – момент инерции площади сечения бетона, определяется без учета трещин в бетоне;
l – коэффициент учитывающий влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры.
Значение коэффициента l следует принимать равным:
i 1 Мl |
|
|
|
С |
М |
, |
(56) |
|
|||
где М – момент, равный произведению нормальной силы N, от постоянной и временной нагрузок на расстояние от места расположения силы N до наиболее растянутого стержня (для бетонных элементов – до наиболее растянутой
ольшийздесь Mimax – на изги ающий момент в несущем элементе (в опас- |
||
грани сечен я) |
ли до наименее сжатого стержня или грани (при целиком |
|
сжатом сечен ). |
|
|
Мl – момент, |
равный произведению нормальной силы N, от постоянной |
|
нагрузки. |
|
|
б |
||
Значен е коэфф ц ента следует принимать равным eci / h, |
||
где eci=Mimax/Ni |
|
|
ном сечен |
); Ni – продольная сила в том же сечении. |
|
За Mimax |
|
А |
пр н мается ольшее абсолютное значение момента в голове |
||
элемента или по его длине в грунте. Момент в голове элемента определяют по данным п.2.7, а наи ольший момент по длине элемента ниже поверхности
грунта M iнmax – по эпюре Mz (см. п. 2.8).
Значение коэффициента должно быть не менее определяемого по форму-
ле:
где Rb - расчетное сопротивлениеДбетона, МПа; lр – расчетная длина элемента.
lp |
0,01Rb , |
|
min 0,5 0,01 hc |
(57) |
hc – для круглых свай равно диаметру ствола, для свай сплошного сечения –стороне сечения сваи – dc.
Если моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от постоянной имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной
нагрузки ес 0,1h следует принимать l = 1,0, а при еc < 0,1h - l = 1,05. |
|
Расчетную длину lp несущего элемента наИпродольный изгиб для фунда- |
|
ментов только с вертикальными несущими элементами определяют по формуле |
|
lp = l0 + 2/αє , |
(58) |
где l0 - свободная длина несущего элемента, м. |
|
26
При использовании типовых полых круглых свай и свай-оболочек рекомендуется пользоваться расчетными графиками, приведенными в приложении 10. Для оценки прочности заполненной или не заполненной бетоном оболочки на соответствующий график наносят точку с координатами Ni и η Mi max. Если точка находится внутри области, очерченной расчетными кривыми, то прочность ствола несущего элемента будет обеспечена.
Армирование железобетонных квадратных свай сплошного сечения и их |
||
С |
|
|
марку устанавливают по расчетным графикам приложения 11. |
|
|
Для того, чтобы удовлетворить условиям (53), можно увеличить класс |
||
бетона арм рован е ствола. |
|
|
и |
|
|
2.9.3. Оценка устойчивости грунта у боковой поверхности |
|
|
|
несущего элемента |
|
Эта проверка свод тся к выполнению условия |
|
|
б |
|
|
|
pz ≤ η1 η2pu , |
(59) |
где рz - давлен е на грунт оковой поверхностью сваи или столба на глубине z от урорня местного размыва (для низких ростверков - от их подошв), кПа, определяется согласно п. 2.8; η1 и η2 - коэффициенты для промежуточных опор мостов с езраспорными пролетными строениями и многорядным расположением несущих элементов принимаются равными единице; pu - интенсивность разности пассивного и активного давления грунта, кПа.
При d ≤ 2,5 условие (59) проверяют для глубин z = d/3 |
и z = d , а при d |
|||
> 2,5 - для глубины z = 0,85/ αє . |
Д |
|
||
Давление ри определяютАпо формуле, полученной в теории предельного |
||||
напряженного состояния грунтов: |
|
|
|
|
pu = 4(z γ tgφI + ξ cI)/cosφI , |
|
|
(60) |
|
|
|
И |
||
где γ - удельный вес грунта в пределах глубины z (при водопроницаемых во-
донасыщенных грунтах учитывают удельный вес грунта во взвешенном состоянии по выражению (6)), кН/м3; φz и cz - расчетные значения угла внутреннего трения и сцепления грунта на глубине z ; ξ – коэффициент, равный 0,3 для буровых свай и 0,6 во всех остальных случаях.
2.9.4. Проверка напряжений в грунте по подошве условного фундамента
Напряжения в нескальном грунте по подошве условного фундамента (рис. 4), к которому приводится свайный или столбчатый фундамент, должны удовлетворять условиям:
р ≤ R/γn ; |
(61) |
27
p max ≤ γcR/ γn |
(62) |
где р и рmax |
- среднее и максимальное напряжения по подошве условного |
фундамента, |
кПа; R - расчетное сопротивление грунта на уровне нижних |
концов свай или столбов при ширине фундамента by, определяется по выра-
жению (9); γn - коэффициент надежности по назначению сооружения, прини- |
|||||||||||
маемый равным 1,4; γc - коэффициент условий работы, принимаемый равным |
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 при учете, помимо постоянной и подвижной вертикальной нагрузок, еще |
|||||||||||
и других временных нагрузок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шир на дл на подошвы условного фундамента вычисляются по выражениям: |
|||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
by=b+d+2htg( c/4); |
|
ay=a+d+2htg( c/4); |
(63) |
||||||||
где c – средн й угол внутреннего трения грунтов, пройденных сваей. |
|
||||||||||
б |
|
|
|
||||||||
|
|
p |
|
|
Nc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
acbc ; |
|
|
(64) |
|||
pmax |
Nc |
|
6ac 3M c 2Fh d1 |
|
|||||||
А |
|
||||||||||
|
acbc |
|
|
k |
4 |
3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
|
|
|
bc |
3ac |
(65) |
|||||
|
|
|
|
|
cb |
|
, |
||||
где Nc - нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт |
|||||||||||
|
|
Д |
|
||||||||
основания, кН (тc), определяемая с учетом веса грунтового масси- |
|||||||||||
ва 1-2-3-4 вместе с заключенными в нем ростверком и сваями или |
|||||||||||
опускным колодцем; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fh, Mc - соответственно горизонтальная составляющая внешней нагрузки, |
|
кН (тc), и ее момент относительно главной оси горизонтального |
|
сечения условного фундамента в уровне расчетной поверхности |
|
грунта, кН м (тc м); |
И |
|
|
d1 - глубина заложения условного фундамента по отношению к расчетной поверхности грунта, м;
ac, bc - размеры в плане условного фундамента в направлении, параллельном плоскости действия нагрузки и перпендикулярном ей, м;
k - коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента, и принимаемый по таблице 11;
cb – коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м3 (тс/м3), определяемый по формулам:
при d1 10 м cb = 10k, кН/м3 ; при d1 > 10 м сb = k.
При опирании несущих элементов на скальный грунт условия (61) и (62) не проверяются.
28
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент k, кН/м4 |
|
|
|
490-1960 |
|
Мягкопластичные глины и суглинки (0,5 IL 0,75); пластичные |
1961-3920 |
|
|
супеси (0 IL 1); пылеватые пески (0,6 е 0,8) |
3921-5880 |
|
|
Тугопласт чные |
полутвердые глины и суглинки (0 IL 0,5); |
|
|
твердые супеси (IL 0); пески мелкие (0,6 е 0,75) и средней |
|
|
|
крупности (0,55 е 0,7) |
5881-9800 |
|
|
Твердые гл ны |
сугл нки (IL 0); пески крупные (0,55 е 0,7) |
|
Сгравел стые (0,55 е 0,7) и галька с песчаным заполни- |
9801-19600 |
||
|
телем |
|
|
|
|
2.9.5. Оценка деформативности фундамента |
|
|
|
в горизонтальном направлении |
|
Пески |
|
||
Деформат вность фундаментов опор мостов оценивают по значению го-
А где и и ω - горизонтальное перемещениеДи угол поворота ростверка, опреде-
ризонтального смещен я верха опоры ub как вдоль, так и поперек оси моста
от нормативных нагрузок. ub определяют через перемещения ростверка по |
||
формуле |
б |
|
|
ub = и + ωН0 , |
(66) |
ляются по данным п.2.7; H0 - расстояние от подошвы ростверка до верха опоры, Н0 = Н0' + hp; Н0'- высота опоры (см. рис.1.), м; hp - высота ростверка, м.
В курсовой работе разрешается ub определять от расчетных нагрузок (с за-
пасом). Предельное смещение ubn зависит от конструкции моста и оно здесь |
|
не рассматривается. |
И |
|
|
2.10. Конструирование и расчет плиты ростверка
Как уже рассматривалось в п.2.6, размеры ростверка в плане определяются из условия размещения необходимого числа несущих элементов (выражения (38)). Высоту ростверка hp предварительно назначают при выборе отметок его обреза и подошвы (см. п.2.2). Принятая толщина плиты проверяется из условия её работы как железобетонной конструкции. Кроме того, она должна обеспечивать необходимую заделку голов несущих элементов (см. п. 2.3).
При массивных опорах, если выполняется соотношение |
|
Cyx(y)/ hp < 0,6 , |
(67) |
29
Ростверк как железобетонную конструкцию чаще всего можно не рассчитывать. В условии (67) Cyx(y) - ширина консоли плиты в продольном и попереч-
ном направлениях (рис.5).
Плита ростверка армируется в промежутках между сваями . Арматуру периодического профиля укладывают вдоль и поперек оси моста у расчетной
подошвы ростверка. Сечение арматуры принимают в каждом направлении не |
||
менее 10см2 на I м ширины плиты, если большее сечение арматуры не требу- |
||
С |
|
|
ется по расчету. Ростверки опор мостов устраиваются из бетона класса не |
||
ниже В20. |
|
|
Необход мо также удовлетворить условию на местное сжатие бетона |
||
ростверка головами несущих элементов |
|
|
плиты |
|
|
|
Nmax /A ≤ Rb , |
(68) |
где Nmax - на большее продольное усилие в голове несущего элемента, кН, определяемое расчетом, рассмотренным выше; А - площадь поперечного сечения ствола несущего элемента, м2; Rb - расчетное сопротивление бетона на осевое сжат е по нормам проектирования мостов [3], кПа.
При невыполнен условия (68) можно повысить класс бетона ростверка или предусмотреть укладку арматурных сеток из стержней диаметром 12 мм над каждой сваей (одной сетки, если напряжения превышают расчетное со-
противление |
ростверка до 20%, или двух сеток, eсли напряжения пре- |
|
бетона |
|
|
вышают расчетное сопротивление бетона на 20...30%). |
|
|
Расчет ростверка как железо етонной конструкции |
заключается в про- |
|
верке достаточности его высоты и определении армирования. |
||
Расчет ростверка на продавливание опорой (см. рис.5), который в боль- |
||
шинстве случаев являетсяАрешающим для определения необходимой высоты |
||
ростверка, заключается в удовлетворении условию |
|
|
|
Fper ≤ 2h Rbt[h0(b0+c2)/ c1 + h0(a0+ c1)/ c2], |
(68) |
принимаемая от верха нижней рабочей арматуры сетки до обреза ростверка;
Д где Fper - расчетная продавливающая сила, кН; hИ0 - рабочая высота ростверка, м,
Rbt - расчетное сопротивление бетона ростверка растяжению, кПа; c1 - ширина горизонтальной проекции боковой грани пирамиды продавливания в направлении поперек оси моста, м; c2 - то же в направлении вдоль оси моста, м.
Наименьший угол наклона боковых граней пирамиды продавливания принимают 45°. На рис.5 этому соответствует прямоугольное основание пирамиды продавливания ВМИЕ. Для опор закругленной формы верхнее основание пирамиды продавливания приближенно можно принять тоже прямоугольной формы с размерами a0 и b0 . При многорядном размещении несущих элементов условие (68) должно быть выполнено и для всех пирамид с углами наклона боковых граней больше 45°. В этом случае нижнее основание пирамиды продавливания ограничивается прямыми, проведенными по внутренним граням свай (на рис. 2.4 - прямоугольник ДСКЛ).
30