Проектирования фундамента опор железнодорожного моста с расчетным пролетом 88м, страница 11

Деформируемость свай в грунте зависит от упругих свойств грунта, жесткости ствола сваи EI, длины погруженной части сваи l и характеризуется приведенной глубиной погружения:

                                                    ,                                                      (3.8)

где  a_e – коэффициент деформации, м, определяемый по формуле:

                                                ,                                                   (3.9)

где  b_у – условная ширина сваи, м, принимаемая по зависимости:

                                              ,                                                (3.10)

       Е = 30×10⁶ кПа – модуль упругости бетона,

       I– момент инерции поперечного сечения сваи, м⁴.

 м,

 м,

м.

Фактическая длина сваи в расчётах заменяется расчётной длиной на сжатие, которая вычисляется по формуле:

,                                               (3.11)

где     – расстояние от подошвы ростверка до поверхности грунта с учетом размыва, м,

          А – площадь поперечного сечения сваи, м².

 м.

 3.2.1 Порядок определения усилий в сваях

В уровне подошвы ростверка в расчетной плоскости выбираются оси: вертикальная z, направленная вниз, и горизонтальная х, положительное направление которой принимается слева направо, совпадающее с направлением силы F_h, а начало отсчета совмещается с центром тяжести подошвы ростверка. Положение проекции на расчетной плоскости любой i-й сваи определяется координатой х_iи углом наклона а_i к вертикали (положительное направление отсчета угла – против хода часовой стрелки). При указанном выборе направления координатных осей положительным считается момент внешних сил, действующих в расчетной плоскости по ходу часовой стрелки.

Порядок расчета усилий в сваях сводится к следующему:

1) Определяются перемещения в уровне расчетной поверхности основания при высоком ростверке от единичных усилий, приложенных к свае в этом уровне:

;           ;           ,            (3.12)

где   – горизонтальное перемещение и угол поворота сечения сваи от действия горизонтальной силы Н = 1,

 – горизонтальное перемещение и угол поворота сечения сваи от действия момента М = 1,

А_0, В₀ ,С₀ – безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от .

При м (м) берём минимальные значения:

  , , .

,

,

.

2) Вычисляются горизонтальное смещение и угол поворота сечения сваи со свободным верхним концом в уровне подошвы ростверка от горизонтальной силы Н=1 – , приложенной в том же уровне, и  – горизонтальное смещение и угол поворота сечения сваи со свободным верхним концом в уровне подошвы ростверка от момента М=1, по формулам:

            ; ; ,          (3.13)

где  l₀ – свободная длина сваи – длина от уровня расчетной поверхности основания до подошвы ростверка.

,

,

.

3) Определяются характеристики жесткости свай:

;     ;     ;     ,    (3.14)

где  r₁ – сила, действующая вдоль оси сваи на ростверк при смещении ростверка в этом направлении на единицу,

r₂ – сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи при смещении ростверка на единицу в этом направлении,

r₃ – момент, действующий от сваи на ростверк при его смещении на единицу в направлении, перпендикулярном к оси сваи, а так же сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи, при повороте ростверка на единицу,

r₄ – момент, действующий на ростверк от сваи при повороте ростверка на единицу.

4) Вычисляются коэффициенты канонических уравнений в расчетной плоскости:

;

                                                    ;                                           (3.15)

               ,               

                                                     .                                                   (3.16)

Суммирование в этих формулах распространения на все п свай.

,

,

,

,

.

5) Подсчитываются горизонтальные и вертикальные перемещения ростверка, а так же угол его поворота в расчетной плоскости:

                                                                 (3.17)