Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
кафедра будівельних конструкцій та мостів
ПОЯСНЮЮЧА ЗАПИСКА
До курсового проекту з дисципліни
«Основи та фундаменти транспортних споруд»
Виконала:
ст. гр. МТТ-41
Савонік І. А.
Прийняв:
Шналь Т.М.
Львів-2014
Зміст
Вихідні дані
1. Визначення назви ґрунту за фізичними характеристиками.
2. Визначення величини розрахункових навантажень.
3. Проектування фундаменту неглибокого закладання.
4. Проектування фундаменту глибокого закладання.
5. Порівняння вартості кожного варіанту фундаменту та вибір найбільш раціонального.
6. Детальний розрахунок фундаменту глибокого закладання.
Список використаної літератури.
1. Визначення назви ґрунту за фізичними характеристиками
Шар №1
WL≠ WP ≠ 0 , тобто ґрунт глинистий
а) число пластичності
IP= WL-WP=34,0-26,0=8%
7%≤ Ip =8%≤17% => суглинок
б) гранулометричний склад і число пластичності
Відсоток частинок розміром 0,5 – 2 мм :
2+8=10% < 40% і Ip =8% < 12% => легкий пилуватий
в) наявність включень
Відсоток частинок розміром > 2мм – 0% => немає включень.
г) показник текучості
ІL = (W-Wp)/IP= (0,328-0,26)/0,08=0,85
0,75< ІL =0,85<1 => текучопластичний
Перший шар: суглинок легкий пилуватий текучопластичний.
Шар №2
WL≠ WP ≠ 0 , тобто ґрунт глинистий
а) число пластичності
IP= WL-WP=39,8-20,1=19,7%
7%≤ Ip=19,7% ≤17% => глина
б) гранулометричний склад і число пластичності
Відсоток частинок розміром 0,5 – 2 мм :
1=5% < 40% і Ip =12% => легка пилувата
в) наявність включень
Відсоток частинок розміром > 2мм – 0% => немає включень.
г) показник текучості
ІL = (W-Wp)/IP= (0,246-0,201)/0,197=0,23
0,25< ІL=0,23 <0,5 => напівтверда
Другий шар: глина легка пилувата напівтверда.
Шар №3
WL≠ WP ≠ 0 , тобто ґрунт глинистий
а) число пластичності
IP= WL-WP=39,8-20,1=19,7%
7%≤ Ip=19,7% ≤17% => глина
б) гранулометричний склад і число пластичності
Відсоток частинок розміром 0,5 – 2 мм :
1=5% < 40% і Ip =12% => легка пилувата
в) наявність включень
Відсоток частинок розміром > 2мм – 0% => немає включень.
г) показник текучості
ІL = (W-Wp)/IP= (0,246-0,201)/0,197=0,23
0,25< ІL=0,23 <0,5 => напівтверда
Другий шар: глина легка пилувата напівтверда.
Шар №4
WL≠ WP ≠ 0 , тобто ґрунт глинистий
а) число пластичності
IP= WL-WP=38,8-22,1=16,7%
7%≤ Ip =16,7%≤17% => суглинок
б) гранулометричний склад і число пластичності
Відсоток частинок розміром 0,5 – 2 мм :
3% < 40% і Ip =16,7% ˃ 12% => важкий пилуватий
в) наявність включень
Відсоток частинок розміром > 2мм – 0% => немає включень.
г) показник текучості
ІL = (W-Wp)/IP= (0,226-0,221)/0,167=0,03
0,75< ІL =0,85<1 => напівтвердий
Перший шар: суглинок важкий пилуватий напівтвердий.
Шар №5 – доломіт.
2. Визначення величини розрахункових навантажень
Дано:
Розрахунковий проліт – Lp = 44,2 м
Габарит моста – Г-18
Ширина смуг безпеки – 2х1,5 м
Кількість смуг – 4
Ширина проїзної частини – 4х3,75 м
Висота опори – 6,3 м.
Власна вага прольотної будови – 8200 кН.
І. Вертикальні навантаження
1) Постійні навантаження.
а) власна вага прогонової будови.
Нормативна вага прогонової будови
Gпр.б.n=8200 кН
Розрахункова вага прогонової будови:
Ϭпр.б.=Gпр.б.nγf γn
де γf – коефіцієнт надійності за навантаженням, γf = 1,1 (0,9) Значення γf , зазначене в дужках, приймають у випадках, коли при невигідному сполучені навантажень збільшується їхній сумарний вплив на елементи конструкції.
γn – коефіцієнт надійності за відповідальність γn =1
Ϭпр.б.1= Gпр.б.nγf 1γn = 8200∙0,9∙1=7380 кН.
Ϭпр.б.2= Gпр.б.nγf 2γn = 8200∙0,9∙1=9020 кН.
б) власна вага опори
Нормативна вага опори визначається за формулою:
Goп.n. = Voγ,
де Vo – об’єм опори, м3
γ=25 кН/м3 – об’ємна вага бетону опори
Vo= 9,2∙1,8∙0,4+1/2∙3,8∙1∙2+1,6∙1∙1,8+3,14∙0,82∙5,2= 23,75 м3
Goп.n.=23,75∙25=593,75 кН
Розрахункова вага опори визначається за формулою:
Ϭoп. = Goп.n.γfγn ,
де γf = 1,1 (0,9) – коефіцієнт надійності за навантаженням;
γn =1 – коефіцієнт надійності за відповідальністю
Ϭoп.1.= Goп.n.γf1γn =593,75∙1,1∙1=653,13 кН
Ϭoп.2.=Goп. n.γf2γn=593,75∙0,9∙1=534,38 кН
2) Тимчасові навантаження.
а) виштовхувальна дія води при РМВ (див. схему опори – вихідні дані)
Нормативне значення виштовхувальної сили при РМВ становить:
Nв.n.=AопН РМВγв ,
де Aоп – площа перерізу опори, м2
Н РМВ – висота води на РМВ, м
γв – об’ємна вага води, кН/м3
Aоп=3,14∙0,82=2,01 м2
Nв.n.=2,01∙0,5∙10=10,05 кН
Розрахункове значення виштовхувальної сили:
Nв=Nв.n.γf γn
де γf – коефіцієнт надійності за навантаженням, γf = 1,1 (0,9)
γn =1 – коефіцієнт надійності за відповідальністю
Nв1=Nв.n.γf1γn =10,05∙1,1∙1=11,06 кН
Nв2=Nв.n.γf2 γn=61,2∙0,9∙1=9,05 кН
б) Виштовхувальна дія води при РВВ ( див схему опори – вихідні дані)
Нормативне значення виштовхувальної сили при РВВ становить:
Nв.n.=AопН РВВγв,
де Aоп–площа перерізу опори, м2
Н РВВ – висота води на РВВ, м
γв – об’ємна вага води, кН/м3
Nв.n. =2,01∙3,5∙10=70,34 кН
Розрахункове значення виштовхувальної сили:
Nв=Nв.nγfγn,
де γf – коефіцієнт надійності за навантаженням, γf = 1,1 (0,9)
γn =1 – коефіцієнт надійності за відповідальністю
Nв1=Nв.nγf1γn=70,34∙1,1∙1=77,37 кН
Nв2=Nв.nγf2γn=70,34∙0,9∙1=63,31 кН
3) Рухоме вертикальне навантаження
а) Максимальний згинальний момент вздовж моста
(2 смуги АК на 1 прольоті)
Площа ліній впливу:
= 42,4∙1=21,2
Коефіцієнт поперечної установки для тандему:
=
Коефіцієнт поперечної установки для смугового навантаження:
Знайдемо нормативне значення опорної реакції при даному завантаженні:
=P( =2∙150∙(1+0,966)+1,6∙15∙22,1=1120,3 кН.
Розрахункове значення опорної реакції:
R=P(∙]∙
де - динамічний коефіцієнт;
- коефіцієнт надійності за навантаженням;
- коефіцієнт надійності за відповідальністю.
Нормативний перекидаючий момент вздовж моста становить:
де e - ексцентриситет - відстань від осі опорної частини до осі опори, м.
Розрахунковий перекидаючий момент вздовж моста становить:
M=Re=1494,66∙0,275=411,03 кНм.
б) максимальний згинальний момент впоперек моста (2 смуги АК на 2 прольотах)
Площа ліній впливу:
=1/2∙2∙42,4∙1=42,4 .
для тандему:
=
для смугового навантаження:
1,6.
Нормативне значення опорної реакції:
Розрахункове значення опорної реакції:
R= [ ∙] кН.
Нормативний перекидаючий момент впоперек моста:
кНм.
Розрахунковий перекидаючий момент впоперек моста:
M=Re=2114,97∙2,75=5816,17 кНм.
в) Максимальна вертикальна сила в місці обрізу фундаменту
(2 смуги АК на 2 прольотах)
Площа ліній впливу:
=2∙1/2∙42,4∙1=42,4
для тандему:
=
для смугового навантаження:
1,6.
Нормативне значення опорної реакції:
Розрахункове значення опорної реакції:
R= [ ∙]∙ кН.
Нормативний і перекидаючий момент в данному випадку рівний нулю:
=0 кН∙м
M= 0 кН∙м.
г) Натовп з двох сторін на одному прольоті
Знайдемо рівномірно розподілене навантаження від натовпу на тротуари мостів:
1м=1,96 кН/м,
де b – ширина тротуару, м.
q – величина рівномірно розподіленого на тротуар навантаження, прийнята згідно з ДБН.
для тротуарів:
Нормативна величина опорної реакції:
де – площа лінії впливу, яка для даного випадку рівна =1/2∙44,2∙1=22,1
Розрахункова величина опорної реакції:
R=(1+
Нормативне значення перекидаючого моменту вздовж моста:
=
де e – ексцентриситет – відстань від осі опорної частини до осі опори, м.
Розрахункове значення перекидаючого моменту вздовж моста:
M=Re=99.72∙0.325=32.41 кН/м.
д) Натовп з двох сторін на двох прольотах
Площа лінії впливу:
=2∙1/2∙44,2∙1=44,2
для тротуарів:
Нормативна величина опорної реакції:
2∙1,96∙44,2=173,26 кН.
Розрахункова величина опорної реакції для данного випадку завантаження:
R=
Нормативне та розрахункове значення згинального моменту в даному випадку рівне нулю:
=0 кН∙м
M= 0 кН∙м.
II. Горизонтальні навантаження
1) Вітрове навантаження на прольотну будову в поперек моста при РВВ.
Нормативна величина інтенсивності тиску вітру на прогонову будову
в поперек моста визначається за формулою:
нормативне значення середньої складової вітрового навантаження на висоті над поверхнею води або землі, кН/
– нормативне значення нулесаційної складової вітрового навантаження на висоті z, кН/
і в свою чергу визначаються за наступними формулами:
де нормативне значення вітрового тиску, що приймається згідно з СНиП 2.01.07 залежно від району будівництва, кПа;
k – коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску на висоті і приймається згідно з СНиП 2.01.07 як для відкритої місцевості (тип А);
– аеродинамічний коефіцієнт лобового опору, який визначається за настановами обов’язкового додатку P ДБН В.2.3-14:2006.
Де:
- коефіцієнт динамічності;
– коефіцієнт пульсацій тиску вітру;
– коефіцієнт просторової кореляції пульсацій тиску для розрахункової поверхні споруди.
Район будівництва – Харківська область, тому 0,43 кПа (кН/.
Знайдемо висоту балки прогонової будови:
Точка прикладання вітрового навантаження на прольотну будову впоперек моста знаходиться на осі опори посередині висоти балки. Висота цієї точки відносна РВВ становить:
=+= 1,38+0,3+(6,3-3,5)=4,48 м.
Оскільки 4,48 м<5 м, то k=0,75.
Згідно з додатком P, аеродинамічний коефіцієнт лобового опору для прогонового опору для прогонової будови становить = 1,7.
Тоді =0,43∙0,75∙1,7=0,548 кН/
Коефіцієнт динамічності знаходиться у припущенні, що конструкції, які розглядаються, у горизонтальній площині є динамічною системою з одним ступенем свободи (з нижчою частотою власних коливань , Гц) і його величина визначається за графіком, що наведений у 6.7 СНиП 2.01.07, у залежності від вказаного там параметра і логарифмічного декримента b=0,3 для залізобетонних конструкцій.
= .
де - коефіцієнт надійності за навантаженням; для вітрового навантаження =1,4.
- частота власних коливань, Гц. Приймаємо, що згідно з таблицею 8 пункту 68 СНиП 2.01/07.
== 0,026 .
Використовуючи графік, знаходимо, що при =0,026 і δ=0,3 =1,4.
Добуток коефіцієнтів приймаємо рівним
=0,55-0,15, але не менше, ніж 0,3.
В цій формулі L – довжина прольоту або висота точки прикладання вітрового навантаження до конструкції відносно землі або розрахункового рівня води, м.
=0,55-0,15= 0,55-0,15∙0,48.
=0,548∙1,4∙0,48=0,368 кН/
Тоді
=+=0,548+0,368=0,916 кН/.
Нормативну інтенсивність повного поперечного горизонтального вітрового навантаження на прогонову будову і опори слід приймати не менше від 0,59 кН/. (60 кгс/ при наявності тимчасового вертикального навантаження.
= 0,916 кН/>0,59 кН/
Нормативне значення зосередженої сили від дії вітру на прогонову будову.
=
де - площа, для якої враховуємо дію вітру на прогонову будову.
==2,76∙44,2=121,99 ;
=0,916∙2,76∙(44,2+2∙0,05)=112,00 кН;
Розрахункове значення зосередженої сили від дії вітру на прогонову будову впоперек моста на обрізі фундаменту:
==112,00∙1,4=156,80 кН.
Знайдемо нормативний момент від дії вітру на прогонову будову впоперек моста на обрізі фундаменту:
=( )=112,0∙(6,3+1,38+0,3)=893,76 кНм.
де - висота води на рівні високих вод, м.
Розрахунковий момент від дії вітру на прогонову будову впоперек моста на обрізі фундаменту становить:
156,80(6,3+1,38+0,3)=1251,26 кНм.
2) Вітрове навантаження на прольотну будову поперек моста при РМВ.
=
=∙k∙
=0,43 кН/ - для Харківської області.
Точка прикладання вітрового навантаження на прольотну будову впоперек моста знаходиться на осі опори посередині висоти балки. Висота цієї точки відносно РМВ становить:
=1,38+0,3+(6,3-0,5)=7,48 м,
де - висота балки, м.
– висота опорних частин, м; =0,3 м.
– висота води на рівні межних вод, м.
- висота опори, м; = 6,3м.
= 5 м – 0,75 5 м – 0,25
=10 м – 1,0 2,48 м – х
0,87
При =7,48 м k=0,87
Аеродинамічний коефіцієнт для прогонової будови рівний 1,7.
Тоді
Wm2=0,43∙0,87∙1,7=0,636 кН/м2
Wр2=Wm2ξην
Коефіцієнт динамічності рівний ξ=1,4 і добуток коефіцієнтів ην=0,48
де – довжина прольоту, м.
Тоді
Wр2=0,636∙1,4∙0,48=0,427 кН/м2
Wn2= Wm2+ Wр2=0,636+0,427=1,063 кН/м2
Wn2– нормативна величина інтенсивності тиску вітру на прогонову будову впоперек моста.
Нормативне значення зосередженої сили становить:
Fw.n2= Wn2An=1,063∙2,76∙44,3=129,97 кH
Розрахункове значення зосередженої сили:
Fw2= Fw.n2γf=129,97∙1,4=186,58 кН
Нормативний момент в місці обрізу фундаменту:
Mw,n2= Fw.n2(H1+Hpмв)=129,97(6,3+1,38+0,3)=1037,16 кНм
Розрахунковий момент в місці обрізу фундаменту:
Mw2= Fw2(H1+Hpмв)=129,97(6,3+1,38+0,3)=1452,12 кНм
3) Вітрове навантаження на прольотну будову вздовж моста при РМВ
Горизонтальне поздовжнє вітрове навантаження вздовж моста для наскрізних прогонових будов слід приймати у розмірі 60%, а для прогонових будов з суцільними балками – 20% від відповідного повного поперечного вітрового навантаження. Оскільки балки, які розглядаються в даному курсовому проекті, є суцільними, то:
Fw.n3=0,2∙129,97=25,99 кН
Fw3=0,2∙181,96=36,39 кН
Mw,n3=0,2∙1037,16=207,43 кНм
Mw3=0,2∙1452,12=290,42 кНм
4) Вітрове навантаження на опору поперек моста при РВВ
а) навантаження на пряму частину ригеля
Нормативна величина інтенсивності тиску вітру на ригель поперек моста:
Wn14= Wm14+ Wр14
Ww2=w0kcw
w0=0,43 кН/м2
Аеродинамічний коефіцієнт для ригеля рівний cw=2,1
Тоді
Ww2=0,43∙0,75∙2,1=0,677 кН/м2
Wр2= Wm2∙x ∙η∙ν
Коефіцієнт динамічності x =1,4 і ην=0,48
де L=Н2 – висота від центра ваги ригеля до РВВ,м.
Н2=hon-Hр м
де hр – висота ригеля, м.
Тоді
Wр2=0,677∙1,4∙0,48=0,455 кН/м2
Wn2=0,677+0,455=1,132 кН/м2
Нормативне значення зосередженої сили:
Fw.n(2)= Wn2∙А2=1,16∙0,4∙1,8=0,82 кН,
де А2 - площа перерізу ригеля (впоперек моста), м2
Fw.n(2)=1,14∙γf кН
Розрахункове значення зосередженої сили:
Fw(2)= Fw.n(2)∙ γf=0,82∙1,4=1,14 кН
Нормативний момент в місці обрізу фундаменту:
Mn(2)=(Н2+Нрвв)=0,82(2,9+3,5)=5,22 кНм
Нормативний момент в місці обрізу фундаменту:
M(2)=(Н2+Нрвв)=1,14(2,9+3,5)=7,30 кНм
б) навантаження на скісну частину ригеля
Нормативна величина інтенсивності тиску вітру на скісну частину ригеля:
Wn2= Ww2+ Wр2
Ww2=w0kcw
w0=0,43 кН/м2 – для Харківської області.
Аеродинамічний коефіцієнт для ригеля рівний cw=2,1
Тоді
Ww2=0,43∙0,75∙2,1=0,677 кН/м2
Wр2= Ww(2)∙x ∙η∙ν
Коефіцієнт динамічності x =1,4 і ην=0,48
Тоді
Wр2=0,677∙1,4∙0,48=0,455 кН/м2
Wn2=0,677+0,455=1,132 кН/м2
Нормативне значення зосередженої сили:
Fw.n(2)= Wn2∙А2=1,132∙1∙1,8=2,04 кН,
де А2 - площа перерізу ригеля (впоперек моста), м2
Fw.n(2)=1,14∙γf кН
Розрахунковее значення зосередженої сили:
Fw(2)= Fw.n(2)∙ γf=2,04∙1,4=2,85 кН
Нормативний момент в місці обрізу фундаменту:
Mn(2)=(Н2+Нрвв)=2,04(2,4+3,5)=12,04 кНм
Нормативний момент в місці обрізу фундаменту:
M(2)=(Н2+Нрвв) =2,85(2,4+3,5)=16,82 кНм
в) навантаження на тіло опори
Точка прикладання вітрового навантаження на тіло опори впоперек моста співпадає з центром ваги стовпа. Висота цієї точки відносно РВВ становить:
Н3=hon-Hрвв-hр/2=6,3-0,85-3,5-0,8=1,15 м <5м, тому k=0,75
cw=1,75 – аеродинамічний коефіцієнт для стовпа опори
Ww3=0,43∙0,75∙1,75=0,451 кН2
Wр3= Ww3∙ x ∙η∙ν
Коефіцієнт динамічності x =1,4 і ην=0,48
де L=Н3 – висота від центра ваги стовпа опори до РВВ, м.
Wр3=0,564∙1,4∙0,48=0,379 кН/м2
Wn3=0,564+0,379=0,943 кН/м2
Fw.n(3)= Wn3∙А3
де А3 – площа перерізу тіла опори (впоперек моста), м2
А3=1,6∙5,2=8,32 м2
Fw.n(3)=0,943∙8,32=7,846 кН
Fw(3)= Fw.n(3)∙ γf=7,846∙1,4=10,984 кН
Mn(3)= (Н3+Нрвв)=7,846(0,85+3,5)=34,13 кНм
M(3)= Fw(3)∙(H3`+Hpмв)=10,984(0,85+3,5)=47,78 кНм
Сумарні зусилля в місці обрізу фундаменту від дії вітрового навантаження на опору впоперек моста при РВВ становлять:
∑ Fw.n= Fw.n2+ Fw.n3+ Fw.n4=2,04+7,85+0,82=10,71 кН
∑ Fw= Fw2+ Fw3+ Fw4=2,85+10,98+1,14=14,97 кН
∑ Mn= Mn2+ Mn3+ Mn4=12,04+34,13+5,22=51,39 кНм
∑ M=М2+М3+М4=16,82+47,78+7,30=71,90 кНм
5) Вітрове навантаження на опору впоперек моста при РМВ
а) навантаження на скісну частину ригеля
w0=0,43 кН/м2
Н2`= hon-hр/2- Нрмв=6,3-1,8/2-0,5=4,9 м <5м , тому k=0,75
2,1- для ригеля
=0,43∙0,75∙2,1=0,68 кН/
1,4 і =0,48
==0,68∙1,4∙0,48=0,46 кН/
=0,68+0,46=1,14 кН/
=
=
∙()=2,05∙(5,2+0,5)=11,69 кН∙м.
)=2,87∙(5,2+0,5)=16,36 кН∙м.
б) навантаження на тіло опори
0,43 кН/ 1,75
=--=6,3-1,4-2,35-0,5=2,05 м<5 м, тому k=0,75
0,43∙0,75∙1,4=0,564 кН/
1,4 і =0,48
=0,564∙1,4∙0,48=0,379 кН/
=0,564+0,379=0,943кН/
=
= =7,85∙1.4=10,98 кН
∙()=7,85∙(2,35+0,5)=22,37 кНм.
)= 10,98∙(2,35+0,5)=31,29 кНм.
в) навантаження на ригель (пряма частина)
0,43∙0,75∙2,1=0,677 кН/
=0,677∙1,4∙0,48=0,455 кН/
=0,677+0,455=1,132 кН/
=
= =0,81∙1,4=1,14 кН
∙()=0,81∙(5,9+0,5)=5,18 кНм.
)= 1,14∙(5,9+0,5)=7,30 кН∙м.
Сумарні зусилля в місці обрізу фундаменту від дії вітрового навантаження на опору в поперек моста при РВМ становлять:
=
=16,36+31,29+5,18=31,05 кНм.
6) Вітрове навантаження на опору вздовж моста при РМВ.
Рівне вітровому навантаженню на опору впоперек моста при РМВ за ДБН В.2.3-14:2006, ст.47.
7) Льодове навантаження:
а)при найвищому рівні льодоходу (РМВ)
Нормативне навантаження від крижаних полів , що рухаються на опори мостів з вертикальною передньою гранню:
-при прорізанні опорою льоду
F(1)Л,П= Ѱ1∙Rz3∙bt
де Ѱ1-коефіціент форми; для многокутника,Ѱ1=0,9
RZ3 - опір льоду роздроблено, кПа; визначається за формулою:
RZ3=KП ∙RZП=1∙735=735 кПа
де Кп - кліматичний коефіцієнт, який для України рівний 1;
RZП -границя міцності льоду на роздроблення із урахуванням місцевого зминання у початковій станції льодоходу (PMB); RZП =735 кПа;
F(1)Л,П =0,9∙735∙1,6∙0,4=423,36 кН.
-при зупинці крижаного поля опору
F(2)Л,П =1,253Vt = 1,253∙1∙0,4∙=1230,84 кН,
де А-площа крижаного поля, м2
А=1,75l2=1,75∙44,22=3418,87 м2
Розрахункове навантаження:
-при прорізанні опорою льоду
F(1)Л= F(1)Л,П ∙ γ = 423,36∙1,2=508,03 кН
де γ - коефіціент надійності для льодового навантаження.
-при зупинці крижаного поля опорою
F(2)Л= F(2)Л,П∙ γ= 1230,84∙1,2= 1477,01 кН,
Нормативний згинальний момент :
-при прорізанні опорою льоду
M(1)П = C1∙ F(1)Л,П
де C1 -відстань від землі до точки прикладання рівнодійної льодового навантаження ,м.
M(1)П =0,38∙423,36 =160,88 кНм.
-при зупинці крижаного поля опорою
M(2)П = C2∙ F(2)Л,П=0,38∙1230,84=467,72 кНм
Розрахунковий згинальний момент:
М1=C2∙F11=0,38∙508,03=193,05 кН∙м
М2=C2∙F12=0,38∙1477,01=561,26 кН∙м
б)при найвищому рівні льодоходу (РВВ)
Нормативне навантаження від крижаних полів , що рухаються на опори мостів з вертикальною передньою гранню:
-при прорізанні опорою льоду
F(1)Л,П= Ѱ1∙Rz3∙bt
де Ѱ1-коефіціент форми; для многокутника, Ѱ1=0,9
RZ3 - опір льоду роздроблено, кПа; визначається за формулою:
RZ3=KП ∙RZП=1∙441=441 кПа
де Кп - кліматичний коефіцієнт, який для України рівний 1;
RZП -границя міцності льоду на роздроблення із урахуванням місцевого зминання у початковій станції льодоходу (PMB); RZП =441 кПа;
F(1)Л,П =0,9∙441∙1,6∙0,4=254,02 кН.
-при зупинці крижаного поля опору
F(2)Л,П =1,253Vt = 1,253∙1∙0,4∙=1230,84 кН,
Розрахункове навантаження:
-при прорізанні опорою льоду
F(1)Л= F(1)Л,П ∙ γ = 254,02∙1,2= 304,82 кН
де γ - коефіціент надійності для льодового навантаження.
-при зупинці крижаного поля опорою
F(2)Л= F(2)Л,П∙ γ= 953,40∙1,2= 1144,08 кН,
Нормативний згинальний момент :
-при прорізанні опорою льоду
M(1)П = C2∙ F(1)Л,П
де C2 -відстань від землі до точки прикладання рівнодійної льодового навантаження ,м.
M(1)П =3,38∙254,02 =858,59 кНм.
-при зупинці крижаного поля опорою
M(2)П = C2∙ F(2)Л,П=3,38∙953,40=3222,49 кНм
Розрахунковий згинальний момент:
М1=C2∙F11=3,38∙304,82=1030,29 кН∙м
М2=C2∙F12=3,38∙1144,08=3866,99 кН∙м
9) Гальмівна сила.
Гальмівна сила становить 50% від нормативного тимчасового вертикального навантаження АК на проліт моста(рівна двом опорним реакціям), але не менше, ніж 8 К і не більше 25 К.
К=15 кН/м
Коефіцієнт поперечного розподілу для смугового навантаження:
КПУ ν =1∙(η1+η2)/2=(1+1)/2=1
Знайдемо нормативне значення опорної реакції:
Rn= КПУ∙q∙ω==1∙15∙0,5∙44,2∙1=331,5 кН
Повна величина гальмівного навантаження (нормативна):
Fг.н.=0,5 Gн=0,5∙2 Rn= Rn=331,5 кН
де Gн - нормативне тимчасове вертикальне навантаження АК на проліт моста; Gн=2 Rn
8 К= 120 кН/м<331,5кН<25 К=375 кН/м
Кінцеве приймаємо Fг.н=331,5кН
Розрахункове значення гальмівного навантаження:
Fг= Fг.н∙ ɣ=331,5∙1,15=381,22 кН
де ɣ - коефіцієнт надійності для гальмівного навантаження.
Нормативний згинальний момент:
Мг.н= Fг.н∙С
Вважаємо, що рівнодійна гальмівної сили прикладена в центрі опорних частин. Тоді с – відстань від центра опорних частин до обрізу фундаменту, м : с=6,45 м
Мг.н= Fг.н∙с=331,5∙6,45=2138,18 кН∙м,
Розрахунковий згинальний момент:
Мг= Мг.н∙ ɣ=2138,18∙1,15=2158,90 кН∙м
|
№ |
Вид навантаження |
Коеф. |
Нормативні зусилля |
Розрахункові зусилля |
||||
|
Nn, кН |
Нn, кН |
Mn, кНм |
N, кН |
Н, кН |
M, кНм |
|||
|
1 |
Власна вага прогонової будови |
1,00 |
8200,00 |
|
|
9020,00 |
|
|
|
2 |
Власна вага опори |
1,00 |
593,75 |
|
|
653,13 |
|
|
|
3 |
Виштовхувальна дія води (РМВ) |
1,00 |
-10,05 |
|
|
-11,06 |
|
|
|
4 |
2 колони АК на 2 прольотах (max вертикальна сила) |
1,00 |
1657,50 |
|
|
2114,97 |
|
|
|
5 |
Натовп з 2 сторін на 2 прольотах |
1,00 |
173,26 |
|
|
207,92 |
|
|
|
|
Сума |
10614,46 |
|
|
11984,96 |
|
|
|
|
1 |
Власна вага прогонової будови |
1,00 |
8200,00 |
|
|
9020,00 |
|
|
|
2 |
Власна вага опори |
1,00 |
593,75 |
|
|
653,13 |
|
|
|
3 |
Виштовхувальна дія води (РВВ) |
1,00 |
-70,34 |
|
|
-77,37 |
|
|
|
4 |
2 колони АК на 2 прольотах (max згин. момент поперек моста) |
0,80 |
1326,00 |
|
3646,50 |
1691,98 |
|
4652,94 |
|
5 |
Вітер поперек моста на прогонову будову |
0,25 |
|
28,00 |
223,44 |
|
39,20 |
312,82 |
|
6 |
Вітер поперек моста на опору |
0,25 |
|
2,68 |
12,85 |
|
3,74 |
17,98 |
|
7 |
Льодове навантаження (РВВ) |
0,70 |
|
667,38 |
2255,74 |
|
800,86 |
2706,89 |
|
|
Сума |
10049,41 |
698,06 |
6138,53 |
11287,74 |
843,80 |
7690,62 |
|
|
1 |
Власна вага прогонової будови |
1,00 |
8200,00 |
|
|
9020,00 |
|
|
|
2 |
Власна вага опори |
1,00 |
593,75 |
|
|
653,13 |
|
|
|
3 |
Виштовхувальна дія води (РМВ) |
1,00 |
-10,05 |
|
|
-11,06 |
|
|
|
4 |
2 колони АК на 1 прольоті (max згин. момент вздовж моста) |
0,80 |
896,24 |
|
246,46 |
1195,73 |
|
328,82 |
|
5 |
Вітер вздовж моста на прогонову будову |
0,25 |
|
6,50 |
51,86 |
|
9,10 |
72,61 |
|
6 |
Вітер вздовж моста на опору |
0,25 |
|
2,68 |
9,81 |
|
3,75 |
13,21 |
|
7 |
Гальмівна сила |
0,70 |
|
232,05 |
1496,73 |
|
266,85 |
1721,23 |
|
|
Сума |
9679,94 |
241,23 |
1804,86 |
10857,80 |
279,70 |
2135,87 |
3. Проектування фундаменту неглибокого закладання.
Враховуючи геологічні умови, глибину промерзання та розмив ґрунту, вибираємо глибину закладання фундаменту d=6 м.
Оскільки тіло опори є круглим, то розміри фундаменту вздовж і впоперек моста є однаковими.
Визначаємо максимальну площу підошви фундаменту неглибокого закладання Аmax:
amax=a0+2dtg300=1,6+2∙6∙0,5774=8,53 м
bmax=b0+2dtg300=1,6+2∙6∙0,5774=8,53 м
Amax=amax∙bmax=72,73 м2
де a0 – довжина опори в місці обрізу фундаменту, м
b0 - ширина опори в місці обрізу фундаменту, м
amax – максимально можлива довжина підошви фундаменту, м
bmax – максимально можлива ширина підошви фундаменту, м
Визначаємо необхідну площу підошви фундаменту А за формулою:
де =10614,01 кН – сумарна нормативна вертикальна сила на обрізі фундаменту від першої комбінації навантажень:
ɣ - питома вага ґрунту, ɣ=19,4 кН/м3;
R- розрахунковий опір ґрунту під підошвою фундаменту, що визначається за формулою:
R=1,7[R0(1+k1(b-2))+k2ɣ(d-3)]
де R0 – умовний опір ґрунту, кН/м2, що приймається в залежності від виду ґрунту,його коефіцієнта пористості та числа пластичності.
В даному випадку під підошвою фундаменту неглибокого закладання знаходиться глина легка пилувата напівтверда. Коефіцієнт пористості для неї становить
е2= ɣs2/ ɣ2(1+w2)-1=2,75/19,4-(1+0,246)-1=0,82
де ɣs2 - об’ємна вага скелету ґрунту, кН/м3;
ɣ2 - об’ємна вага ґрунту, кН/м3;
w2 – вологість ґрунту.
Число пластичності для даного ґрунту становить ІL=0,23.
Використовуючи таблицю 1 СНиП 2.05.03-84 додатку 24, визначаємо, що
R0=273 кН/м2 для даного ґрунту.
в – ширина (менша сторона або діаметр) підошви фундаменту, м; при ширині більше 6 м приймається в=6 м.
Оскільки вmax=8,528 м>6 м, то приймаємо, що в=6 м.
d – глибина закладання фундаменту, d=6 м
k1,k2 – коефіцієнти, що приймаються згідно з табл. 4 обов’язкового додатку 24 СНиП 2.05.03-84 залежно від виду ґрунту.
Для глини напівтвердої k1=0,04м-1, k2=2.
Отже, розрахунковий опір ґрунту під підошвою фундаменту неглибокого закладання становить:
R=1,7[273(1+0,04(6-2))+2∙19,4(6-3)]=736,24 кН/м2
Отже, необхідна площа підошви фундаменту А становить:
А= = 17,45 м2
З пропорції а0/в0=1 визначаємо
в=а== = 4,2 м
де а – довжина підошви фундаменту,
в – ширина підошви фундаменту,м
Кінцево приймаємо, що а=6,в=6м;
А=а∙в=6∙6=36 м2
Перевіряємо умову міцності за 3 комбінаціями.
Перша комбінація навантажень
Умова міцності для першої комбінації має вигляд:
Р≤R/γn
де Р – напруження під підошвою фундаменту від першої комбінації навантажень, кН/м.
З поєднання №1: = кН;
Власна вага фундаменту:
- об’єм фундаменту, м3,
- питома вага залізобетону.
Шукаємо власну вагу грунту:
- з врахуванням виважу вальної дії води;
Тоді:
Третя комбінація навантажень.
Nп=9679,94 кН; Hп=241,23 кН; Mп=1804,86 кНм
Момент від переносу горизонтального навантаження:
Мпер,n=d·Hn=6·241,23 =1447,38 кНм,
Друга комбінація навантажень.
Nп=10049,41 кН; Hп=698,06 кН; Mп=6138,53 кНм
Момент від переносу горизонтального навантаження:
Мпер,n=d·Hn=6·698,06=4188,36 кНм,
Умова не виконується. Приймаємо ширину підошви фундаменту поперек моста в=6,5 м.
Друга комбінація навантажень.
Nп=10049,41 кН; Hп=698,06 кН; Mп=6138,53 кНм
Момент від переносу горизонтального навантаження:
Мпер,n=d·Hn=6·698,06=4188,36 кНм,
Умова виконується.
Отже, приймаємо розміри фундаменту поперек моста ахв=6х6,5 м з площею А=39 м2
4. Проектування фундаменту глибокого закладання.
Для фундаменту глибокого закладання вибираємо забивні палі діаметром 0,35м довжиною 14м. Обріз ростверка співпадає з поверхнею ґрунту. Глибина закладання ростверка – 1,5 м. Палі заводимо в ростверк на глибину 0,7м (розбиваємо голову палі, оглюємо арматуру).
Несуча здатність висячої забивної палі, що забурюється в ґрунт без його виймання і працює на стиск, визначається за формулою:
Fu= γc(γcr∙R∙A+u∑γcd φi∙hi)
Де γc і – коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті, γc=1;
R – розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі що приймається залежно від глибини занурення нижнього кінця палі і показника текучості ґрунту, на який опирається паля.
В даному випадку паля опирається на суглинок важкий пилуватий напівтвердий, коефіцієнт пластичності якого ІL=0,03. Глибина занурення палі h:
h=hp+hn-0,7=1,5+14-0,7=14,8м.
де hp – глибина занурення ростверка, м;
hn – довжина палі,м;
Використовуючи метод інтерполяції, визначаємо, що R=11280 кН/м2
А – площа опирання палі на ґрунт: A=πd2/4=3,14·0,352/4=0,096 м2
u – периметр палі, u= πd=3,14·0,35=1,1 м
Розбиваємо ґрунт під ростверком на шари не більше 2м і визначаємо середні глибини їх закладання li. Далі методом інтерполяції знаходимо fі для кожного елементарного шару :
|
№ шару |
ІL |
Z |
hi |
fі |
hi·fі |
|
1 |
0,85 |
2,05 |
1,1 |
4,6 |
5,06 |
|
2 |
0,23 |
3,6 |
2 |
46,74 |
93,48 |
|
3 |
0,23 |
5,6 |
2 |
52,4 |
104,8 |
|
4 |
0,23 |
7,4 |
1,6 |
55,58 |
88,928 |
|
5 |
0,23 |
9,2 |
2 |
58,22 |
116,44 |
|
6 |
0,23 |
11,2 |
2 |
60,84 |
121,68 |
|
7 |
0,23 |
12,9 |
1,4 |
63,01 |
88,214 |
|
8 |
0,03 |
14,2 |
1,2 |
70,88 |
85,056 |
|
Σ703,658 |
γcr, γcd – коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем і на боковій поверхні палі, що враховують вплив способу занурення палі та розрахункові опори ґрунту.
Для випадку занурення суцільних паль механічними (підвісними), повітряними і дизельними молотами γcr= γcd=1.
Отже , несуча здатність палі становить:
Fu=1∙(1∙11280∙0,096+1,1∙1∙703,658)=3318,44кН.
Розрахункова несуча здатність палі:
Fd= Fu∙γn=3318,44/1,4=2370,32кН.
Де γn=1,4 – коефіцієнт надійності роботи палі.
Визначаємо необхідну кількість паль за формулою:
n=ΣN/F0∙γm=( +660/2370,32)∙1,3=6,2 шт.
ΣN=Np+N
Np= – власна вага ростверку
Приймаємо 9 паль, які розміщуємо в плані в межах ростверку розміром = 4 м; =4 м.
Виконаємо перевірку на найбільш завантажену палю за трьома комбінаціями навантажень.
Перша комбінація навантажень:
Умова міцності для першої комбінації має вигляд:
де - вертикальна сила, що діє на одну палю при заданному навантаженні, тобто при першій комбінації, кН;
- сумарна розрахункова вертикальна сила в місці обрізу фундаменту від першої комбінації навантажень, кН;
– вага палі;
n – кількість паль.
0,096∙14·25=39,6 кН
Де – об`єм палі,
- довжина частини палі.
(10614,01+660)/9+39,6=1292,27 кН < 2370,32кН.
Умова задовольняється.
Друга комбінація навантажень:
Умова міцності для другої комбінації має вигляд:
Де - вертикальна сила, що діє на 1 палю при другій комбінації навантажень, кН;
– сумарна розрахункова вертикальна сила в місці обрізу фундаменту від другої комбінації навантажень, кН;
– повний розрахунковий згинальний момент під підошвою ростверка віж другої комбінації навантажень, кН∙м, що визначається за формулою:
2135,87+279,70∙1,5=2555,42 кН∙м.
– відстань між віссю крайньої палі і віссю ростверка моста, м;
(10857,80+660)/9+39,6+(2555,42∙1,5)/1,52=1445,62 кН < 2370,32кН
Умова виконується.
Третя комбінація навантажень:
Умова міцності для третьої комбінації має вигляд:
Де - вертикальна сила, що діє на 1 палю при третій комбінації навантажень, кН;
– сумарна розрахункова вертикальна сила в місці обрізу фундаменту від третьої комбінації навантажень, кН;
– повний розрахунковий згинальний момент під підошвою ростверка від третьої комбінації навантажень, кНм, що визначається за формулою:
7690,62+843,80∙1,5=8956,32 кНм.
– сумарний розрахунковий згинальний момент на обрізі фундаменту від третьої комбінації навантажень, кН∙м;
– сумарна розрахункова горизонтальна сила на обрізі фундаменту від третьої комбінації навантажень, кН;
- відстань між віссю крайньої палі і віссю ростверка вздовж моста, м;
кН < 2370,32кН кН.
Умова задовольняється.
Отже, кінцево приймаємо ростверк розміром 4х4х1,5 м та 9 палі діметром 0,35м та довжиною 14 м.
5. Порівняння вартості кожного варіанту фундаменту та вибір найбільш раціонального.
За локальним кошторисом, вартість фундаменту неглибокого закладання становить 94,977 тис грн., а фундаменту глибокого закладання – 48,704 тис. грн. З врахуванням вартості фундаментів, а також ґрунтових умов, приймаємо фундамент глибокого закладання як основний варіант.
6. Детальний розрахунок фундаменту глибокого закладання.
І. Розрахунок фундаменту глибокого закладання як умовного масиву.
Умовний масив фундаменту приймаємо у вигляді паралелепіпеда.
Встановлюємо середній кут внутрішнього тертя для шарів ґрунту, що дотикаються до бічних граней паль:
φсер,ІІ=(φ1,ІІ∙h1+φ2,ІІ∙h2+φ3,ІІ∙h3+φ4,ІІ∙h4)/(h1+h2+h3+h4)=(18∙2,6+24∙5,6+24∙5,4+20∙1,2)/(2,6+5,6+5,4+1,2)=22,62о
де φі,ІІ – кут внутрішнього тертя і-го шару ґрунту;
hі – висота і-го шару, м
Від підошви першого шару ( суглинок легкий пилуватий текучопластичний) під кутом φсер,ІІ /φ до крайньої палі проводимо лінію, яка визначатиме границі умовного масиву:
ау.м.=а’+2∙(tg∙(φсер,ІІ/4))∙( h2+ h3+ h3)= 3,35+2∙0,099∙12,2=5,77 м
bу.м.=b’+2∙(tg∙(φсер,ІІ/4))∙( h2+ h3+ h4)= 3,35+2∙0,099∙12,2=5,77 м
де а’, b’ – відповідно відстань впоперек і вздовж моста між боковими гранями ( зовнішніми) крайніх палей, м;
Визначаємо об’єми ростверка, палей та ґрунту умовного масиву
Vp = 4∙4∙1,5=24 м3
Vп = 9∙3,14∙0,352/4∙14=12,12 м3
Vгр =V у. м. - (V р. + V n.)= 14,8∙5,772-(24+12,12)=456,61 м3
Обчислюємо вагу ростверка, палей і ґрунту:
Np,n. =V p ∙ γзб = 24∙25=с кН
NП,n. =V П ∙ γзб = 12,12∙25=303 кН
Nгр,n. =V гр ∙ γсер = 456,61∙19,05=8698,42 кН
де γзб =25 кн/м3 – об’ємна вага залізобетону;
γсер =19,05 кн/м3 – середня об’ємна вага шарів ґрунту умовного масиву.
Перевіримо умову міцності за трьома комбінаціями навантажень.
Перша комбінація навантажень
Умова міцності має вигляд:
P1=ΣNn1max / A у. м≤ R у. м / γn
де P1 – напруження під підошвою умовного масиву від першої комбінації навантажень, кН/м2
ΣNn1max – максимальне нормативне значення вертикальної сили під підошвою умовного масиву, що визначається за формулою:
ΣNn1max = ΣNn1 + Nр,n + NП,n + Nгр,n = 10614,01+600+303+8698,42 =20215,43 кН
де ΣNn1 – сумарна нормативна вертикальна сила на обрізі фундаменту від першої комбінації навантажень, кН
A у. м – площа підошви умовного масиву, м2
A у. м = а у. м ∙ b у. м = 5,77∙5,77=45,86 м2
R у. м – розрахунковий опір ґрунту під підошвою умовного масиву, що визначається за формулою, аналогічною як і для фундаменту неглибокого закладання (див. розділ3)
R у. м = 1,7( Ro(1+k1(b у. м -2))+k2γ (d-3))
В даному випадку під підошвою умовного масиву знаходиться суглинок легкий пилуватий напівтвердий. Коефіцієнт пористості для нього:
ез= γS3/ γ3∙(1+W3)-1 = 2,75/19,4∙(1+0,226)-1=0,826
Число пластичності для даного ґрунту становить ІL=0,03
Використовуючи таблицю 1 СНиП 2.05.03 – 84 обов’язкового додатку 24, визначаємо, що R0=343 кН/м2 для даного ґрунту.
Ширину підошви фундаменту приймаємо b=5,8 м, а глибину закладання – d=14,8 Усереднене значення об'ємної ваги ґрунту умовного масиву приймаємо γ=19,05 кН/м3
Згідно з таблицею 4 обов’язкового додатку 24 СНиП 2.05.03-84 для суглинків і глин твердих і напівтвердих k1=0,04м-1 , а k2=2,0м-1
Отже,
R у. м =1,7∙(343∙(1+0,04∙(5,8-2))+2∙19,05∙(14,8-3))=1436,02 кН/м2
γn – коефіцієнт надійності за призначенням, що для фундаментів мостових споруд становить 1,4
Р1=20215,43/42,86=471,66 кН/м2 ≤ 1436,02/1,4=1025,73 кН/м2
Умова задовольняється
Друга комбінація навантажень
Умова міцності має вигляд:
P2,max=ΣNn2max / A у. м+ ΣNn max2/W у. м.1 ≤ R у. м∙ γc / γn
де P2,max – напруження під підошвою умовного масиву від другої комбінації навантажень, кН/м2
ΣNn2max – максимальне нормативне значення вертикальної сили під підошвою умовного масиву, що визначається за формулою:
ΣNn2max = ΣNn2 + Nр,n + NП,n + Nгр,n = 11287,74+600+303+8698,42 =20889,16 кН
де ΣNn2 – сумарна нормативна вертикальна сила на обрізі фундаменту від другої комбінації навантажень, кН
ΣNn max2 – максимальний нормативний згинальний момент під підошвою умовного масиву від другої комбінації навантажень, кНм, що визначається за формулою:
ΣNn max2= ΣMn2+ ΣHn2∙d=7690,62+843,8∙14,8=20178,86 кНм
де ΣMn2 – сумарний нормативний згинальний момент на обрізі фундаменту від другої комбінації навантажень, кН∙м.
ΣНn2 – сумарна нормативна горизонтальна сила на обрізі фундаменту від другої комбінації навантажень, кН;
W у. м.1 – момент опору підошви умовного масиву впоперек моста, м3
W у. м.1 = (а у. м.12∙ b у. м.1)/6=(5,772∙5,77)/6=32,02м3
γс – коефіцієнт умов роботи споруди, становить 1,2
Р2=20889,16 /33,29+20178,86 /32,02=1257,68кН/м2˃1436,02 ∙1,2/1,4=1230,87 кН/м2-входить в допустимі 5% перевантаження.
Умова задовольняється.
Третя комбінація навантажень
Умова міцності має вигляд:
P3,max=ΣNn3max / A у. м+ ΣNn max3/W у. м.2 ≤ R у. м∙ γc / γn
де P3,max – напруження під підошвою умовного масиву від третьої комбінації навантажень, кН/м2
ΣNn3max – максимальне нормативне значення вертикальної сили під підошвою умовного масиву, що визначається за формулою:
ΣNn3max = ΣNn3 + Nр,n + NП,n + Nгр,n = 10857,80+600+303+8698,42 =20459,22 кН
де ΣNn3 – сумарна нормативна вертикальна сила на обрізі фундаменту від третьої комбінації навантажень, кН
ΣNn max3 – максимальний нормативний згинальний момент під підошвою умовного масиву від третьої комбінації навантажень, кН∙м, що визначається за формулою:
ΣNn max3= ΣMn3+ ΣHn3∙d=2135,87+279,70∙14,8=6275,43 кНм
де ΣMn3 – сумарний нормативний згинальний момент на обрізі фундаменту від третьої комбінації навантажень, кН∙м.
ΣНn3 – сумарна нормативна горизонтальна сила на обрізі фундаменту від третьої комбінації навантажень, кН;
W у. м.2 – момент опору підошви умовного масиву вздовж моста, м3
W у. м.3 = (а у. м.1∙ b у. м.12)/6=(5,772∙5,77)/6=32,02м3
Р3=20459,22 /33,29+6275,43/32,02=810,56кН/м2≤436,02 ∙1,2/1,4=1230,87 кН/м2
Умова задовольняється.
ІІ. Розрахунок осідання фундаменту глибокого закладання.
Для визначення осідань спочатку потрібно побудувати епюру напружень від власної ваги ґрунту Ϭzq . Напруження на глибині Н від власної ваги ґрунту рівне:
Ϭzq = Σі=1n γi∙Hi+ γw∙Hw
де γi – об’ємна вага і-го шару , кН/м3
Hi – товщина і-го шару ґрунту, м
γw=10 кН/м3 – об’ємна маса води
Hw – ширина шару, в межах якого враховується висота води РМВ, м
Перший шар ґрунту – суглинок легкий пилуватий текучопластичний – зважується водою. Інші шари не зважуються. Для першого шару доданок γw∙Hw не враховується.
Визначимо коефіцієнт пористості першого шару ґрунту:
е1 = γs1 /γ1∙(1+W1)-1=25/18,7∙(1+0,34)-1=0,791
Питома вага першого шару з врахуванням зважування у воді визначається за ф-ою:
γsb1= (γs1- γw)/(1+e1)=(25-10)/(1+0,791)=8,38кН/м3
Напруження від власної ваги ґрунту Ϭzq на рівні
верху 1 шару рівні 0 – Ϭzq=0.
Напруження від власної ваги ґрунту Ϭzqі:
- на рівні підошви ростверка
Ϭzqр= γsb1∙hp=8,38∙1.5=12,56 кН/м2
- на рівні підошви першого шару (з врахуванням зважуючої дії води)
Ϭzq1 =γsb1∙H1=8,38∙2,6=21,79 кН/м2
- на рівні поверхні другого шару
Ϭzq2’ =γsb1∙H1+ γw∙Hw= γsb1∙H1+ γw∙(HPMB+H1)=21,79+10∙(0,5+2,6) =52,79 кН/м2
- під підошвою другого шару
Ϭzq2=γsb1∙H1+γw∙Hw+γ2∙H2=γsb1∙H1+γw∙(HPMB+H1)+γ2∙H2=21,79+10∙(0,5+2,6)+18,4·5,6=155,83кН/м2
- під підошвою третього шару
Ϭzq3=γsb1∙H1+ γw∙Hw+ γ2∙H2+ γ3∙Н3= γsb1∙H1+ γw∙(HPMB+H1)+ γ2∙H2+ +γ3∙Н3=155,83+19,4∙5,6=264,47 кН/м2
- під підошвою четвертого шару
Ϭzq4=γsb1∙H1+ γw∙Hw+ γ2∙H2+ γ3∙Н3+ γ4∙Н4= γsb1∙H1+ γw∙(HPMB+H1)+ γ2∙H2+ γ3∙Н3+ γ4∙Н4=264,47 +20,5∙4,8= 362,87кН/м2
- під підошвою фундаменту ( під підошвою умовного масиву)
Ϭzq0=γsb1∙H1+ γw∙Hw+ γ2∙H2+ γ3∙h’= γsb1∙H1+ γw∙(HPMB+H1)+ γ2∙H2+ γ3∙Н3+ γ4∙h’=264,47 +20,5∙1,2= 289,07кН/м2
Будуємо епюру напружень від власної ваги ґрунту Ϭzq, а також епюру 0,2 Ϭzq.
Визначаємо середні вертикальні напруження під підошвою умовного масиву :
Р=ΣNn,1max/A y.м.= 20215,43 /33,29=607,25 кН/м2
де ΣNn,1max – максимальне нормативне значення вертикальної сили під підошвою умовного масиву, що визначається за формулою:
ΣNn1max = ΣNn1 + Nр,n + NП,n + Nгр,n = 10614,01+600+303+8698,42 =20215,43 кН
де ΣNn1 – сумарна нормативна вертикальна сила в місці обрізу фундаменту від першої комбінації навантажень, кН;
A y.м. – площа підошви умовного масиву, м2
Визначаємо додаткові вертикальні напруження під підошвою фундаменту:
Ϭzp0 = P- Ϭzq0=607,25-289,07=318,18 кН/м2
Розраховуємо осідання елементарного шару грунту під підошвою умовного масиву:
P – середнє вертикальне напруження під підошвою умовного масиву;
b – ширина прямокутного фундамента;
– коефіцієнти, що приймаються по табл.4 СНиП 2.02.01-83 для в залежності від форми фундамента
– модуль деформації і-го шару грунту;
Відносна товщина шару 0-1:
Визначаэмо коефіцієнти k:
, ,5
Умова виконується.
Список використаної літератури