Свая рассчитывается как внецентренно сжатый элемент со случайным эксцентрицитетом. Определяем максимальное осевое усилие, действующее на сваю, при действии расчетных нагрузок (таб. 21, стр. 2):
Определяем длину сваи от условного защемления в грунте до низа ростверка по формуле (1) норм /4/. Выполняем предварительные вычисления. Осредняем величину показателя текучести грунта по длине сваи, используя данные таб. 4:
По таблице 1 Приложения 1 норм /4/ определяем по осредненному значению показателя текучести грунта величину коэффициента пропорциональности грунта K, которая составит 18000 кН/м4.
Сваи сечением 0,3х0,3 м изготавливаются из бетона класса по прочности В20 со следующими расчетными характеристиками:
Свая армируется 4 Ф 14А-II, Rs = 280 МПа; Es = 210000 МПа; As = As' = 3,08 см2, a = a' = 0,05 м. Поперечное армирование спиральное с шагом 200 мм из проволоки Ф 4 Вр-1.
Определяем изгибную жесткость поперечного сечения сваи:
Вычисляем коэффициент деформации по формуле (11) Приложения 1 норм /4/:
где γс – коэффициент условий работы, принимаемый в соответствии с п. 1 Приложения 1 норм /4/ равным 3.
Определяем длину сваи от условной заделки в грунте до низа ростверка:
где l0 – длина участка сваи, не имеющего контакта с грунтом, в нашем случае свая полностью находится в грунте и l0 = 0.
Определяем радиус инерции поперечного сечения сваи:
При жестком сопряжении свай с ростверком расчетная длина сваи l0 = 0,7 l1 = 0,7∙3,18 = 2,23 м.
Определяем гибкость сваи l0 / i = 2,23 / 0,0866 = 25,75 > 14. Поскольку гибкость сваи превышает граничное значение, необходимо в расчетах на внецентренное сжатие случайный эксцентрицитет умножать на коэффициент продольного изгиба. Случайный эксцентрицитет составляет (п. 1.21 норм /6/):
Условную критическую силу, воспринимаемую сечением, определяем по формуле (58) норм /6/. Предварительно вычисляем параметры, входящие в указанную формулу.
Момент инерции площади поперечного сечения сваи:
Момент инерции площади поперечного сечения арматуры относительно центральной оси сечения сваи:
Коэффициент δe:
Коэффициент φl:
где β по таб. 30 для тяжелого бетона равен 1,0; отношение Ml / M ≈ 1,0 в связи с незначительностью усилий, действующих на сваю, от кратковременных нагрузок.
Коэффициент α:
Коэффициент φp в связи с отсутствием предварительного напряжения арматуры равен 1,0.
Вычисляем величину условной критической силы:
Определяем коэффициент продольного изгиба по формуле (19) норм /6/:
Определяем расчетную величину эксцентрицитета приложения нагрузки:
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Определяем по формуле (25) нормативного документа /6/ предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs = Rsc и As = As':
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ = 1,0424 > ξR = 0,6225, переопределяем высоту сжатой зоны бетона по формулам (39) и (38) норм /6/. В данном случае уравнения (39) и (38) нужно рассматривать как систему, которую рекомендуется решать графоаналитическим методом. Определяем напряжение в растянутой арматуре по формуле (39) при начальном значении x = 0,2606 м:
Определяем напряжение в растянутой арматуре из формулы (38) при таком же значении x = 0,2606 м:
Результаты последовательных вычислений по формулам (39) и (38) представлены в таблице 25.
Результаты решения системы уравнений (39) и (38) методом последовательных приближений
Таблица 25
| x, м | 0,2606 | 0,25 | 0,24 | 0,23 | 0,225 | 0,224 |
| σs, кПа | -342898 | -280000 | -220662 | -161325 | -131656 | -125722 |
| σs, кПа | -62857 | -118864 | -130065 |
Решением системы уравнений является значение x, при котором напряжения в растянутой (менее сжатой) арматуре, найденные по формулам (39) и (38), совпадают. При этом указанные напряжения не должны превышать расчетного сопротивления арматуры Rs или Rsc. В противном случае сечение сваи подлежит усилению путем увеличения процента армирования, повышения класса бетона по прочности и т. п.
Высота сжатой зоны бетона по данным таб. 25 составляет 0,224 м. Проверяем несущую способность нормального сечения сваи по формуле (36) норм /6/:
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения сваи С10-30.
Дата добавления: 2015-07-16; просмотров: 212 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Фундамент ФС1. | | | Свая С12-30. |