3.2.2 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 Fh, а начало отсчета совмещается с центром тяжести подошвы ростверка. Положение проекции на расчетной плоскости любой i-й сваи определяется координатой хi и углом наклона аi 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,
А0, В0
,С0 – безразмерные коэффициенты,
принимаемые в зависимости от
.
,
,
.
,
,
.
2) Вычисляются
– горизонтальное смещение и угол
поворота сечения сваи со свободным
верхним концом в уровне подошвы ростверка
от горизонтальной Н = 1, приложенной в
том же уровне, и
-
то же, 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 1 – сила, действующая вдоль оси сваи на ростверк при смещении ростверка в этом направлении на единицу,
2 – сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи при смещении ростверка на единицу в этом направлении,
3 – 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,
4 – 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)
м,
м,
.
6) Определяются продольные Ni поперечные Нi силы и момент Мi, действующие в месте сопряжения с ростверком на каждую сваю:
;
;
(3.18)
,
кН,
кН,
кН,
кН,
Кн,
Кн.
кН,
кН,
кН.
кН/ м,
кН/ м,
кН/
м.
7) Результаты расчета контролируются по выполнению равенств:
;
;
(3.19)
,
где суммирование распространяется на все сваи.
кН,
кН,
кН.