Расчет сваи на горизонтальную нагрузку пример – 8.2.2. Расчет свай на горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты

Содержание

5.6. Расчет НС свай при действии горизонтальных нагрузок

Метод статического зондирования грунтов

— более дешевый и быстрый метод по сравнению с испытанием свай статическими нагрузками.

Заключается во вдавливании в грунт стандартного зонда, состоящего из

штанги с конусом на конце (dкон = 36 мм, F = 10 см2, < заострения 60º). Конструкция зонда позволяет как общее сопротивление его погружения, так

и величину лобового сопротивления конуса.

Так как характер деформации грунтов при вдавливании свай и зонда аналогичен, полученные данные можно использовать для определения предельных сопротивлений свай.

Fd =AR+f·h·U

f = B2·fз ;AR — сопротивление острия зондаR =B1·qз ;h — длина сваи

B1 B2 – переходные коэффициенты учитывающие разные размеры зонда и сваи.

(40)

Наряду с зондами для определения НС свай используются также эталонные сваи сечением 10х10 см двух типов – для измерения сопротивления грунта только под острием эталонной сваи, а второй – под острием и по ее боковой поверхности.

Теоретические методы

В силу своей сложности и многочисленных допущений, снижающих их точность, широкого применения на практике не нашли.

Причиной значительных горизонтальных нагрузок на фундаменты могут быть горизонтальные нагрузки от кранов в цехах, температурные расширения технологических трубопроводов предприятий, односторонний обрыв проводов ЛЭП, волновые воздействия и т.д.

5.6.а. Метод испытания сваи пробной статической нагрузкой

Позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи горизонтальной нагрузке.

Проводятся испытания следующим образом (рис. 11.14). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями, горизонтальные перемещения на каждой ступени фиксируются прогибомерами.

Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации горизонтальных смещений. По результатам испытаний строятся графики зависимости горизонтальных перемещений сваи от нагрузок (рис. 11.14 б) по которым и определяется предельное сопротивление сваи.

Рис. 11.14. Испытания свай горизонтальной нагрузкой:

1 – опытная свая; 2 – гидровлический домкрат; 3 – апрогибомер; 4 – упор из статического груза

За предельное сопротивление сваи Fu принимается нагрузка на одну ступень менее той, при которой перемещения сваи непрерывно возрастают.

НС определяется по формуле

5.6.б. Математические методы расчета свай на горизонтальную нагрузку

Ø 2 группы в зависимости от характера деформаций свай в грунте

— Первая группа – для коротких жестких свай, поворачивающихся в грунте без изгиба (рис. 11.15 а).

Разрушение системы «свая-грунт»происходит за счет потери устойчивости грунтом основания.

— Вторая группа – для свай, изгибающихся в грунте (рис. 11.15 б). Сопротивление таких – длинных гибких свай определяется прочностью

материала сваи на изгиб.

В первой группе расчет базируется на положениях теории предельного равновесия грунтов. Во второй группе методы основаны на использовании модели местных упругих деформаций.

P(x) = (x), гдекоэффициент постели

(x) – перемещение

Рис. 11.15. Схемы работы горизонтально нагруженных свай

При отнесении свай к той или иной категории жесткости следует учитывать не только длину сваи и жесткость ее поперечного сечения, но и деформационные свойства грунта, поскольку одна и та же свая, работающая в слабом грунте как короткая жесткая, в прочном грунте будет вести себя как длинная гибкая.

НС горизонтально нагруженного куста свай по нормам допускается определить как сумму сопротивлений одиночных свай.

5.7.Проектирование и расчет свайных фундаментов

Выполняется в следующем порядке:

1.Оценка ИГУ (определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие сваи).

2.Определяется тип и размер сваи

3.Определяется НС сваи (расчетная, допустимая на сваю нагрузка)

-расчетом по таблицам (СНиП)

-по испытаниям

-по данным статического зондирования

4.Определяется необходимое количество свай

5.Размещение свай в плане и конструирование развертка

6.Проверка давления, приходящегося на одну сваю. (При несоблюдении данного условия производится перерасчет свайного фундамента).

7.Определяется осадка свайного фундамента.

Всю последовательность (более подробно) см. практику.

Остановимся на ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ РАСЧЕТА

5.7.а Основные положения расчета

Расчет свайных фундаментов и их оснований производят по двум группам предельных состояний:

-По первой группе – по НС грунта основания свай; по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом…; по прочности материала свай и ростверков

-По второй группе – по осадкам свайного фундамента от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайного фундамента

∙Расчет по НС грунта основания заключается в выполнении условия

N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, Fd – НС сваи,

– коэффициент надежности, принимаемый равным от 1,2 до 1,4 в зависимости от метода, которым была определена НС сваи

∙Расчет свайного фундамента по предельной составляющей второй группы (по деформациям) производят исходя из условия

осадка при действии вертикальных нагрузок горизонтальное перемещение и угол поворота сваи, при действии горизонтальных нагрузок и моментов

5.7.б Определение числа свай в фундаменте и размещение их в плане

-Центрально нагруженный свайный фундамент

∙Зная Fd – несущую способность сваи и принимая, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все сваи фундамента, необходимое число свай (n) в кусте или на 1 м/п (в ленточном фундаменте) определяют по формуле

– то же

-рассчетная нагрузка на куст или на 1 погонный метр

∙Для куста свай полученное по формуле число свай округляют в сторону увеличения до целого числа

∙Сваи в ростверке располагают компактно (а = 3 d) по прямоугольной сетке или в шахматном порядке т.к. при а<3 d – трудно или невозможно забить сваи из-зачрезмерного уплотнения окружающего грунта (межсвайного пространства), а при а>3 d – увеличиваются размеры ростверка.

∙ Расстояние от крайнего ряда свай до края ростверка 1 d.

∙Ростверки кустов свай конструируются как обычные фундаменты мелкого заложения и рассчитываются на продавливание колонной или угловой сваей, на на поперечную силу в наклонных сечениях и на изгиб по СниП «Железобетонные конструкции».

∙Если сваи куста работают только на сжимающую нагрузку, то достаточно их заделки в ростверк на 5…10 см, если же сваи воспринимают выдергивающие нагрузки или моменты, то их связь с ростверком делают более надежной, для чего оголовки свай разбивают и обнаженную арматуру замоноличивают в бетон ростверка.

∙После размещения свай в плане и уточнения габаритных размеров ростверка определяют нагрузку N приходящуюся на каждую сваю, и проверяют условие

N — нагрузка на каждую сваю в ростверке

∙Если условие не выполняется, то необходимо выбрать или другой тип свай, имеющий более высокую НС, или увеличить число свай в фундаменте и повторить расчет.

∙Для свайного фундамента под стену (ленточного свайного фундамента) число свай на 1 п.м. может быть дробным. Тогда расчетное расстояние между осями свай по длине стены определяется по формуле

∙Полученный результат округляют до кратного 5 см. В зависимости от а определяется число рядов свай. Различают: однорядное, шахматное и двухрядное.

∙Из-зазначительного увеличения размера ростверка принимают, как правило, не более двух рядов свай.

Если же по расчету получается а<1,5 d, то лучше увеличить длину свай или ее сечение, т.е. НС.

∙Железобетонные ростверки ленточных свайных фундаментов рассчитывают как неразрезные многопролетные балки в соответствии с требованиями СниП «Железобетонные конструкции».

-Внецентренно нагруженный свайный фундамент

∙Предварительное число свай при внецентренном нагруженным свайном фундаменте определяют, так же как и при центральной нагрузке

азатем увеличивают ≈ на 20%.

∙Расчетную нагрузку, приходящуюся на отдельную сваю, в общем случае, когда моменты действуют в направлении двух осей, определяют по формуле внецентренного сжатия

-расчетнаянагрузка на сваю при внецентренном сжатии

где , Mx, My – соответственно расчетная вертикальная нагрузка кН, и расчетные изгибающие моменты кН·м, относительно главных центральных осей х иу плана своей в плоскости подошвы ростверка(рис.):

n – число свай в фундаменте;

x1, y1 – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

x, y – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м

Рис. 11.16. Внецентренно нагруженный свайный фундамент

∙ Максимальное усилие на сваю, найденное по этой формуле, должно удовлетворять условию

При кратковременных (ветровых, крановых и т.п.) и особых нагрузках допускается перегрузка крайних свай на 20%.

Если условие не выполняется необходимо увеличить число свай в фундаменте или расстояние между ними.

5.7.в. Расчет осадки свайного фундамента

∙ Сложность определения осадок свайного фундамента связана с тем, что они предают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай. При этом соотношение предаваемых нагрузок зависит от многих факторов:

-числа свай в фундаменте

-их длины

-расстояния между сваями

-свойств грунта и степени его уплотнения при погружении свай.

Поэтому при расчете принимают упрощающие допущения, снижающие их точность. С другой стороны, чем точнее расчетная схема, тем сложнее методика расчета.

∙ В настоящее время в большинстве случаев свайный фундамент при расчете его осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании, т.е. все, что находится в пределах АБВГ (рис) рассматривается как единый массив.

– углы внутренниго трения для отдельнных пройденых свай и слоев грунта толщинами

Рис. 11.17. Схемы условных фундаментов для расчета по второй группе предельных состояний

∙При наличии в фундаменте наклонных свай, плоскости АБ и ВГ проходят через их концы (рис. б). Размеры подошвы условного фундамента в этом случае определяются расстояниями между нижними концами наклонных свай.

∙Если в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более 30 см, то, поскольку трение в них принимается равным нулю, осадку свайного фундамента из висячих свай определяют с учетом уменьшенных габаритов условного фундамента (рис. в). Уширение учитывается только у слоев, залегающих ниже слоя торфа или ила.

∙Во всех рассмотренных случаях при определении осадок расчетная нагрузка, передаваемая условным фундаментом на грунт основания, принимается равномерно распределенной.

Расчет осадки свайного фундамента, как условного массивного, выполняется теми же методами, что и расчет фундамента мелкого заложения. При этом также требуется выполнение условия. Чтобы среднее давление (Р)

studfiles.net

Расчет нагрузки свайного фундамента: пример расчета

Методика расчёта необходимого количества свай для фундамента с исходными данными и конкретными примерами. Провести точный и правильный расчёт нагрузки свайного фундамента с учётом всех параметров, требований, норм и правил может каждый человек, знающий сопромат и разбирающийся в математике. На практике это сложно и не нужно неспециалисту, а возможные просчёты могут привести не только к убыткам.  Но понять принцип расчёта поможет краткая упрощённая методика:

  • Подсчитывается общий вес сооружения.
  • Определяются снеговая и ветровая нагрузки исходя из средних обобщённых данных.
  • Подсчитывается полезная или бытовая нагрузка.
  • Подсчитывается общий вес ( сбор весов).
  • Ориентируясь на полную площадь строения и минимально допустимый шаг свай .определяется их общее максимальное количество
  • Подсчитывается суммарная площадь оснований свай.
  • Подбирается типоразмер и реальное количество свай.
  • На основе максимальных значений расстояний между сваями с учётом равного распределения нагрузок  формируется план свайного поля.
  • С учётом распределения нагрузок от строения проектируется и рассчитывается ростверк .

Конкретные цифры для расчётов

В случае, когда сложно либо невозможно определить несущую способность грунта, принимается значение 2,5 кг\см2,  это усреднённый показатель для грунтов российской средней полосы.

Исходные данные для расчёта свайных фундаментов

Максимальный шаг винтовых свай для малоэтажного и хозяйственного индивидуального строительства:

  • строения из бревна или бруса 3 м;
  • сооружения каркасного либо сборно-щитового типа 3 м;
  • здания с несущими стенами из облегчённых блоков 2,5 м;
  • дома из кирпича  и полнотелых бетонных блоков 2 м;
  • монолитные сооружения 1,7 м.

Для кустов свай под печи, колонны и подобные сооружения с сосредоточенной нагрузкой допустимое минимальное расстояние между сваями 1,5 м, для веранд и аналогичных построек 1,2 м.

Вес конструкций и частей зданий

Для сбора весов  допустим приблизительный подсчёт. Ошибка в большую сторону приведёт к небольшому увеличению стоимости работ. Если же реальные нагрузки окажутся больше расчётных, то возможно разрушение фундамента и здания в целом.

Предпочтительный ориентир при отсутствии точной информации максимальное значение.

Стены :

  • кирпичные 600-1200кг\м2;
  • бревенчатые 600 кг\м2;
  • газо- и пенобетонные 400-900 кг\м2;
  • каркасные и панельные 20-30 кг\м2.

Крыши с учётом стропильной системы:

  • листовая сталь, в т.ч. металлопрофиль и металлочерепица 20-30 кг\м2;
  • листы асбоцементные 60-80 кг\м2;
  • рубероид и другие мягкие покрытия 30-50 кг\м2.

Перекрытия:

  • деревянные с утеплителем 70-100 кг\м2;
  • цокольные с утеплителем 100-150 кг\м2;
  • монолитные армированные 500 кг\м2;
  • плитные пустотелые 350 кг\м2.

Снеговая и ветровая нагрузки подсчитываются с учётом средних региональных показателей с поправочными коэффициентами. Средняя эксплуатационная (полезная) нагрузка с учётом веса людей, оборудования, техники, мебели, домашней утвари — 100 кг\м2. После сведения веса необходимо применить к результату коэффициент запаса 1,2.

Пример подсчёта потребности в сваях

Для примера расчёта возьмём одноэтажный дачный дом:

  • с крышей из металлочерепицы;
  • стены бревенчатые;
  • перекрытия деревянные;
  • размер 6 Х 6 м;
  • без фундаментальной печи;
  • высота стен 2,4 м.

Расчет:

  • вес стен из бревна: 2,4 (высота) Х  24 (периметр) Х 600 =  34560;
  • вес перекрытий: 36 (площадь) Х2 Х 100 = 7200;
  • вес крыши: 54 (площадь) * 20 = 1080;
  • полезная нагрузка: 100 Х 36 = 3600.

Сборный вес дома: 34560+7200+1080+3600=46440 кг.

Снеговую нагрузку определяем для севера нашей страны по номинальной массе снежного покрова 190 кг\м2. Отсюда расчет равен: 6х6х190=6840 кг.

Итоговый сборный вес: (46440+6840) Х 1,2 (запас) = 63936 кг.

Выбираем сваю самого популярного размера 89*300мм при её погружении на 2,5 м с несущей способностью 3,6 т, а сводный вес также переводим в тонны. 63,9 : 3,6 = 17,75 шт. — понадобится 18 штук  винтовых свай.

Далее сваи распределяются по свайному полю с учётом первоочередной установки в углах, примыканиях и пересечениях. Количество буронабивных свай будет соответствовать расчёту количества свай винтовых при соблюдении аналогичных параметров.

Для расчёта нагрузок, подбора оптимальных параметров свай и их количества, а также расчёта ростверка, разработаны специальные компьютерные программы, например, StatPile и GeoPile, облегчающие и упрощающие задачу по устройству фундаментов.

Расчёт ростверка

Назначение ростверка равномерное распределение нагрузок на свайную конструкцию. Расчёты параметров ростверка учитывают силы продавливания основания в целом, по каждому углу и воздействия на изгиб.

Довольно сложные подсчёты  застройщикам могут заменить стандартные решения, применение которых возможно только  небольших индивидуальных строений:

  • Материал исполнения ростверка: металлический швеллер, двутавр, монолитный бетон с армированием, брус или бревно сечением не менее материала стен.
  • Голова сваи должна входить в ростверк не меньше, чем на 10 см  для монолитного исполнения
  • По ширине ростверк не может быть меньше толщины стены.
  • Высота должна быть не меньше 30 см для бетона.
  • Ростверк должен располагаться как минимум на 20 см над уровнем почвы.
  • Соединение опор с ростверком может быть жёстким либо свободным.

Более детальная информация по теме:

fasad-prosto.ru

Расчет свайного фундамента

На странице представлена технология расчетов фундаментов на железобетонных сваях. Вы узнаете, какие нормативы СНиП регулируют расчет свайного фундамента с ростверком и как реализуется этот процесс на практике. 

Для того чтобы свайный фундамент был надежен и долговечен, необходимо профессионально производить его расчет. Результаты расчета свайного фундамента (ростверка) отражаются в проекте и являются обязательными для исполнения строителями. Наша компания осуществляет забивку свай для свайных фундаментов в строгом соответствии со строительными нормами и на основании проекта.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Расчетом свайно-ростверковых фундаментов занимаются профильные специалисты — инженеры-проектировщики. Выполнению расчетов предшествуют геодезические изыскания на строительной площадке, которые дают проектировщикам необходимую исходную информацию о характеристиках грунтов на объекте. Важно: без реализации геодезического анализа почвы на объекте проектирование ростверкового фундамента не может быть выполнено правильно, поскольку ключевой параметр  фундамента — его несущую способность, можно рассчитать только на основании силы сопротивления грунта.

Рис: Схема свайно-ростверкового фундамента

Процесс геодезии участка начинается с бурения пробных скважин, из которых забирается керн (проба) почвы для дальнейшего анализа в лабораторных условиях. На основе полученных данных производится расчет следующих параметров фундамента.

Свайная часть:

  • Требуемая глубина заложения опор;
  • Диаметр опор;
  • Общее количество опор в фундаменте;
  • Схема размещения свай.

Ростверковая часть:

  • Конфигурация ростверка — низкий, повышенный, высокий;
  • Сечение ростверка;
  • Устойчивость конструкции к нагрузкам на изгиб, продавливание;
  • Способ армирования обвязки.


Рис
: Схема положения ростверка фундамента

Важно: высота размещения ростверка выбирается исходя из степени пучинистости почвы на объекте и веса возводимого здания — легкие дома на склонном к пучению грунте строятся на высоких (поднятых на 20-30 см. над уровнем почвы) ростверках, в нормальных грунтах обвязка укладывается на поверхность почвы, при необходимости обустройства технического подпола либо цокольного этажа, ростверк размещается ниже глубины промерзания почвы. 

 

Как производится расчет свайного фундамента

Производство расчетов свайных фундаментов и оснований выполняется по предельным состояниям 1-й и 2-й группы.

К первой группе предельных состояний относятся:

  • прочность материалов, из которых изготовлены сваи и свайные ростверки
  • несущая способность грунта
  • несущая способность оснований, в случаях наличия значительных горизонтальных нагрузок

Смотрите так же:

Ко второй группе предельных состояний относятся:

  • осадки свайных оснований от вертикальных нагрузок
  • перемещения (или горизонтальные повороты) свай вместе с окружающим грунтом при наличии горизонтальных нагрузок и моментов
  • образование или раскрытие трещин в железобетонных конструкциях свайных фундаментов.

Проектирование свайного ростверка по вышеуказанным предельным состояниям ведется по следующим формулам.

Устойчивость к продавливанию угловой сваей: , где: 

  • Fаi — нормативная нагрузка на угловую свайную опору;
  • h01 — высота обвязки в месте стыковки с угловой сваей;
  • — сила нагрузки, образуемой давлением сваи на ростверк;
  • Ві — расчетный коэффициент, который определяется на основании формулы Ві = К(Hоі/Соі).

Устойчивость к нагрузкам на изгиб:  и , где: 

  • Мхі, Муі — действующие на ростверк изгибающие моменты;
  • — нормативна нагрузка на свайные опоры;
  • Хі, Уі — расстояние между нижней гранью ростверка и осями свайных опор;
  • Мfx, Мfy — действующие на ростверк изгибающие моменты местного типа;

Прочностная устойчивость к поперечным нагрузкам:   :

  • Q — нормативная устойчивость свайных опор, размещенных вне части ростверка, испытующей наибольшие поперечные нагрузки;
  • b — ширина обвязки;
  • Rbt — сопротивление обвязки к нагрузкам на растяжение по материалу;
  • Ho — высота обвязки;
  • С — расстояние от нижнего контура ростверка до оси свайной опоры. 

Расчет свайного фундамента СНиП

Проектирование свайного фундамента ведется на основании двух нормативных актов:

  • Ростверк рассчитывается согласно рекомендаций СНиП №2.03.01 «Конструкции из бетона и железобетона»;
  • Сваи рассчитываются по СНиП №2.17.77 «Свайные фундаменты».

Важно: соблюдение положений вышеуказанных строительных документов при проектировании свайно-ростверковых фундаментов обязательно.

Что учитывается при расчете свайных фундаментов

Итак, рассмотрим, какие аспекты при расчете свайных фундаментов принимаются в учет:

  • Все возможные нагрузки и воздействия на свайный фундамент рассчитываются на основании СНиП, при этом указанные значения умножаются на так называемый коэффициент надежности, определенный в «Правилах учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций».
  • Несущая способность сваи и свайного фундамента рассчитывается как на основные сочетания нагрузок, так и особые.  Расчет по деформациям производится на основные сочетания.
  • В расчетах используются расчетные значения характеристик применяемых материалов и грунтов на строительной площадке (на основании исследований грунтов и проведенных статических или динамических испытаний свай), исходя из значений, указанных в СНиП.

  • Кроме того в обязательном порядке учитываются тип используемых свай (сваи-стойки или висячие сваи), их собственный вес и показатели ветровых (креновых) нагрузок.
  • При расчетах фундамент с ростверком на сваях рассматривается, как единая рамная конструкция, воспринимающая как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, и изгибающие силы.
  • При значительных проектных нагрузках и в условиях сложных грунтов, в том числе с высоким уровнем грунтовых вод, в расчетах учитываются и отрицательные силы трения при осадке здания.
  • Есть и другие аспекты, связанные с различными грунтами и их состоянием, которые также учитываются в расчетах.

Пример расчета свайного фундамента

Пример расчета свайного фундамента можно легко найти в интернете, однако он изобилует специфическими формулами и символами, в которых неподготовленному человеку разобраться весьма проблематично, да и ни к чему – это дело специалистов.

В качестве примера приводим алгоритм расчета свайно-ростверкового фундамента:

  • Расчет массы строения;

 Чтобы определить массу здания необходимо отдельно рассчитать вес каждого конструктивного элемента дома  (кровли, перекрытий, стен, стяжки, стропильной системы). Делается это исходя из размеров конструктивных частей зданий и усредненного веса одного квадратного метра стройматериалов.

Рис: Вес конструктивных элементов здания

  • Расчет полезных нагрузок;

К полезным нагрузкам относится вес мебели, декоративной облицовки стен, людей и предметов, находящихся в доме во время эксплуатации сооружения. Согласно действующим строительным нормативам, величина эксплуатационной нагрузки составляет 100 кг на 1 м2 перекрытия жилого здания.

Важно: нагрузка высчитывается посредством умножения совокупной площади перекрытий дома (с учетом всех этажей) на 100 кг.

  • Расчет снеговых нагрузок;

Необходимо определить, какая нормативная снеговая нагрузка приходится на ваш регион, и умножить полученную величину на площадь кровли здания.

Рис: Карта снеговых нагрузок РФ

  • Определение совокупных нагрузок на фундамент;

Суммируем массу здания, полезную и снеговую нагрузку и умножаем полученную величину на коэффициент надежности. Для жилых зданий его величина составляет 1,2.

  • Определение грузонесущей способности сваи;

Исходя из полученных в результате геодезических изысканий характеристик грунтов высчитываем несущую возможность одной железобетонной сваи по формуле:

  • Определение количества свай в фундаменте и требуемой длинны опор.

Чтобы рассчитать количество свай делим совокупные нагрузки, действующие на основание, на грузонесущую способность одной сваи.

Длина свай определяется исходя из типа грунтов на объекте. Опорная подошва опоры должна вскрывать неустойчивые верхние пласты грунта и углубляться  не менее чем на 1 метр в высокотвердые песчаные либо глинистые породы.

Рис: Схема заглубления ЖБ свай

К требуемой длине добавляются 40 см., необходимые для сопряжения свай с железобетонным ростверком. В фундаменте сваи размещаются с шагом в 2-2.5 метров, по одной опоре устанавливается на углах дома и в точках пересечения его стен.

  • Расчет ростверка

Расчет ростверка выполняется по указанных в предыдущем разделе статьи формулам. Рекомендуем доверить проектирование обвязки профессионалам, поскольку самостоятельно произвести правильные расчеты, не обладая должным опытом, невозможно.

Наиболее часто используемое сечение ростверка — 40*30 см. Тело обвязки формируется из бетона марок М200 и М300, конструкция дополнительно армируется продольно-поперечным каркасом из прутьев арматуры А2 и А1 (10-15 мм. в диаметре).

Наша компания производит свайные работы, в том числе испытания свай, в строгом соответствии с расчетными данными и СНиП. Тем самым обеспечивается высокое качество результатов и надежность построенного свайного фундамента.

Получить детальную консультацию по погружению свай вы можете у наших специалистов, предварительно заполнив форму:

Так же рекомендуем посмотреть:

 
Наша компания занимается свайными работами — обращайтесь, поможем!

 

ustanovkasvai.ru

Расчет сваи на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

РАСЧЁТ
СВАИ НА СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СИЛ И МОМЕНТА (И-1)

Расчёт
выполняется в соответствии с руководством по проектированию свайных фундаментов
к СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» и в
соответствии с СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных
фундаментов». Методика расчёта изложенная в этих нормативных документах
идентична.

Расчёт
— одностадийный. Окружающий сваю грунт работает как упругая
линейно-деформируемая среда.

ПАРАМЕТРЫ
И УСЛОВИЯ РАБОТЫ СВАИ

Тип
сваи — забивная, погружаемая без выемки грунта.

Поперечное
сечение сваи круглое диаметром 0.600 м.

Момент
инерции поперечного сечения сваи I = 0.005103 м4.

Модуль
упругости материала сваи E = 29000.0 МПа.

Жёсткость
ствола сваи EI = 147986.999 кНм2

Свая
работает в составе ростверка с однорядным расположением свай вдоль оси
нагрузок.Сопряжение сваи с ростверком жёсткое.

Свая
используется в составе высокого ростверка. Высота подошвы ростверка над уровнем
расчётной поверхности земли 2.000 м.

Отметка
поверхности грунта у сваи 10.150 м.

Отметка
верха сваи 12.150 м.

Отметка
низа сваи 2.150 м.

Расчётная
горизонтальная нагрузка действующая на сваю в уровне подошвы ростверка Q =
40.000 кН.

Расчётный
изгибающий момент действующий на сваю в уровне подошвы ростверка M = 20.000
кНм.

Момент
от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента в уровне нижнего конца сваи
Mп = 320.000 кНм.

Момент
от внешних временных нагрузок в сечении фундамента в уровне нижнего конца сваи
Mв = 320.000 кНм.

Физико-механические
свойства геологических элементов приведены в таблице 1.

Таблица
№1

Обозначение
геологического элемента

Свойства
геологического элемента

ИГЭ-1

песок средней плотности

коэффициент пористости e = 0.675 д.е.

расчётное значение удельного веса γ = 18.000 кН/м3

расчётное значение угла внутреннего трения φ = 30.000 град.

расчётное значение удельного сцепления c = 2.000 кПа

коэффициент пропорциональности K = 6500.0 кН/м4

Геологическая
колонка по свае приведена в таблице 2.

Таблица
№2

Обозначение
грунта слоя

Отметка
кровли слоя, м

Отметка
подошвы слоя, м

Толщина
слоя, м

ИГЭ-1

10.150

2.150

8.000

Опорный
слой для нижнего конца сваи — ИГЭ-1

РЕЗУЛЬТАТЫ
РАСЧЁТА

Толщина
грунта, определяющая работу сваи на горизонтальную нагрузку составляет lk =
3.600 м.

Приведенное
значение коэффициента пропорциональности грунта в пределах толщины lk
составляет К = 6500.0 кН/м4.

Условная
ширина сваи bp = 1.400 м.

Коэффициент
деформации, характеризующий совместную работу сваи и грунта αε = 0.572 1/м.

Фактическая
глубина погружения сваи в грунт = 8.000 м.

Приведенная
глубина погружения сваи в грунт = 4.580 м.

Безразмерные
коэффициенты:

A0 =
2.441

B0 =
1.621

C0 =
1.751

Перемещения
сечения сваи в уровне расчётной поверхности грунта от действия еденичных
нагрузок:

εnn=
8.791E-005 м/кН.

εmn
= 3.342E-005 рад./кН.

εnm
= 3.342E-005 1/кН.

εmm
= 2.067E-005 рад./(кН/м.)

Длина
участка сваи от подошвы высокого ростверка до поверхности грунта l0 = 2.000 м.

Расчётное
значение горизонтальной силы в уровне расчётной поверхности грунта H0 = 40.000
кН.

Расчётное
значение изгибающего момента в уровне расчётной поверхности грунта M0 = 100.000
кНм.

Горизонтальное
перемещение поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности грунта u0 =
0.686 см.

Угол
поворота поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности грунта ω0 =
3.404E-003 рад.

Расчётное
горизонтальное перемещение поперечного сечения сваи uр = 1.466 см.

Расчётный
угол поворота поперечного сечения сваи ωp = 4.215E-003 рад.

Проверка
устойчивости окружающего сваю грунта выполняется для одного расчётного сечения.

Приведенная
глубина расчётного сечения 0.850 м.

Фактическая
глубина расчётного сечения 1.485 м.

Высотная
отметка расчётного сечения 8.665 м.

Безразмерные
коэффициенты:

A1 =
0.996

B1 =
0.849

C1 =
0.361

D1 =
0.102

vunivere.ru

Расчет нагрузки на сваю при действии горизонтальных нагрузок

Причиной значительных горизонтальных нагрузок на фундаменты могут быть горизонтальные нагрузки от кранов в цехах, температурные расширения технологических трубопроводов предприятий, односторонний обрыв проводов ЛЭП, волновые воздействия и т.д.

Метод испытания сваи пробной статической нагрузкой

Позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи горизонтальной нагрузке.

Проводятся испытания следующим образом (рис. 11.14). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями, горизонтальные перемещения на каждой ступени фиксируются прогибомерами.

Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации горизонтальных смещений. По результатам испытаний строятся графики зависимости горизонтальных перемещений сваи от нагрузок (рис. 11.14 б) по которым и определяется предельное сопротивление сваи.

Рис. 11.14. Испытания свай горизонтальной нагрузкой:

1 – опытная свая; 2 – гидровлический домкрат; 3 – апрогибомер; 4 – упор из статического груза

За предельное сопротивление сваи Fu принимается нагрузка на одну ступень менее той, при которой перемещения сваи непрерывно возрастают.

НС определяется по формуле

Fd  =    ;    = 1

 Математические методы расчета свай на горизонтальную нагрузку

Ø 2 группы в зависимости от характера деформаций свай в грунте

— Первая группа – для коротких жестких свай, поворачивающихся в грунте без изгиба (рис. 11.15 а).

Разрушение системы «свая-грунт» происходит за счет потери устойчивости грунтом основания.

— Вторая группа – для свай, изгибающихся в грунте (рис. 11.15 б).

Сопротивление таких – длинных гибких свай определяется прочностью материала сваи на изгиб.

В первой группе расчет базируется на положениях теории предельного равновесия грунтов. Во второй группе методы основаны на использовании модели местных упругих деформаций.

P(x) = (x), где коэффициент постели

                               (x) – перемещение

Рис. 11.15. Схемы работы горизонтально нагруженных свай

При отнесении свай к той или иной категории жесткости следует учитывать не только длину сваи и жесткость ее поперечного сечения, но и деформационные свойства грунта, поскольку одна и та же свая, работающая в слабом грунте как короткая жесткая, в прочном грунте будет вести себя как длинная гибкая.

НС горизонтально нагруженного куста свай по нормам допускается определить как сумму сопротивлений одиночных свай.

students-library.com

РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НАГРУЗОК

РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НАГРУЗОК

Причиной значительных горизонтальных нагрузок на фундамен­ты могут быть тормозные нагрузки от кранов в цехах с тяжелым крановым оборудованием, температурные расширения технологи­ческих трубопроводов предприятий нефтехимической и нефтегазо­вой промышленности, односторонний обрыв проводов у ЛЭП, волновые воздействия и навал судов у причальных сооружений и т. д. Очевидно, что во всех этих случаях оценка несущей способ­ности свай на горизонтальную нагрузку имеет весьма существенное значение.

В настоящее время несущая способность сваи на горизонталь­ную нагрузку определяется либо методом испытания пробной на­грузкой, либо одним из математических методов расчета.

 

Метод испытания свай пробной статической нагрузкой позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи действию горизонтального усилия. При проведении испытаний гори­зонтальные усилия на сваю создаются, как правило, гидравличес­кими домкратами, установленными либо между двумя забитыми сваями, либо между опытной сваей и упором из статического груза, чаще всего из железобетонных блоков (рис. 11.14, а). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями, горизонтальные перемещения сваи на каждой ступени нагрузки фиксируются прогибомерами. Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации гори­зонтальных перемещений.

По результатам испытаний строятся графики зависимости гори­зонтальных перемещений сваи от нагрузок (рис. 11.14, б), по кото­рым и определяется предельное сопротивление сваи.

За предельное сопротивление сваи Fuпринимается нагрузка на одну ступень менее той, без увеличения которой перемещения сваи непрерывно возрастают. Несущую способность горизонтально на­груженных свай по результатам испытаний определяют по формуле

где γc — коэффициент условий работы;

γg — коэффициент надежности по грун­ту.

 

при коэффициенте условий работы γc == 1.

 

Математические методы расчета свай на горизонтальные нагруз­ки можно разделить на две группы в зависимости от характера деформаций свай в грунте.

Первая группа методов разработана для коротких жестких свай, которые под действием горизонтальной нагрузки поворачиваются в грунте без изгиба, как это показано на рис. 11.15, а. Разрушение системы «свая — грунт» происходит за счет потери устойчивости грунтом основания. Расчет базируется на положениях теории пре­дельного равновесия грунтов. За предельную принимается такая горизонтальная нагрузка, при которой реактивный отпор грунта у нижнего конца сваи достигнет предельного значения.

 

Вторая группаметодов разработана для свай, которые под действием горизонтальных нагрузок из­гибаются в грунте (рис. 11.15, б). Со­противление таких свай, называемых длинными гибкими, определяется про­чностью материала сваи на изгиб. Ме­тоды расчета второй группы, как прави­ло, основаны на использовании модели местных упругих деформаций


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 333 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su — 2015-2019 год. (0.008 сек.)

mybiblioteka.su