Пояснительная записка (1207701), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

После определения у_z, M_z, Q_z, _z по формуле (4.28) через один метр по глубине, считая от поверхности сдвига, строятся эпюры изменения указанных параметров. Определив по эпюре M_z максимальное значение M_max, можно найти расстояние от точки приложения силы Е_оп^/ до условной заделки сваи

. (4.30)

Расчет сечения сваи на действие горизонтальной нагрузки выполняется по предельным состояниям двух групп: по первой группе выполняется расчет прочности материала сваи на действие изгибающего момента M_max и на срез перерезывающей силой Q_max, по второй группе рассчитывают сваю на возможность образования и раскрытия трещин.

Расчет железобетонной сваи на действие поперечной (перерезывающей) силы сводится к проверке обеспечения прочности сваи по наклонному сечению из следующего условия [9]

, (4.31)

где R_в – расчетное сопротивление бетона сваи осевому сжатию, МПа, в зависимости от класса бетона;

₁ – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к оси элемента, и определяемый по формуле

, (4.32)

где ;

A_s – площадь поперечного сечения хомутов, расположенных в одной нормальной к продольной оси сваи плоскости, пересекающей наклонное сечение;

S – расстояние между хомутами, см;

– отношение модулей упругости арматуры Е_s и бетона Е_в.

, (4.33)

где – коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона – 0,01;
b_p и h₀ – см. рис. 4.7.

Расчет прочности сваи сечением b_ph см на действие изгибающего момента ведется по формуле [9]

, (4.34)

где М – расчетный изгибающий момент, равный М_max 1,1, кН^.м (1,1 – коэффициент перегрузки);

R_в – расчетное сопротивление бетона сжатию при изгибе, МПа;

R_sc – расчетное сопротивление арматуры сжатию;

h₀, х, а^/ – размеры, показанные на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Поперечное сечение сваи: х – высота сжатой зоны; а и а^/ – толщины защитных слоев бетона соответственно в растянутой и сжатой зонах; h₀ – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наиболее сжатой грани бетона

Высота сжатой зоны х определяется из формулы [9]

, (4.35)

где R_s – расчетное сопротивление арматуры растяжению, МПа;

А_s и А_s^/ – площади арматуры в сечении сваи соответственно растянутой и сжатой, см².

Высота сжатой зоны бетона при расчете на прочность при изгибе элемента должна удовлетворять условию

, (4.36)

где _R – относительная высота сжатой зоны бетона, при которой предельное состояние сваи наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s.

Если условие прочности принятого сечения сваи не выполняется, то следует изменить армирование растянутой зоны, увеличить размеры поперечного сечения сваи, повысить марку бетона, класс арматуры. Вносить изменения следует последовательно и в разумных пределах. В наиболее сложном случае придется уменьшать расчетный изгибающий момент М за счет увеличения количества свай и уменьшения горизонтального давления на сваю Е_оп^/.

Проверка поперечного сечения сваи по второй группе предельных состояний заключается в выполнении расчета по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси сваи.

Сначала проверяется необходимость расчета по раскрытию трещин из условия

, (4.37)

где – коэффициент армирования; < 0,01 при арматуре классов A-I и
A-II, если ее d = 22–40 мм и арматуре класса А-III, если d = 10–25 мм;
< 0,015 при арматуре класса A-III и d = 2840 мм.

Если условие < 0,01 выполняется, то определяется ширина продолжительного раскрытия трещин по формуле [9]

, (4.38)

где – коэффициент, принимаемый для свай, работающих на изгиб, равным 1,0;

_l – коэффициент, определяемый для элементов из тяжелого бетона при постоянных и длительных нагрузках по зависимости

, (4.39)

где – коэффициент армирования, определенный из условия ;

– коэффициент, принимаемый равным 1,0 для арматуры A-II и A-III;
_s – напряжение в стержнях крайнего ряда растянутой арматуры, МПа;
E_s – модуль упругости арматуры, МПа;

d – диаметр стержней растянутой арматуры, мм.

Для железобетонных элементов, работающих на изгиб, допускается определять _s по формуле [9]

, (4.40)

где M – наибольший изгибающий момент по длине сваи определяется по эпюре изменения M_z; M_u – предельный момент по прочности сечения сваи, равный правой части неравенства (4.34).

Если растянутая арматура расположена в два ряда, _s следует умножить на коэффициент _п

, (4.41)

где а₁ и а₂ – расстояния от центра тяжести площади сечения соответственно всей растянутой арматуры и крайнего ряда стержней до наиболее растянутого волокна бетона.

Предельно допустимое значение a_crc при продолжительном раскрытии трещин установлено 0,3 мм [9].

Если сечение сваи не удовлетворяет условию , то необходимо усилить его за счет увеличения площади растянутой арматуры или принятия арматуры более высокого класса.

Расчет свайно-подпорной стенки на 1 участке.

Определяем оползневое давление по формуле (4.9)

Е_оп =1,2 733,07 – 481,64– 300,64– 21,64=75,8 кН

Определим величину , от которой зависит расстояние между сваями в ряду по формуле (4.11)

,

.

Значения b получились достаточно большими.

Учитывая опыт проектирования свайных подпорных стен, при оползневом давлении Е_оп = 75,8 кН целесообразно принять b = 3 м и сваи расположить в два ряда в шахматном порядке.

Зная допускаемую горизонтальную нагрузку на сваю при полутвердых глинистых грунтах Р_г = 80 кН, можно определить потребное количество свай на оползневом участке

Значение b^/ округляем до 3,0 м. В дальнейшем округление b^/ до 3,0 м будет проверено расчетом сваи на прочность

.

Начальные усилия в уровне поверхности сдвига

По формуле (4.16) определяем h₁, предварительно определив R_z по формуле (4.17)

_с определяем по графику на рис. 4 [9]: _с = 0,819 1/м (при k=13000 кН/м⁴).

Приведенная глубина забивки свай в устойчивый грунт

.

Параметры единичных перемещений определяются по формулам (4.27):

Перемещения на уровне поверхности сдвига грунта у₀ и ₀ определим по формулам (4.26)

Используя формулы (4.28), определим изменение параметров y_z, M_z, Q_z и _z по длине сваи

Результаты расчета y_z, M_z, Q_z и _z приведены на рис. 4.8. На эпюре давлений сваи на грунт при ее изгибе _z одновременно построена эпюра предельных напряжений грунта R_z.

Рис. 4.8. Результаты расчета сваи на действие горизонтальной силы Е_оп^/: 1 – поверхность сдвига грунта; 2 – забивная свая

Максимальный изгибающий момент M_max=146 кН^.м, тогда расстояние от точки приложения силы Е_оп^/ до условной заделки сваи в грунте (см. рис. 1)

.

Длина сваи от ее головы до уровня условной заделки

.

Полная длина сваи равна 4,0 + 3,0 = 7 м.

Определим армирование сваи, для чего произведем расчет прочности сваи по первой группе предельных состояний. Принимаем армирование в первой попытке в растянутой зоне 425 мм и в сжатой зоне 212 мм, арматура класса A-II, R_s=280 МПа.

Проверку прочности сечения сваи на срез выполним по формуле (4.32). Определим коэффициенты:

,

,

где A_s – площадь поперечного сечения хомутов, попадающих в плоскость среза сваи 28 мм, A_s=1,01 см²

,

.

Условие на срез сваи удовлетворяется с достаточным запасом.

Для проверки прочности сваи на действие изгибающего момента сначала определим высоту сжатой зоны бетона по формуле (4.35)

– предельное состояние сечения сваи не наступает.

Прочность сечения сваи проверяется выполнением условия (4.34)

М > 109,9 кН^.м – условие прочности сваи на действие изгибающего момента не удовлетворяется.

Увеличим площадь сечения арматуры в растянутой зоне сваи. Примем арматуру класса А-II 428 мм, А_s=24,63 см² и выполним проверку условия (4.35)

,

,

М = 227,83 кНм > 133,6 кНм условие не выполняется.

Примем араматуру класса A-III 432 мм, R_s=R_sc=365 МПа, бетон класса В40, R_в = 20 МПа.

Тогда

,

М = 227,83 кНм < 230,247 кНм – условие выполняется.

Проверим необходимость расчета по раскрытию трещин в растянутой зоне сваи по условию (4.37)

,

= 0,029>0,015 – расчет на раскрытие трещин не требуется.

Окончательно принимаем сваи длиной 7 м, поперечного сечения 35 35 см, бетон класса В40, арматуру класса A-III, в растянутой зоне 432 мм и сжатой – 212 мм, расстояние между хомутами 25 см.

Рис. 4.9. Схема укрепления откоса насыпи забивными сваями

4.3 Технико-экономическое сравнение вариантов усиления на первом участке

Для сравнения принимаем два варианта: с устройством пригрузочной бермы; устройство свайно-подпорной стенки.

Сравнение вариантов производим по:

- затратам на оплату рабочим;

- стоимость материалов;

- затратам на эксплуатацию машин.

Согласно существующим нормам времени и расценкам мы определяем затраты труда на осуществление предлагаемых мероприятий по стабилизации насыпи [10,11,12].

• Определяем стоимость бермы

Таблица 4.15. Ведомость затрат труда

Сумма затрат на оплату труда определена по сумме затраченных человеко-дней на строительство конструкции и составляет

Характеристики

Список файлов ВКР