??Z = 3,409 (2263 A1 ?? 19,8 В1 + 3,9 C1 + 1,4 D1) кН/м2.
Пример 3. Выполнить подбор свай для проектирования фундаментов распорных сельскохозяйственных зданий. Результаты сведены в табл. 9.
Таблица 9
|
Грунтовые условия |
Марка сваи |
|
Суглинки и супеси лессовидные просадочные I типа по просадочности. Толщина просадочности слоя 5-8 м. Характеристика грунта: показатель текучести 0,6 ?? JL ?? 0,9 плотность в сухом состоянии, т/м3, 1,65 ????d ?? 1,6 удельное сцепление, кПа, с ?? 3 угол внутреннего трения ?? ?? 18?? коэффициент постели, кН/м3, 22000 ?? СZ ?? 30000 коэффициент пропорциональности, кН/м4, 2500 ?? К ?? 4000 |
Свая СВД 4.5.75-40-К Монолитная шпонка |
|
Суглинки и супеси лессовидные просадочные I типа по просадочности Характеристика грунта: показатель текучести 0,4 ?? JL ?? 0,6 плотность в сухом состоянии, т/м3, 1,65 ?? ??d ?? 1,7 удельное сцепление, кПа, с ?? 3 угол внутреннего трения ?? ?? 20?? коэффициент постели, кН/м3, 30000 ?? СZ ?? 35000 коэффициент пропорциональности, кН/м4, 4000 ?? К ?? 6000 |
Свая СВД 4.75.45-К |
|
Суглинки и супеси лессовидные просадочные I типа по просадочности. Толщина просадочного слоя 3-5 м
|
Свая СВД 3,5.75.50 Свая СВД 3.80.80-К |
Примечание. Здесь N и Н - нагрузки, кН, соответственно вертикальная и горизонтальная.
Пример 4. Рассчитать фундамент из свай СВД для сельскохозяйственных зданий на трехшарнирных рамах с консолью длиной 600 мм. Глубина погружения сваи в однородный грунт природной структуры 4 м. Грунт - лессовый просадочный суглинок, пористость которого n = 49 %. В процессе эксплуатации здания возможно аварийное замачивание основания.
Hopмативные нагрузки на сваю: N1 = 109,5 кН; N2 = 27 кН; N3 = 11,5 кН, Нг = 81,5 кН (где N1 и Нг - соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие нагрузки, передаваемой рамой; N2 - собственный вес панели; N3 - собственный вес сваи). Вычисляем: N = N1 + N2 + N3 = 109,5 + 27 + 11,5 = 147,5 кН < 250 кН; Hг = 81,5 кН < 150 кН. По табл. 2 [3] принимаем сваю СВД 4.75.50-К.
Найдем величину изгибающего момента М, действующего на сваю в уровне поверхности грунта. Рассчитываем перемещения:
Мо = -N1??1 ?? N2??2 + Нг?? = -109,5 ?? 0,54 ?? 27,0 ?? 0,14 + 81,5 ?? 0,1 = -54,8 кН??м. Ведем расчет на прочность: N1 = 109,5 ?? 1,2 = 131 кН; N2 = 27,0 ?? 1,1 = 30 кН; N3 = 11,5 ?? 1,1 = 13 кН; Hг1 = 81,5 ?? 1,2 = 98 кН; N = 131+30+13 = 174 кН; Мо1 = -131 ?? 0,54 ?? 30 ?? 0,14 + 98 ?? 0,1 = ??65,1 кН??м.
Усредненный момент инерции сваи по табл. 2 составит Jср = 3,48 ?? 10-3 м4.
Горизонтальное перемещение головы сваи определяем по формуле (10), для чего находим Нг = 81,5 кН, N = 147,5 кН, Мо = 54,8 кН??м, bт = 0,75 м и ?? = 4 м.
Из табл. 4 величина ?? = 5000 кН/м4. В соответствии с табл. 5 интерполяцией определяем: ?? = 0,89; ??1 = 1,4 = 1,4 ?? 5000 = 7000 кН/м4; ?? = ?? ??1 = 2 ?? 10-6 ?? 7000 = 0,014; Pвп = ?? ??1 bт ?? = 0,89 ?? 7000 ?? 0,75 ?? 4 = 18690 кН/м2.
Расстояние до точки нулевых перемещений вычисляем по формуле (12) настоящих указаний:
м.
Тогда при ?? = 1 (ослабление каналам отсутствует):
= 7,55 мм.
Поперечные силы в сечении сваи определяем по рекомендуемой формуле (13). Для этого предварительно вычисляем расстояние до точки нулевых перемещении по формуле (12):
м.
Тогда:
.
При Z = 0 значение Но = 98 кН, при Z = 0,5 м соответственно Но5 = 98 ?? 4,516 ?? 0,52 (9,39 ?? 2 ?? 0,5) = 88,53 кН. По аналогии находим h1 = 64,629 кН; H1,5 = 33,07 кН; H2 = 6,35 кН; H2,5 = ??25,9 кН; H3 = ??39,78 кН; Н3,5 = ??34,22 кН; Н4 = ??2,436 кН. Наибольшее значение поперечная сила имеет в сечении на глубине Z = 0. Изгибающие моменты в сечениях свай определяются по формуле (14). Для этого предварительно вычисляем значения Uгz по формуле (15):
.
В зависимости от Z значения Uгz будут соответствовать приведенным в табл. 10.
Таблица 10
Z, м |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
Uгz ?? 10-3, м |
9,076 |
7,626 |
6,17 |
4,727 |
3,277 |
1,828 |
0,377 |
-1,122 |
-2,522 |
Тогда:
= 98 ?? 2,258 Z2 (6,26 ?? Z) Z = -174 Uгz ?? 63,52.
При Z = 0 получим Мо = ??65,1 кН??м, при Z = 0,5 м - соответственно ??17,48 кН??м. Аналогично получаем: М1 = 21,53 кН??м; М1,5 = 46,38 кН??м; М2 = 54,96 кН??м; М2,5 = 48,50 кН??м; М3 = 31,66 кН??м; М3,5 = 12,47 кН??м; М4 = 2,8 кН??м.
Результаты расчетов по примеру 4 приведены на рис. 4.
Рис. 4. К примеру расчета 4 (даны эпюры МZ и HZ)
ЛИТЕРАТУРА
1. РСН 262-82. Инструкция по проектированию и устройству свайных фундаментов сельских зданий на просадочных грунтах. - К.: Минселъстрой, 1982.
2. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. - М.: Стройиздат, 1985.
3. Рекомендации по применению свай типа СВД в сельском строительстве (шифр 19-83-21/4) /Минсельстрой УССР. - К.:
4. Сваи вертикальных элементов, объединенных диафрагмами. ТУ 10.20 УССР 3-87 / Госагропром УССР. - К.: 1984.
5. Першаков В.М., Слюсаренко С.А., Метелик Н.С. и др. Эффективные конструкции забивной сваи // Строительные материалы и конструкции, 1982, № 2.
6. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. - М.: Стройиздат, 1985.
7. СНиП II-7-81. Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1981.
8. ГОСТ 23009-78. Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Условные обозначения (марки). - М.: Стройиздат. 1979.
9. ГОСТ 5886-78*. Сваи. Методы полевых испытаний. - М.: Стройиздат, 1979.
10. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1984.
11. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. - М.: Стройиздат, 1985.