Проектирование конструкции фундамента ІІ типа сооружения, страница 2

Сочетание I:

Данное сочетание применяется для расчета по прочности.

F_u^o=1,1(P_A+P_F)+1,15×0,8P_n;

F_hx^o=0;

F_hy^o=1,1×0,7P_nh+1,5×0,5(P_W1+P_W2);

M_x^o=1,1×0,7P_nhl₁+1,5×0,5(P_W1l₁+P_W2l₂);

M_y^o=0.

F_u^o=1,1(5400+900)+1,15×0,8×4600=11162 кН;

F_hx^o=0;

F_hy^o=1,1×0,7×230+1,5×0,5(60+90)=289,6 кН;

M_x^o=1,1×0,7×230×9,95+1,5×0,5(60×9,95+90×5,45)=2577,8 кН×м;

M_y^o=0.

Сочетание II:

Для расчета по устойчивости.

F_u^o=0,9(P_A+P_F)+1,15×0,8P_n;

F_hx^o=0;

F_hy^o=1,1×0,7P_nh+1,5×0,5(P_W1+P_W2);

M_x^o=1,1×0,7P_nhl₁+1,5×0,5(P_W1l₁+P_W2l₂);

M_y^o=0.

F_u^o=0,9(5400+900)+1,15×0,8×4600=9902 кН;

F_hx^o=0;

F_hy^o=1,1×0,7×230+1,5×0,5(60+90)=289,6 кН;

M_x^o=1,1×0,7×230×9,95+1,5×0,5(60×9,95+90×5,45)=2577,8 кН×м;

M_y^o=0.

Сочетание III:

Используется для расчета по деформациям.

F_u^o=P_A+P_F+0,8P_n;

F_hx^o=0;

F_hy^o=0,7P_nh+0,5(P_W1+P_W2);

M_x^o=0,7P_nhl₁+0,5(P_W1l₁+P_W2l₂);

M_y^o=0.

F_u^o=5400+900+0,8×4600=9980 кН;

F_hx^o=0;

F_hy^o=0,7×230+0,5(60+90)=236 кН;

M_x^o=0,7×230×9,95+0,5(60×9,95+90×5,45)=2145,7 кН×м;

M_y^o=0.

Для нагрузок, действующих поперек моста.

Сочетание IV:

Расчет по прочности.

F_u^o=1,1(P_A+P_F)+1,15×0,8P_n;

F_hx^o=1,5×0,5(P_W3+P_W4+P_W5)+1,2×0,7P_I;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=1,5×0,5(P_W3l₃+P_W4l₄+P_W5l₅)+1,2×0,7P_Il_I.

F_u^o=1,1(5400+900)+1,15×0,8×4600=11162 кН;

F_hx^o=1,5×0,5(100+100+20)+1,2×0,7×1100=1089 кН;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=1,5×0,5(100×11,8+100×15,4+20×5,45)+1,2×0,7×1100×0,6=2676,2 кН×м.

Сочетание V:

Для расчета по устойчивости.

F_u^o=0,9(P_A+P_F)+1,15×0,8P_n;

F_hx^o=1,5×0,5(P_W3+P_W4+P_W5)+1,2×0,7P_I;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=1,5×0,5(P_W3l₃+P_W4l₄+P_W5l₅)+1,2×0,7P_Il_I.

F_u^o=0,9(5400+900)+1,15×0,8×4600=9902 кН;

F_hx^o=1,5×0,5(100+100+20)+1,2×0,7×1100=1089 кН;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=1,5×0,5(100×11,8+100×15,4+20×5,45)+1,2×0,7×1100×0,6=2676,2 кН×м.

Сочетание VI:

Расчет по деформациям.

F_u^o=P_A+P_F+0,8P_n;

F_hx^o=0,5(P_W3+P_W4+P_W5)+0,7P_I;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=0,5(P_W3l₃+P_W4l₄+P_W5l₅)+0,7P_Il_I.

F_u^o=5400+900+0,8×4600=9980 кН;

F_hx^o=0,5(100+100+20)+0,7×1100=880 кН;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=0,5(100×11,8+100×15,4+20×5,45)+0,7×1100×0,6=1876,5 кН×м.

Сочетание VII:

Используется для расчета осадок.

F_u^o=P_A+P_F+P_n;

F_hx^o=0;

F_hy^o=0;

M_x^o=0;

M_y^o=0.

F_u^o=5400+900+4600=10900 кН.

Окончательные результаты расчетов сведены в таблице 1.4.

                                                                                                       Таблица 1.4.

Обозна-чения усилий	Сочетания, действующие в плоскости моста yoz			Сочетания, действующие в плоскости опоры xoz
	I	II	III	IV	V	VI	VII
Fuo, кН	11162	9902	9980	11162	9902	9980	10900
Fhxo, кН	-	-	-	1089	1089	880	-
Fhyo, кН	289,6	289,6	236	-	-	-	-
Mxo, кН×м	2577,8	2577,8	2145,7	-	-	-	-
Myo, кН×м	-	-	-	2676,2	2676,2	1876,5	-

4.  Проектирование массивных фундаментов мелкого заложения.

Фундаменты мелкого заложения сооружают в котлованах, отрываемых с поверхности на проектную глубину. Глубина заложения такого фундамента от уровня воды на водотоке или поверхности грунта обычно не более 6 метров.

Под опоры мостов фундаменты мелкого заложения устраивают обычно жесткими массивного типа. Фундаменты промежуточных опор проектируют симметричными с углом развития не превышающем 30°.

4.1.Назначение основных размеров фундамента.

Отметим минимальную глубину заложения фундамента на 2,5 метра ниже уровня местного размыва. Исходя из этого, получим высоту фундамента, равную 3,35 м.  К основным размерам фундамента помимо его высоты относятся размеры подошвы a иb (соответственно поперек и вдоль моста). Давление, которое может воспринять несущий слой грунта, существенно зависит от указанных размеров. Исходя из правил конструирования жестких фундаментов мелкого заложения, размеры подошвы находятся в границах:

 a _min£ a£ a_max               b _min£ b£ b_max

где

a _min= a _o+2c_o                       b _min= b _o+2c_o

a _max= a _o+2h×tg30°      b _max= b _o+2h×tg30°

Используя исходные данные, получим:

a _min= 9+2×0,3=9,6 м ;                    b _min=2,4+2×0,3=3м

a _max9+2×3,35×tg30°=12,87м;      b _max=2,4+2×3,35×tg30°=6,27м

Примем b= b_max

При фиксированных размерах b  и d (глубина заложения фундамента) размер a приближенно определяется по формуле:

a=

F_u^o – вертикальная, F_h^o – горизонтальная силы, кН; М_о – момент из первого сочетания нагрузок, действующих в плоскости моста на уровне обреза фундамента; g_с=1,2; g_n=1,4 – коэффициенты условий работы и надежности; g_F=23 кН/м³ – расчетный удельный вес материала фундамента с грунтом на его уступах; R – расчетное сопротивление сжатию несущего слоя основания.

Согласно действующим нормам [2] это сопротивление определяют по формуле:

R=1,7{R_o[1+k₁(b-2)]+k₂g(d-3)}

где R_o – условное сопротивление грунта несущего слоя основания, кПа [2]; k₁, k₂ – табличные коэффициенты (табл. 1.1 [1]); g=9,81r - средний в пределах глубины заложения удельный вес грунта, кН/м³; r - средняя плотность грунта в пределах той же глубины, примем равной 2 т/м³.

Для супесей k₁=0,06 м^-1, k₂=2,0 м^-1.

Тогда R=1,7{196[1+0,06(6,27-2)]+2×9,81×2(2,5-3)} =385 кПа.

a=[11162×6,27+6(2577,8+289,6×3,35)] / [(1,2×384,5/1,4-23×3,35)6,27²]=9,20 м.

В данном случае получили размер a< a_min, следовательно, необходимо уменьшить размер b.

При b=6 R=1,7{196[1+0,06(6-2)]+2×9,81×2(2,5-3)} =380 кПа.

a=[11162×6+6(2577,8+289,6×3,35)] / [(1,2×384,5/1,4-23×3,35)6²]=9,89 м.

Далее приступаем к конструированию фундамента. Из удобства бетонирования ступени проектируем высотой 1-2 м, а угол развития фундамента δ (см. рис.       ) не должен превышать угла жесткости кладки 30°.

4.2. Проверки положения равнодействующей внешних нагрузок

С целью равномерного загружения подошвы законструированного фундамента

требуется проверить положение рав­нодействующей внешних

нагрузок относительно центра тяже­сти этой подошвы, характеризуемое

 относительным эксцент­риситетом е_о =е_о / r , по следующему условию