Расчет основания и фундамента по второй группе предельных состояний, Определение осадки основания фундамента, Определение крена фундамента - Проектирование фундамента под промежуточную опору моста

Расчет основания и фундамента по второй группе предельных состояний - это расчет по деформациям.

Расчет основания и фундамента по деформациям производится исходя из условий:

    А) s sU (2.14) Б) i iU

Где s - совместная деформация основания и фундамента (осадка) от внешних нагрузок, см;

SU - предельное значение совместной деформации основания и сооружения (осадки), принимаемое равным 15 см;

I - крен фундамента в продольном направлении;

IU - предельное значение крена фундамента, принимаемое равным:

IU = (0,005 L )/(hF + hОп), (2.15)

Где L = 21 м - длина меньшего из примыкающих к опоре пролетов, м;

HF и hОп - соответственно высота фундамента и опоры, м.

IU = (0,005- 21 )/(6,4+4,5) = 0,0021.

Определение осадки основания фундамента

Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле n

S = (Zp, iHI / EI), (2.16)

I = 1

Где безразмерный коэффициент, равный 0,8;

Zp, i среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zI-1 И нижней zI Границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа; hI И ЕI соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта, м, кПа;

N число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Суммарная вертикальная расчетная нагрузка N на фундамент в уровне его подошвы при F = 1,0 и (1 + ) = 1,0.

FD = 1-114-21 = 2394 (кН);

FT = 1-1,25-265-21 = 6956,25 (кН);

GОп = 1-22-24,73-6,4 = 3481,98 (кН);

GФ = 1-6,5-13,75-5,3-22,8 - 10-1,8 = 3481,98 (кН);

N = FD + FT + GОп + GФ = 2394 + 6956,25 + 3481,98 + 3481,98 = 23614,3 (кН).

Среднее давление р под подошвой фундамента

P = N/(bl), (2.17)

Где b, l - размеры подошвы фундамента, принимаемые по результатам расчета по первой группе предельных состояний, м.

P = 23614,3 /(6,5-13,75) = 264,22 (кН/м2 ).

Сжимаемую толщу основания на глубину примерно 3b = 3-6,5 = 19.5 м разбиваем на элементарные слои толщиной hI = 2,6 м, где b - ширина подошвы фундамента.

Дополнительные вертикальные напряжения в середине (по толщине) каждого элементарного слоя определяем по формуле

Zp, i = IP0, (2.18)

Где I коэффициент, принимаемый в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины

I, = 2zI / b;

P0 = p - zg,0 дополнительное вертикальное давление на основание, кПа;

Zg,0 = ' d вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, кПа;

' удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;

D - глубина заложения фундамента, принимаемая по результатам расчета по первой группе предельных состояний, м.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта Zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента определяем по формуле

Zg = Zg,0 + I HI , (2.19)

I = 1

Где I И hI - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Вычисление осадки фундамента s выполним в табличной форме (табл. 1).

Zg0 = 'd = 1,8-10 + 3-20,8+0,5-9,1 = 84,95 (кПа);

P0 = p - zg,0 = 264,21 - 84,95 = 179,26 (кПа);

0,2Zg0 = 16,99 (кПа ).

Таблица 1

Номер элементарного слоя, i

К построению эпюры Zp

К построению эпюр Zg и 0,2Zg

ZI, М

I = 2zI / b

I

Zp, i, кПа

EI, КПа

HI, м

SI, см

I, кН/м

Zg, i, кПа

0,2Zg, i, кПа

1

2

3

4

5

6

7

8

10

11

12

1

1,3

0,4

0,976

174,96

28000

2,6

1,29

49,66

84,95

134,61

2

3,9

0,6

0,923

165,45

28000

2,6

1,23

49,66

184,27

3

6,5

1

0,799

143,23

28000

2,6

1,06

49,66

233,93

4

9,1

1,4

0,661

118,49

28000

2,6

0,88

49,66

283,59

5

11,7

1,8

0,539

96,62

28000

2,6

0,71

49,66

333,25

6

14,3

2,2

0,44

78,87

28000

2,6

0,58

49,66

382,91

7

16,9

2,6

0,362

64,89

28000

2,6

0,48

49,66

423,57

8

18,85

2,9

0,313

56,1

28000

1,3

0,2

24,83

457,48

s =

6,43

<15см

s =sI - полная осадка основания; i=1

ZI - расстояние от подошвы фундамента до середины i-го элементарного слоя;

N - количество элементарных слоев, лежащих выше нижней границы сжимаемого слоя.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине zI = HC , где выполняется условие Zр, i = 0,2 Zg, i, т. е. на пересечении эпюр Zр, i и 0,2 Zg, i .

S = 6,43 < 15 см - условие выполнено.

По полученным результатам в таблице 1, строятся эпюры Zg, i,

0,2Zg, i, Zp, i. Графически находим точку А пересечения эпюр 0,2Zg, i и Zp, i, определяющая положение нижней границы сжимаемой толщи.

Определение крена фундамента

Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле

I = [(1 - 2) / E] kE [M / (a / 2)3], (2.20)

Где Е и соответственно модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта основания, принимаемый равным для грунтов: крупнообломочных = 0,27; песков и супесей = 0,30; суглинков = 0,35; глин = 0,42; в случае неоднородного основания значения Е и принимаются средними в пределах сжимаемой толщи;

KE - коэффициент, принимаемый по табл.; kE=0,8585

М = F (1 + ) TN (hОп + hF) - расчетный момент при F = 1,0 и (1 + ) = 1,0 кН;

HF и hОп - соответственно высота фундамента и опоры, м;

А - сторона прямоугольного фундамента, параллельная плоскости действия момента, м.

М = 1-1-301-(9,6 + 4,55) = 4259,15 (кН-м),

I = [(1 - 0,32) / 28000] 0,8585 [3280,9 / (5,3 / 2)3] = 0,0049;

I iU ; 0,0049 < 0,0021 неверно.

Условие не выполняется, следовательно, необходимо выполнить уширение стороны фундамента, параллельное плоскости действия момента.

Похожие статьи




Расчет основания и фундамента по второй группе предельных состояний, Определение осадки основания фундамента, Определение крена фундамента - Проектирование фундамента под промежуточную опору моста

Предыдущая | Следующая