Лабораторная работа по теме: Изучение мощности и КПД источника тока.. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 291000 и 291100
Скачать 0.67 Mb.
|
5.6. Пример проектированиЯ и расЧета свайного фундамента Необходимо запроектировать свайный фундамент из висячих забивных свай, буровых столбов с уширениями и свай-оболочек. Все ранее собранные нагрузки остаются без изменения. Назначаем глубину заложения подошвы ростверка свайного фундамента dр = 2,1 м, высоту ростверка hр = 1,5 м. Свая железобетонная размерами 4040 см, длиной lсв=18 м. Для фундаментов опор мостов сваю заделывают в ростверк не менее, чем на две стороны сваи, т.е. в данном случае на 0,8 м. Допускается также заделывать сваю в ростверк с помощью выпусков арматуры, длиной, определяемой расчетом, но не менее 30 продольной арматуры периодического профиля (диаметр арматуры 18 - 24 мм) плюс тело сваи должно быть заделано в ростверк не менее чем на 10 см. Высота ростверка, считая от верхних концов свай или арматурных выпусков, должна быть не менее 0,5 м для расположения не менее двух арматурных сеток, расположенных над головами свай. Тогда конструктивная высота ростверка по первому варианту hр,min = 20,4 м + 0,5 м = 1,3 м, - по второму варианту hр,min = 30 м + 0,1 м + 0,5 м = 300,02 м + 0,1м + 0,5 м = 1,2 м. Назначенная толщина ростверка hр = 1,5 м достаточна по конструктивным соображениям. Вычерчиваем геологический разрез, наносим сваю с частью ростверка и необходимыми привязками. Несущую способность сваи определяем по формуле (6): Fd = c(cRRA + ucffihi), где c = 1; R = 5054,43 кПа - определяем по интерполяции согласно /9/ по табл.1 (см. табл. 2) ; A = b2 = (0,4 м)2 = 0,16 м2; u = 40,4 м = 1,6 м;, м2; fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое согласно /9/ по табл. 2 (см. табл. 3, рассчитанное поинтерполяции и приведенное в табл.16; hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м, приведено в табл. 16 и на рис.12; cR= 1, cf = 1.
Рис.12. Привязка сваи к геологическому разрезу Таблица 16
Fd = c(cRRA + ucffihi) = 1{15054,43кПа0,16 м2 + 1,6 м[1(46,8 кПа1,4 м + 53,75 кПа1,5 м + 57,5 кПа1,5 м + 42,312 кПа2,0 м + 44,231 кПа2,0 м + 53,9775кПа1,5 м + 55,969 кПа2,0 м + 58,245 кПа2,0 м + 60,521 кПа2,0 м + 62,3987 кПа1,3 м)]} = 2276 кН. Число свай в фундаменте определяем по формуле (16): n = kN0I/(Fd - fa2dfm) = (1,437103,28 кН)/[2276 кН - 1,2(1,2 м)22,1 м20 кН/м3] = 23,57 24 шт. Расстояние между сваями а = 3b = 1,2 м. Так как фундамент является внецентренно нагруженным, то полученное расчетом количество свай увеличиваем на 25 % и принимаем 32 сваи, а с учетом расположения свай в ростверке (см. рис. 13) принимаем 33 сваи. Свесы ростверка принимаем равными 0,25 м, считая от наружных граней крайних рядов свай. Определяем площадь ростверка свайного фундамента по формуле: Aр = bрlр = (1,4 м2 + 0,4 м + 20,25 м)(1,2 м10 + 0,4 м + 20,25 м) = 3,7 м12,9 м = 47,73 м2. Определяем вес ростверка свайного фундамента по формуле (18): NPI = fNPII = fAрhрб = 1,247,73 м21,5 м25 кН/м3 = 2147,85 кН.
Рис.13. План ростверка свайного фундамента Определяем вес грунта, лежащего на обрезе ростверка свайного фундамента по формуле (19): NGI = fNGII = fAр(dр - hр)гр = 1,247,73 м20,6 м17,248 кН/м3 = 592,74 кН. Вес свай в свайном фундаменте определяется по формуле: NСI = fNСII = fAсвlр,свбn=1,2(0,4 м)217,2 м25 кН/м333 =2724,48 кН. Определяем нагрузку, действующую на каждую сваю: N = (N0I + NGI + NСI + NPI)/n = (37103,28 кН + 592,74 кН + 2724,48 кН + 2147,85 кН)/33 = 1289,95 кН < 2276 кН/1,4 = 1625,7 кН - условие выполняется. Расчетную нагрузку на одну сваю во внецентренно нагруженном фундаменте при эксцентриситете относительно двух главных осей инерции определяем по формуле (22): n n N = [N0I + NPI + NGI + NCI]/]/n (Mxy)/yi2 (Myx)/xi2. i=1 i=1 x = 6,0 м, y = 1,4 м, xi2 = 6[(1,2 м)2 + (2,4 м)2 + (3,6 м)2 + (4,8 м)2 +(6,0 м)2] = 475,2 м2, yi2 = 22(1,4 м)2 = 43,12 м2. Nmax = 1289,95 кН + (6242,4 кНм1,4 м)/43,12 м2 + (8134,8 кНм6,0 м)/475,2 м2 = 1595,34 кН; Nmin = 1289,95 кН - (6242,4 кНм1,4 м)/43,12 м2 - (8134,8 кНм6,0 м)/475,2 м2 = 984,56 кН. Nmax = 1595,34 кН < Fd/n = 2276 кН/1,4 = 1625,7 кН - условие выполняется. Nmin = 984,56 кН > 0 - условие выполняется. Производим проверку несущей способности по грунту фундамента из свай как условного фундамента мелкого заложения. Условный фундамент принимаем в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами, определяемыми согласно /7/. Среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов m, прорезанных сваями, определяют по формуле (24): n m = ihi/d = (354,4 м + 194,0 м + 168,8 м)/17,2 м 22. i=1 Несущую способность основания условного фундамента проверяют по формуле (21), при этом подлежащие проверке среднее P, кПа (тс/м2), и максимальное Pmax, кПа (тс/м2), давления на грунт в сечении 3-4 по подошве условного фундамента определяют по формуле (25): Nc Nc [6ac(3Mc + 2Fhd)] P = ; Pmax = + , acbc acbc bc[(kd4/cb) + 3ac3] Размеры условного фундамента будут равны: ширина условного фундамента bусл = 21,4 м + 0,4 м + 2dtg 22/4 = 6,512 м, длина условного фундамента lусл = 101,2 м + 0,4 м + 2dtg 22/4 = 15,712 м. Площадь подошвы условного фундамента Aусл = bуслlусл = 6,512 м15,712 м = 102,32 м2. Определяем среднее давление под подошвой условного фундамента по первой группе предельных состояний. Общий объем условного фундамента Vобщ = Aусл(d + dр) = 102,32 м2(17,2 + 2,1) м = 1974,78 м3. Объем грунта Vгр = Vобщ - Vсвай - Vроств = 1974,78 м3 - 90,816 м3 -71,595м3 = 1812,37 м3. Вес грунта вычисляем по слоям с учетом взвешивающего действия воды NGI = fNGII = 1,2(11803,3 + 8764,1 + 7192,9) кН = 27760,3 кН. Среднее давление под подошвой условного фундамента, определенное по первой группе предельных состояний Рср = N0,I/Aусл = (37103,28 + 2147,85 + 2724,48 + 27760,3) кН/102,32 м2 = 681,6 кПа. Определяем расчетное сопротивление грунта основания осевому сжатию. Расчет производится согласно /9/ и в результате получаем R = 1123,5 кПа. Проверяем условие P R/n. 681,6 кПа < 1123,5 кПа/1,4 = 802,4 кПа - условие выполняется. Определяем максимальное Pmax, кПа (тс/м2) давление на грунт по подошве условного фундамента вдоль и поперек моста. Вдоль моста: ac = 6,512 м, bc = 15,712 м, Mc = 6242,4 кНм, Fh = 324 кН. Pmax = 694,2 кПа. Поперек моста: ac = 15,712 м, bc = 6,512 м, Mc = 8134,8 кНм, Fh = 1416 кН. Pmax = 744,9 кПа. Проверяем условие Pmax cR/n = 1,21123,5 кПа/1,4 = 965,9 кПа -условие выполняется. Определяем среднее давление под подошвой условного фундамента от действия нормативных нагрузок (по второй группе предельных состояний): Pср,II = N0,II/Aусл = (30919,4 + 1789,875 + 2270,4 + 23133,6) кН/102,32 м2 = 568 кПа. Определяем осадку свайного фундамента как условного фундамента мелкого заложения. Расчет производится аналогично определению осадки фундамента мелкого заложения. Сжимаемую толщу разбиваем на слои толщиной не более 0,4bусл = 0,46,512 м = 2,6 м. Принимаем hi = 2,5 м. Расчет осадки фундамента мелкого заложения выполняется по формулам (27) - (31). n S = (zp,ihi)/Ei, i=1 где - безразмерный коэффициент, равный 0,8; zp = Po; zg,o = df = 12,91 кН/м319,3 м = 249,2 кПа - определяется с учетом взвешивающего действия воды; Po = P - zg,o = 568 кПа - 249,2 кПа.= 318,8 кПа; P = 568 кПа - среднее давление по подошве фундамента, определенное от действия нормативных нагрузок. n zg = zg,o + ihi, i=1 Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается равной на глубине z = Hc, где выполняется условие: zp = 0,1zg. Результаты расчета осадки свайного фундамента как условного фундамента мелкого заложения приведены в табл. 17. Итак, осадка свайного фундамента S = 0,82,5 м(300,3 кПа + 241,7 кПа + 170,9 кПа + 119,8 кПа + 86,1 кПа + 63,9 кПа + 48,8 кПа + 38,2 кПа)/20,75 МПа = 10,3110-2 м = 10,31 см, что меньше предельно допустимой осадки Smax = 12 см. Так как нижний слой грунта имеет постоянный модуль деформации, то проверку несущей способности подстилающего слоя выполнять не следует /8/. Таблица 17 Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента мелкого заложения
Конструирование и расчет свайных фундаментах из буровых столбов и свай оболочек производится аналогично вышеизложенному. Литература 1. Глотов Н.М., Соловьев Г.П., Файнштейн И.С. Основания и фундаменты мостов. М.: Транспорт, 1990. - 239 с. 2. Кириллов В.С. Основания и фундаменты. Учеб. для автомобильно-дорожных вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 392 с. 3. Лисов В.М. Мосты и трубы: Учеб. пособ. Воронеж: Изд-во ВГУ 1995.-328 с. 4. Основания и фундаменты транспортных сооружений: Учеб. для вузов/ Н.М. Глотов, А.В. Леонычев, Ж.Е. Рогаткина, Г.П. Соловьев; Под ред. Г.П. Соловьева. М.: Транспорт, 1995. - 336 с. 5. Завриев К.С., Шпиро Г.С. Расчеты фундаментов мостовых опор глубокого заложения. М., Транспорт, 1970. - 216 с. 6. Силин К.С., Глотов Н.М., Завриев К.С. Проектирование фундаментов глубокого заложения. М.: Транспорт, 1981. - 252 с. 7. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 200 с. 8. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985. - 40 с. 9. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 48 с. Содержание 1. Типы свайных фундаментов и область их применения........................3 2. Виды свай и их классификация.................................................................4 3. Определение несущей способности свай.................................................6 3.1. Определение несущей способности железобетонной сваи по материалу............................................................................................7 3.2. Определение несущей способности свай-стоек по грунту.................7 3.3. Определение несущей способности по грунту свай трения...............8 4. Расчетное сопротивление грунтов основания осевому сжатию........16 5. Расчет свайных фундаментов с низким ростверком по предельным состояниям......................................................................18 5.1. Расчет центрально нагруженных свайных фундаментов с низким ростверком.............................................................................18 5.2. Расчет внецентренно нагруженных свайных фундаментов с низким ростверком ............................................................................20 5.3. Проверка несущей способности по грунту фундамента из свай как условного фундамента мелкого заложения..................20 5.4. Определение осадки свайного фундамента как условного фундамента мелкого заложения.......................................................22 5.5. Проверка несущей способности подстилающего слоя грунта........25 5.6. Пример проектирования и расчета свайного фундамента..............27 Литература.....................................................................................................31 Содержание....................................................................................................32 |