---

Б. Расчет сечения II-III по подошве фундамента

Действующие нормативные нагрузки в т (рис. 35, б):

а) P1, P2, P3 и P4 - веса элементов тела и фундамента стены;

б) C1, C2, C3, C4 и C5 - веса элементов засыпки и полосы безопасности;

в) Q1 = (q + Pл) a1 и Q2 = (q + Pл) a2 - вертикальные нагрузки от веса и удара лавинного снега;

г) Qнормв - нормативное опорное давление от перекрытия;

д) T cosαот - горизонтальная составляющая силы трения T;

е) E2 и V2 - горизонтальная и вертикальная составляющие активного бокового давления грунта на фиктивную вертикальную грань стены высотой H, определяемые по формулам:

V2 = E2 tg δ,

где величины δ, γот и λa имеют прежние значения; сила E приложена выше подошвы фундамента (см. рис. 35, б) на расстоянии Z2, равном

ж) Eп и Vп - горизонтальная и вертикальная составляющие учитываемой расчетом части пассивного бокового давления грунта на низовую вертикальную грань фундамента высотой H1 верховой опоры, определяемые по формулам:

Vп = Eп tg δ,

где ;

φ - расчетный угол внутреннего трения грунта, расположенного за низовой вертикальной гранью фундамента высотой H1;

γ - объемный вес этого грунта, т/м3;

H0 - расстояние от покрытия до обреза фундамента, м (см. рис. 35, б);

λп - коэффициент пассивного бокового давления грунта, определяемый выражением

при :

λп = 2,64................................................................ при φ = 20°;

λп = 3,55................................................................ при φ = 25°;

λп = 5,00................................................................ при φ = 30°;

λп = 7,40................................................................ при φ = 35°;

λп = 11,90.............................................................. при φ = 40°.

Сила E приложена выше подошвы фундамента стены (см. рис. 35, б) на расстоянии

Коэффициенты перегрузок:

к силам P1, P2, P3 и P4..................................................... 1,1 или 0,9;

к силам C1, C2, C3, C4 и C5.............................................. 1,2 или 0,9;

к силам Q1, Q2 и T cosαот............................................... 1,45;

к силам E2 и V2............................................................... 1,3;

к силам Eп и Vп............................................................... 1,2 или 0,9.

В сечении II-III по подошве фундамента стены вычисляют нормативные и расчетные моменты MнормII-II и MрасчII-II в тс · м (от всех сил относительно центра сечения - точки 02 на рис. 35, б) и нормальные силы NнормII-II и NрасчII-II.

В сечении II-III по подошве фундамента производят следующие проверки в соответствии с ВСН 167-70 [13]:

1. Проверка положения равнодействующей нормативных нагрузок (проверка на крен)

Должно соблюдаться условие

где  - эксцентриситет, м;

d - ширина фундамента по подошве, м.

2. Проверка давления на грунт

Первый случай:

где .

Среднее и максимальное давление на грунт проверяют по формулам:

где F = d · 1 - площадь сечения, м2;

 - момент сопротивления сечения, м3;

R - расчетное сопротивление грунта, в тс/м2 под подошвой фундамента по п. 682 СН 200-62.

Второй случай:

Максимальное давление на грунт

3. Проверка на опрокидывание (относительно точки А на рис. 35, б) под действием расчетных нагрузок.

Опрокидывающий момент в тс · м от действия силы активного давления грунта на заднюю поверхность стены (равнодействующей сил E2 и V2) и силы T cosαот

Mопр = 1,3 E2 Z2 - 1,3 V2 d + 1,45 T cosαот (h1 + H1),

где 1,3 и 1,45 - коэффициенты перегрузки.

Вычисляют величину предельного момента Mпред, равного моменту всех остальных сил относительно точки А.

Расчет устойчивости всей стены против опрокидывания производят по формуле

где m - коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,7 при нескальном грунте под подошвой фундамента и 0,8 - при скальном.

4. Проверка на сдвиг (скольжение) при действии расчетных нагрузок

К сдвигающим силам следует относить силы активного давления грунта на заднюю поверхность стены и вызванные ими по плоскости скольжения силы трения (также силы T cosαот), а к удерживающим - силы трения, вызванные всеми остальными силами, и пассивное давление грунта на фундамент.

Сдвигающая сила, тс

Tсдв = 1,3 E2 - 1,3 V2 f + 1,45 T cosαот.

Предельная сдвигающая сила, равная проекции удерживающих сил на плоскость скольжения,

Tпред = [0,9 (P1 + P2 + P3 + P4) + 0,9 (C1 + C2 + C3 + C4 + C5) + Qрасчв + 1,45 (Q1 + Q2) - 0,9 Vп] f + 0,9 Eп.

где f - коэффициент трения кладки о грунт (значения его приведены в п. 692 СН 200-62).

Расчет устойчивости всей стены против скольжения производят по формуле

где m - коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9 (для низовых подгорных стен m = 0,8).

Для увеличения устойчивости стены против скольжения подошве фундамента может быть придан наклон под углом ε, равным 10 - 15° (рис. 36, б).

В этом случае при проверках устойчивости стены на крен и опрокидывание, а также давления на грунт момент всех сил MII-II определяется относительно центра спрямляющего сечения II-II (точки 02 на рис. 36, а).

Рис. 36. К расчету ломаного сечения по подошве фундамента

Нормальная сила NII-II = Σ всех горизонтальных сил умноженных на sinε + Σ всех вертикальных сил умноженных на cosε, где ε - угол наклона спрямляющего сечения.

Опрокидывающий и предельный моменты Mопр и Mпред определяются относительно точки А.

Устойчивость стены против скольжения проверяется по двум возможным плоскостям скольжения: III-III (см. рис. 36, б) и IV-IV совместно с грунтовым клином под наклонным участком подошвы фундамента (см. рис. 36, в).

При проверке стены против скольжения по плоскости III-III силы Tсдв и Tпред определяются по следующим формулам:

Tсдв = 1,3 E2 (cosε - sinε · f) - 1,3 V2 (cosε + sinε · f) + 1,45 T cosαот (cosε - sinε · f);

При проверке стены против скольжения по плоскости IV-IV силы Tсдв и Tпред определяются по этим же формулам, но к вертикальным силам C добавляется масса грунтового клина Cтр, а силы пассивного отпора Eп и Vп, определяются для высоты Н′1, а не H1 (см. рис. 36, в).

Коэффициент трения

где f1 = tg φ1 - коэффициент трения грунта о грунт на длине l1;

f2 - коэффициент трения кладки о грунт на длине l2;

φ1 - расчетный угол внутреннего трения грунта, расположенного под подошвой фундамента.

§ 8. РАСЧЕТ ВЕРХОВОЙ ОПОРЫ С УЧЕТОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Сейсмичность района строительства в баллах принимается по картам сейсмического районирования территории СССР (см. СНиП II-А.12-69, приложение 1) или по списку основных населенных пунктов СССР, расположенных в сейсмических районах (см. там же, приложение 2).

Сейсмичность строительной площадки в баллах принимается в зависимости от сейсмичности района строительства и инженерно-геологических данных по табл. 1 СНиП II-А.12-69 и согласовывается с утверждающей проект инстанцией.

Расчетная сейсмичность галереи в баллах принимается равной сейсмичности строительной площадки.

Значения сейсмичности коэффициента Кс определяется по таблице 10 в зависимости от расчетной сейсмичности галереи в баллах.

Таблица 10

Значения сейсмического коэффициента Кс

При расчете верховой опоры на сейсмичность нагрузки q и Pл (см. § 7) от прохождения снежной лавины не учитывают [6]. Вместо этих нагрузок учитывается нагрузка от максимально возможного накопления снежного покрова на амортизирующей отсыпке, вызванного завалом лавинного снега.

Угол наклона к горизонту поверхности накопления снега (рис. 37) принимают равным углу наклона отсыпки αот.

Рис. 37. Действующие нагрузки с учетом сейсмических воздействий

Расчетная высота накопления снежного покрова Hс и объемный вес лавинного снега в завале γс назначаются по данным метеостанций.

При этом расчетная высота накопления снежного покрова должна приниматься не менее 3 м для редкосходящих или небольших и не менее 6 м - для частосходящих или больших лавин.

Для мокрого осевшего снега объемная масса γс равна 0,4 - 0,55 т/м3, сухого - 0,2 - 0,4 т/м3.

Для мокрого фирнового (зернистого) снега γс равен 0,6 - 0,8 т/м3, сухого - 0,4 - 0,7 т/м3. При отсутствии непосредственных наблюдений γс принимается равным 0,45 т/м3.

Действующие нормативные нагрузки (см. рис. 37), тс:

а) P1, P2, P3 и P4 (см. § 7);

б) C1, C2, C3, C4 и C5 (см. § 7);

в) Q1 = Hс γс a1 и Q2 = Hc γc a2 - вес лавинного снега в завале над верховой опорой;

г) опорные давления от перекрытия:

 - от веса перекрытия;

 и  - от веса отсыпки;

 - от веса лавинного снега над перекрытием, где величины q0, q1 и q2 имеют прежние значения (см. § 7);

д) E1 и V1 - силы активного бокового давления грунта при расчете опоры в сечении I-I по обрезу фундамента; в формуле для вычисления E1 (см. § 7) величина q + Pл заменяется величиной

е) E2 и V2 - то же при расчете опоры в сечении II-II по подошве фундамента; в формуле для вычисления E2 (см. § 7) производится аналогичная замена;

ж) Eп и Vп - силы пассивного бокового давления грунта (см. § 7).

Вычисляют сейсмические горизонтальные силы (в т), приложенные в точках приложения соответствующих вертикальных сил P, C и Q по формулам:

S1 = 1,5 P1 Кс;

S2 = 1,5 P2 Кс;

S3 = 1,5 P3 Кс;

S4 = 1,5 P4 Кс;

S5 = 1,5 Q3 Кс;

S6 = 1,5 Q4 Кс;

S7 = 1,5 Q5 Кс;

S8 = 1,5 Q6 Кс;

S9 = 1,5 Q1 Кс;

S10 = 1,5 Q2 Кс;

S11 = 1,5 C1 Кс;

S12 = 1,5 C2 Кс;

S13 = 1,5 C3 Кс;

S14 = 1,5 C4 Кс;

S15 = 1,5 C5 Кс.

Силы S1 - S15 направлены в низовую сторону (в сторону галереи).

Вычисляют сейсмические горизонтальные силы (в т), приложенные в уровне действия горизонтальных сил E1, E2 и Eп (см. рис. 37) по формулам:

где φ - расчетный угол внутреннего трения грунта.

Вычисляют сейсмические вертикальные силы (в т), приложенные в точках приложения сил V1, V2 и Vп (см. рис. 37) по формулам:

Коэффициенты перегрузок:

к силам P1, P2, P3, P4, Q6, Q5 и Q4.................................. 1,1 или 0,9;

к силам C1, C2, C3, C4 и C5............................................ 1,2 или 0,9;

к силам E1, V1, E2, V2, Eп и Vп....................................... 1,2;

к силе Q1, Q2 и Q3.......................................................... 1,1;

ко всем сейсмическим силам...................................... 1,0.

Изменения в расчетных проверках при учете сейсмики приведены в табл. 11 и 12.

Таблица 11

Расчеты в сечении I-I по обрезу фундамента

Таблица 12

Расчеты в сечении II-II по подошве фундамента

§ 9. РАСЧЕТ НИЗОВОЙ ОПОРЫ

Двухконсольная железобетонная насадка рассчитывается на равномерно распределенную вертикальную нагрузку с интенсивностью Qрасчн (см. § 6).

Линии влияния усилий в насадке с пролетом l1 и консолями длиной по  приведены на рис. 38.

Рис. 38. Линии влияния усилий в двухконсольной наездке

Вычисляют расчетные усилия:

 - момент посредине пролета, тc · м;

 - момент на опоре, тс · м;

 - поперечная сила посредине пролета, тс;

 - поперечная сила опоры, тс;

 - поперечная сила правее опоры, тс;

Aрасч = Qрасчн Σw = Qрасчн l1 - давление на стойку, тс.

По этим моментам рассчитывают насадку на прочность в сечениях посредине пролета и на опоре.

По поперечным силам рассчитываются отогнутые стержни и хомуты в сечениях.

Стойка низовой опоры высотой Hст с жесткой заделкой по концам (рис. 39, а) рассчитывается на сжатие с продольным изгибом под действием продольной силы Aрасч.

Рис. 39. К расчету стойки низовой опоры:

а - расчетная схема; б - фасад опоры при наличии закладных плит; в - фасад опоры при наличии парапета или перил; 1 - закладные плиты; 2 - парапет или перила

Кроме того, стойка должна быть рассчитана на внецентренное сжатие под действием продольной силы Aрасч и боковой ветровой нагрузки интенсивностью W (2-я комбинация нагрузок); при этом давление на стойку Aрасч определяется не при движении лавины, а при максимально возможном накоплении снежного покрова на амортизирующей отсыпке, вызванного завалом лавинного снега.

Для второй комбинации нагрузок

где l - пролет перекрытия, C - расстояние между осями блоков перекрытия, величины q0, q1, q2, Hc и γc и их коэффициенты перегрузки имеют прежние значения (см. § 6 - 9).

Интенсивность ветровой нагрузки в тс/м

W = K W0 l1,

где W0 = 0,18 тс/м2 - нормативная горизонтальная поперечная ветровая нагрузка на расчетную поверхность в соответствии с СН 200-62;

K - коэффициент сплошности, равный 1 при наличии закладных плит (см. рис. 39, б) и 0,4 - при наличии парапета или перил (см. рис. 39, б и [10]).

Рассчитывается участок фундамента низовой опоры диной l1, равной расстоянию между осями стоек.

Рис. 40. Действующие нагрузки

Действующие нормативные нагрузки в т, учитываемые при расчете сечения II-II по подошве фундамента опоры (рис. 40):

а) P1 - вес насадки длиной l1;

б) P2 - вес стойки и закладных досок длиной l1 (или парапета перил);

в) P3 - вес фундамента;

г) Aнорм = Qнормн Σw = Qнормн l1 - нормативное опорное давление на стойку при движении лавины, где опорное нормативное давление перекрытия Qнормн подсчитывается так же, как и при вычислении Qрасчн (см. § 6), но без учета коэффициентов перегрузки;

д) 0,5 T cosαот - 50 % полной горизонтальной составляющей силы трения T (см. § 6), условно передаваемое на низовую опору при установке на ней подвижных опорных частей скользящего типа, независимо от передачи на верховую опору с неподвижными опорными частями 100 %, силы T cosαот;

е) P4 - вес грунта на обрезах фундамента;

ж) Eп и Vп - горизонтальная и вертикальная составляющие учитываемой расчетом части пассивного бокового давления грунта на низовую вертикальную грань фундамента высотой H1 низовой опоры, определяемые по формулам: