1.Подбор марки сваи

Подготовка исходных данных для расчета по программе КОСТ-2.

Перемещение несущего элемента от единичной силы [4]:

,

.

Перемещение несущего элемента от единичного момента:

,

где A₀, В₀, С₀ – коэффициенты, определяемые по прил. 1 табл. 5 [4], при = если > 4, то = 4, т.к. сопряжение свай с ростверком принято шарнирным;

h = 4,95 м – фактическая глубина погружения сваи;

а_э – коэффициент деформации:

,

где К – коэффициент пропорциональности грунта, кН/м⁴ [4, прил.1]:

25

Рис. 11. Схема к определению приведенного значения коэффициента пропорциональности грунта

;

где h₁ = 1,35 м – мощность слоя грунта с К₁ от подошвы ростверка до кровли слоя грунта с К₂;

h₂ – мощность слоя в пределах h_m от кровли слоя грунта с К₂;

h_m – мощность слоев грунта (рис. 11), определяющих в основном работу свай на горизонтальные нагрузки (в пределах которой влияние различных значений K_i на работу сваи уменьшается до нуля):

h_m = 3,5d_c+ 1,5;

h_m = 3,5 * 0,3 + 1,5 = 2,55 м;

h₂ = h_m - h₁ = 2,55 – 0,9 = 1,65 м;

;

Е_b – модуль упругости материала сваи [10, табл. 5] с коэффициентом условия работ γ_ш = 0,8; при В20 Е_b = 24*10⁶ кПа;

I – момент инерции поперечного сечения сваи;

;

d_p - расчетный размер сваи:

d_p = K_э ( 1,5 d_c + 0,5),

где K_э = 1 – для прямоугольного сечения сваи;

d_с = 0,3 м – размер поперечного сечения сваи;

d_p = 1 ( 1,5 * 0,3 + 0,5) = 0,95 м;

;

= 0,776 * 10,7 = 8,30;

A₀ = 2,441;

В₀ = 1,621;

С₀ =1,751;

;

26

;

.

Момент в голове сваи (при свободном опирании ростверка на сваи):

М^в=0.

Поперечная сила в голове сваи

Q^в=Q_x /n,

где п – количество свай;

- для средней колонны:

Q^в = 36,2 / 5 = 7,35 кН;

- для крайней колонны:

Q^в = 18,7 / 3 = 6,23 кН.

l₀ – свободная длина сваи, l₀=0.

N – количество сечений свай, в которых вычисляем М_z, Q_z вышесказанные величины при => N=18.

EI = 16200 кН*м².

Для средней колонны: N_max = 746,2 кН;

Для крайней колонны: N_max = 596,64 кН;

По серии 1.011.1 – 10.1 [8] под средние и крайние колонны принимаю: продольное армирование 4Ф 12А-I ; марка каркаса КП 90.30 - 4; марка сваи С 90.30 – 4.

27

9 . Расчет ростверков по прочности .1Расчет ростверков на продавливание колонной

Рис. 12. Схема образования пи­рамиды продавливания под:

а) средней железобетонной колонной прямоугольного сечения;

б) крайней железобетонной колонной прямоугольного сечения

Расчет на продавливание колонной центрально-нагруженных рост­верков свайных фундаментов с кустами из четырех и более свай:

,

где F_per – расчетная продавливающая сила, равная сумме реакции всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания:

F

29

_per = 2 ,

где – сумма ре­акций всех свай, расположенных с одной стороны от оси колонны в наи­более нагруженной части ростверка за вычетом реакций свай, расположен­ных в зоне пирамиды продавливания с этой же стороны от оси колонны;

- для средней колонны:

F_per = 2*(N₃*2) = 2*(746,2*2) = 2984,8 кН;

- для крайней колонны:

F_per = 2*(N₂/2+N₃) = 2*(460,23/2+596,64) = 1653,51 кН;

R_bt – расчетное со­противление бетона растяжению для железобетонных конструкций с уче­том коэффициента условий работы бетона, кПа;

для бетона В15 R_bt = 750 кПа [6];

h_o = 0,53 м – рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная расстоянию от рабочей армату­ры плиты до низа колонны, условно расположенного на 5 см выше дна стакана, м;

₀ – коэффици­ент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана:

,

здесь A_f – площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, м²:

A_f = 2 (b_col+h_col) h_anc,

где b_col,h_col – размеры сечения колонны, м;

h_anc – глубина заделки колонны в стакан фундамента, м;

- для средней колонны:

где b_col = 0,4 м; h_col = 1,0 м; h_anc = 0,9 м;

A_f = 2(0,4+1,0)*0,9 = 2,52 м²;

;

- для крайней колонны:

где b_col = 0,4 м; h_col = 0,6 м; h_anc = 0,9 м;

A_f = 2(0,4+0,6)*0,9 = 1,8 м²;

;

c₁ – расстояние от грани колонны с размером b_со1 до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания:

Т.к. отношение , то при = h₀; при = 0,4h₀

для крайней колонны:

с₁ = 0,64 – 0,15 – 0,3 = 0,19 м; => c₁ = 0,4h₀ = 0,4*0,53 = 0,212 м;

с₂ – расстояние от грани колонны с размером h_col до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, рас­положенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания:

, тогда с₂ = 0,212 м.

для средней колонны:

с₁ = 0,64 – 0,15 – 0,5 = -0,01 м; => c₁ = 0,4h₀ = 0,4*0,53 = 0,212 м;

30

с₂ – расстояние от грани колонны с размером h_col до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, рас­положенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания:

, =

- для средней колонны:

;

2984,8 кН < 3685,09 кН;

- для крайней колонны:

;

1653,51 кН < 3329,65 кН.