ВСН 141-90. Нормы проектирования контактной сети

Уравнения (78) и (79) решают путем последовательных приближений. При наличии одного лишь верхнего лежня в формулы (78) или (79) следует подставлять значение Р_d = 0, а при наличии одного лишь нижнего P_t = 0.

7.31. Формула (78) применима при выполнении условия

d_t  _o  d₁, (80)

где _о - глубина расположения оси поворота фундамента, определяемая по формуле

. (81)

При невыполнении левого неравенства условия (80), т. е. при d_t > _o, значение М^о следует определить по формуле

. (82)

Невыполнение правого неравенства условия (80), т. е. при _о > d₁, свидетельствует о том, что ось поворота фундамента расположена в пределах нижнего слоя и фундамент следует рассчитывать по формуле (79).

7.32. Формула (79) применима, когда выполняется условие

d₁  _o  d_d. (83)

Здесь _о определяется по формуле

. (84)

При невыполнении правого неравенства условия (83), т. е. при _о > d_d значение М° следует определять по формуле

. (85)

При использовании формулы (82) _o = d_t, а при использовании формулы (85) _o = d_d.

При отсутствии нижнего лежня должно выполняться условие

d₁  _o  d. (83)

7.33. Расчетные сопротивления лежней P_t и P_d определяют по формулам:

P_t = R_td_t(l_t – b_f); (86)

P_d = R_dd_d(l_t – b₁), (87)

где R_t и R_d - значения коэффициентов пропорциональности, определяемые подстановкой соответственно b_t и b_d вместо b_f в формулы (76) и (77); l_t и l_d - длины соответственно верхнего и нижнего лежней; b_t и b_d - ширина соответственно верхнего и нижнего лежней; b_f - ширина опоры в месте установки соответственно верхнего и нижнего лежней; d_t и d_d - глубина расположения рабочей грани соответственно верхнего и нижнего лежней (от фактической поверхности грунта).

7.34. При расчете фундамента без лежней, находящегося в однородном слое и с одинаковой несущей способностью, характеризующейся по всей глубине d коэффициентом пропорциональности R_g (п. 7.27) в формулах (78) и (79) следует принимать d₁ = d и R₁ = R₂ = R_g, а Р_t = P_d = 0.

В этом случае расчет условного фундамента производят по формуле

, (88)

где _о - определяется по формуле

; (89)

е - эксцентриситет силы давления грунта по подошве фундамента для закопанных фундаментов при 2,5, а также для свайных фундаментов определяют по формуле

е = 0,4а_f, (90)

Фундаменты с учетом коничности в подземной части рекомендуется рассчитывать по методике, приведенной в приложении 6.

Для закопанных фундаментов при < 2,5 эксцентриситет

. (91)

Здесь а/-размер поперечного сечения фундамента (вдоль направления действия нагрузки); &/-размер поперечного сечения фундамента в направлении, перпендикулярном плоскости действия нагрузки; kg и о/- те же значения, что в формуле 72 (см. п. 7.26).

7.35. Формула (88) применима при выполнении условия

. (92)

7.36. При H  0,75d, необходимость решения уравнения (88) способом последовательных приближений при определении М° устраняется. В данном случае можно использовать следующую приближенную формулу

М° = (0,1R_gd³ + N^de), (93)

где  - коэффициент, учитывающий влияние плеча Н на величину момента, принимаемый по графику, приведенному на рис. 23 в зависимости от отношения .

Рис. 23. Определение коэффициента , учитывающего влияние плеча Н на величину момента

7.37. В пучинистых грунтах районов распространения вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания расчет несущей способности одиночных призматических фундаментов при действии горизонтальной нагрузки выполняют в соответствии с пп. 7.98-7.110.

Определение несущей способности фундамента при нагрузке, одновременно действующей в нескольких плоскостях

7.38. Значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента относительно оси z при одновременном действии момента также относительно оси х вычисляются по формуле

, (94)

где М_fz - значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента (п. 7.15) при нагрузке, равнодействующая которой расположена в плоскости ху, и плече горизонтальной силы, равном Н_х; М_fx - значение расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента (п. 7.15) при нагрузке, равнодействующая которой расположена в плоскости уz, и плече горизонтальной силы, равном H_z.

7.39. Значение М_fz и М_fx определяют по формулам, приведенным выше, для случаев, когда нагрузка действует в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента. При определении каждого из них учитывают полное значение вертикальной силы N^d.

При заданном значении расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие момента в одной плоскости, например, момента в плоскости ху значение несущей расчетной способности фундамента по грунту в плоскости yz определяют по формуле

. (95)

Значение N_f расчетной несущей способности фундамента по грунту на действие вертикальной силы вычисляют в соответствии с п. 7.26.

Определение внутренних усилий в сечениях призматических фундаментов

7.40. Продольную силу в поперечных сечениях фундамента (по всей его длине) принимают равной вертикальной силе N^d. Изгибающий момент, действующий в поперечных сечениях фундамента без лежней на глубине у от расчетной поверхности грунта, от приложенной на высоте Н горизонтальной силы F может быть определен по формуле

, (96)

где

. (97)

Наибольшее значение изгибающего момента М_max, действующего в поперечных сечениях фундамента, вычисляют по формуле (96) при y = y₁, где y₁ определяется уравнением

. (98)

Значения глубин y_о и y₁ приведены в табл. 36. Эпюра изгибающих моментов M_y, построенная с использованием формулы (96), показана на рис. 24, а.

Рис. 24. Эпюра усилий в поперечных сечениях призматического фундамента и давлений грунта по его боковой поверхности:

а - изгибающих моментов М_у; б - поперечных сил Q_у; в - давлений грунта q_y

Таблица 36

Глубина h, м

Высота приложения горизонтальной силы H, м

-1,0

-0,5

0

0,5

1,0

2,0

5,0

10,0

20,0



Глубина у_о

2,0

-

2,60

1,48

1,45

1,43

1,40

1,37

1,35

1,34

1,33

2,5

2,19

1,97

1,85

1,83

1,80

1,76

1,72

1,70

1,68

1,67

3,0

2,49

2,34

2,23

2,20

2,17

2,12

2,07

2,04

2,02

2,00

3,5

2,84

2,71

2,60

2,58

2,54

2,49

2,42

2,39

2,37

2,33

4,0

3,20

3,08

2,98

2,94

2,91

2,86

2,79

2,74

2,71

2,67

4,5

3,57

3,44

3,35

3,32

3,28

3,22

3,14

3,08

3,05

3,00

5,0

3,93

3,82

3,73

3,70

3,65

3,60

3,50

3,44

3,40

3,33

Глубина y₁

2,0

-

1,11

0,84

0,70

0,61

0,50

0,35

0,26

0,18

0,00

2,5

1,83

1,30

1,05

0,90

0,80

0,67

0,48

0,36

0,26

0,00

3,0

1,92

1,50

1,26

1,10

1,00

0,85

0,62

0,47

0,36

0,00

3,5

2,03

1,69

1,47

1,32

1,20

1,03

0,77

0,58

0,42

0,00

4,0

2,23

1,91

1,69

1,52

1,40

1,22

0,93

0,70

0,51

0,00

4,5

2,46

2,11

1,90

1,73

1,60

1,41

1,09

0,83

0,61

0,00

5,0

2,60

2,62

2,11

1,94

1,81

1,61

1,25

0,97

0,72

0,00

7.41. Поперечная сила Q_y, действующая в поперечном сечении фундамента без лежней на глубине у от расчетной поверхности грунта от приложенной на высоте Н горизонтальной силы, может быть определена по формуле

. (99)

Наибольшее значение поперечной силы Q_max, действующее на глубине у_o, определяют по формуле

. (100)

Эпюра поперечных сил Q_y, построенная с использованием формулы (99), показана на рис. 24.

7.42. Интенсивность давления грунта q_y, действующая по боковой поверхности фундамента без лежней на глубине у от расчетной поверхности грунта, может быть определена по формуле

. (101)

Значение интенсивности давления грунта, действующего на глубине или d, соответственно определяют по формулам (102) и (103).

; (102)

. (103)

Эпюра давления грунта q_у, построенная с использованием формулы (101), показана на рис. 24, в. На это давление грунта рассчитывают, например, полки двутавровых (или коробчатых) фундаментов (рис. 25, а); полки трехлучевых фундаментов рассчитывают на давление грунта, равное q_у cos  (рис. 25, б).

7.43. При величине горизонтальной силы F = 0 (т. е. при действии на фундамент чистого момента) в формулах (96), (99)-(103) принимают следующие значения: глубина , глубина y₁ = 0, а произведение FH = M.

Определение внутренних усилий в сечениях опор с обратной коничностью в подземной части рекомендуется определять по методике, приведенной в приложении 6.

Рис. 25. Интенсивность давления грунта на полки фундамента:

а - двутаврового; б - трехлучевого

7.44. Лежни рассчитывают на давление грунта, отнесенное к единице длины лежня, равное для верхнего лежня

; (104)

для нижнего

, (105)

где

; (106)

A_g = b_fd² + (l_t – b_f)b²_t + (l_d – b_f)b²_d; (107)

B_g = b_fd³ + (l_t – b_f)b³_t + (l_d – b_f)b³_d; (108)

C_g = b_fd⁴ + (l_t – b_f)b⁴_t + (l_d – b_f)b⁴_d; (109)

здесь l_t; b_t; l_d и b_d имеют те же значения, что и в п. 7.33.

При наличии только одного верхнего лежня в формулах (107)-(109) значения (l_d – b_f) = 0; при наличии только нижнего лежня в этих же формулах значения (l_t – b_f) = 0.

РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Определение несущей способности фундамента

7.45. Значение М_f расчетной несущей способности заданного фундамента по грунту на действие момента при нагрузке, равнодействующая которой расположена в одной вертикальной плоскости симметрии фундамента, вычисляют по формуле

, (110)

где М° - значение расчетной несущей способности условного фундамента по грунту на действие момента (п. 7.51); N^d - вертикальная нагрузка, включая массу фундамента и грунта на его уступах, ограниченную вертикальными плоскостями, проходящими через наружные грани нижнего уступа; G_w - вес клина грунта со стороны задней грани фундамента (рис. 26), ограниченная наклонными гранями обелиска (при условии установки фундамента на площадке); G_w - вес части клина грунта со стороны задней грани фундамента (см. рис. 26), отсекаемая откосом земляного полотна (при условии установки фундамента на откосе); f и f - расстояние от оси фундамента до центра тяжести соответственно клина грунта G_w и G_w; _co - коэффициент условий работы, учитывающий влияние очертания поверхности грунта и места установки фундамента (п. 7.18); y_cv - коэффициент условий работы, учитывающий влияние вибрации (колебаний) грунта около фундамента от проходящих поездов (п. 7.47); y_ct - коэффициент условий работы, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной (п. 7.22).