6. Статический расчет свайной набережной с жестким ростверком

Расчет набережных с жестким ростверком рекомендуется проводить по методу упругого центра. Жесткий ростверк можно считать абсолютно не деформируемым телом на упруго податливых опорах. Основная система получается путем закрепления ростверка связями, предотвращающими любые смещения системы. Расчетную схему набережной принимают с условным шарнирным закреплением свай к ростверку и в основании, включая шпунт, так как он несущий. Начало координат принимается на пересечении передней и нижней гранях ростверка. Схема набережной к статическому расчету представлена на рисунке 9.

1. Перед началом расчета следует определить допускаемую нагрузку на 1п.м несущего шпунта:

,

где коэффициент условий работы сваи в грунте;

коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижнем концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи (в данной работе выбрано погружение механическими, паровоздушными или дизельными молотами);

расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;

площадь опирания на грунт шпунта;

h=t=3,0м - глубина погружения шпунта ниже отметки дна;

расчетное сопротивление грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, кПа;

Необходимые исходные данные для расчета сведены в таблицу 5.

2. Статический расчет набережной производят с учетом упругой осадки свай. Необходимо учитывать податливость опор путем введения в расчет коэффициента упругой податливости сваи К’ – перемещение головы сваи под действием продольной силы Р=1.

Коэффициент упругой податливости отдельной сваи вычисляется с помощью формулы Н.А.Смородинского:

где - соответственно свободная длина и поперечное сечение сваи;

- модуль упругости железобетонных свай и шпунта;

- коэффициент для железобетонных свай;

- допускаемая нагрузка на сваю.

Коэффициент упругой податливости при расчетах на 1п.м длины сооружения следует определять с учетом упругой осадки свай:

где а, м – шаг свай.

При расчете пользуются коэффициент упругой осадки свай:

.

Вычисления сведены в таблицу 6.

Рассматриваемая система закрепляется в упругом центре. При закреплении системы в упругом центре линейными связями: вертикальной-1, горизонтальной – 2 и угловой – 3,канонические уравнения имеют вид:

,

где - неизвестные искомые перемещения ростверка по направлению связей 1,2 и 3;

- реакции в связях n от единичных перемещений по направлению связей m;

- реакции в связях от внешней нагрузки.

3. Вычисление реакций в связях от единичных перемещений ростверка производится по формулам:

,

где - коэффициент упругой осадки свай;

- угол отклонения сваи от вертикали;

- расстояние от начала координат до головы сваи;

- координаты упругого центра.

Для вычисления координат упругого центра необходимо определить вспомогательные величины:

Вычисление реакций в связях от единичных перемещений ростверка выполнено по представленным формулам в табличном виде (таблица 7).

4. Определение координат упругого центра:

Координаты упругого центра вычисляются по следующим формулам:

,

тогда с учетом вычисленных величин в таблице 7,получаем:

Расчетные схемы представлены на рисунке 10.

5. Реакции в связях от внешней нагрузки:

а) с учетом qo:

;

;

;

б) без учета qo:

;

;

.

6. Перемещение ростверка:

После подстановки всех членов в канонические уравнения и их преобразования определяются перемещения ростверка по следующим зависимостям:

а) с учетом qo:

;

;

;

б) без учета qo:

;

;

.

В результате усилие в свае находится по формуле:

Заключительные вычисления усилий в сваях сведены в таблицы 8,9.Необходимые величины для расчета определены ранее в таблице 7.