Расчет ростверка на продавливание колонной

Промышленное здание в городе Соликамск
Рефераты >> Строительство >> Промышленное здание в городе Соликамск

Глубина расположения условной заделки сваи от подошвы ростверка:

l1 = 2/αε = 2/0,999 = 2,00 м.

В заделке действуют усилия: продольная сила NI max = 532,97 кН.; изгибающий момент МI = Qtot I×l1/n = 70 ×2,00/6 = 23,33 кН.×м.

Точка, соответствующая значениям указанных усилий, лежит на графике ниже кривой для принятой сваи (сечение 300х300, бетон класса В20, продольное армирование 4Æ10АIII), следовательно, предварительная проверка показывает, что прочность сваи по материалу обеспечена.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Класс бетона ростверка принимаем В20, тогда Rbt = 0,90 МПа. (табл. 13 СНиП 2.03.01–84*). Рабочую высоту сечения принимаем h0 = 50 см.

Расчетное условие имеет следующий вид:

;

Размеры bcol = 600 мм., hcol = 1400 мм., c1 = 400 мм. и c2 = 200 мм. показаны на рис., коэффициент надежности по назначению gn = 0,95.

Определяем коэффициент a, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана, для чего предварительно определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны Аf (по наружному обводу обоих ветвей).

Af = 2 × (bcol + hcol) × hg = 2 ×(0,6 + 1,4)×1,25 = 5,00 м2.;

α=1–0,4×Rbt×Аf/Ncol I=1–0,4×0,9×103×5,00 /2649,6 =0,32<0,85.

Принимаем a = 0,85.

Значения реакций по верхней горизонтальной грани:

а) в первом ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части:

F1=NcolI/n+McolI×y1/Σyi2=1900,4 /6+702,1 ×1,25/4×1,252=457,15 кН.

Величина продавливающей силы определяется по формуле:

Fper =2×ΣFi =2×(F1+2×F2)=2×(457,15 +2×0)=914,3 кН.

Предельная величина продавливающей силы, которую может воспринять ростверк с принятой толщиной дна стакана:

F= (2×h0×Rbt/α)×[h0×(bcol + c2)/c1 +h0×(hcol + c1)/c2] =

=(2×0,5×0,9×103/0,85)×[0,5×(0,6+0,2)/0,4+0,5×(1,4+0,4)/0,2]=

=5823,4 кН.> gn× Fper = 0,95× 914,3 =868,59 кН.,

т.е. прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Расчет свайного фундамента по деформациям

Выполним расчет свайного фундамента по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента по формуле 14 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*:

проверяем выполнение условия:

Горизонтальная нагрузка на голову сваи равна:

H1=QtotI ×gn /n =70/6=11,67 кН.

Коэффициент деформации αε = 0,999 м-1. Условная ширина сечения сваи bp = 0,95 м. Прочностной коэффициент пропорциональности, для суглинка мягкопластичного (JL = 0,45), по табл. 1 прил. 1 СНиП 2.02.03–85* равен: a = 64,4 кН./м3.

Приведенное значение продольной силы для приведенной глубины погружения сваи в грунт = l × αε = 6,95×0,999 = 6,95 > 4 определяем по табл. 2 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* (шарнирное сопряжение сваи с ростверком) при l = 4 и zi = 0. Получаем = 0,409, тогда:

Hel=0,409×64,4×0,95/0,9992 =25,07 кН.

Так как сила Hel = 25,07 кН. > gn×HI = 11,67 кН., то расчет ведем по первой (упругой) стадии работы системы свая-грунт.

При шарнирном опирании низкого ростверка на сваи М0=0 и =0, следовательно, формулы (30) и (31) по п.12 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* примут вид:

Определяем перемещение в уровне подошвы ростверка от единичной горизонтальной силы НII =1:

εнн = А0/αε3×Еb×I= 2,441/0,9993×24×106×0,675×10-3 =0,000151 м./кН.,

εмн = В0/αε3×Еb×I= 1,621/0,9993×24×106×0,675×10-3 =0,000100 м./кН.,

где безразмерные коэффициенты А0 и В0 приняты по табл. 5 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85* для приведенной глубины погружения сваи = 4 м.

U0=Up=QtotII×εнн/n =70 ×0,000151/6=0,0018 м.,

Ψ0=Ψp =QtotII×εмн/n =70 ×0,000100/6=0,0012 рад.

Так как Up = 0,18 см. < Uu = 1см., условие ограничения горизонтального перемещения головы сваи выполнено.

Расчет устойчивости основания

Выполним расчет устойчивости основания, окружающего сваю по условию (25) прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*, ограничивающему расчетное давление σz, передаваемое на грунт боковыми поверхностями сваи:

Здесь расчетный удельный вес грунта с учетом взвешивания в воде (для слоя 2)gI = gsb = 9,3 кН./м3.; φI = 180; cI = 14 кПа.; коэффициент x = 0,6 (для забивных свай); коэффициент η1 = 0,7. При установлении значения коэффициента η2 по формуле (26) прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*, используем данные табл. 5, из которой следует, что момент от внешних постоянных нагрузок в сечении на уровне нижних концов свай составит для оси Л:

Мс = 117,8 + 10,6 × 8,75= 210,55 кН.×м.

Момент от временных нагрузок в том же сечении составит:

Мt = 99,8 + 324,9 + 27,9 + (1,9 + 50,4 + 0,7) × 8,75 = 916,35 кН.×м.;

η2 = (Мс +Мt)/(ñ×Мс +Мt)= (210,55 +916,35)/(2,5×210,55 +916,35)=0,80

Расчетное давление на грунт σz, кПа., определяем по формуле (36) и указаниям п.13 прил. 1 к СНиП 2.02.03–85*:

,