6.2. Порядок расчет пала из куста свай

Характер работы пала из куста свай аналогичен работе козлового боль-верка с той разницей, что отсутствует распорное давление, а на пал действует нагрузка от навала судна. Пал представляется в виде пространственной рамы, состоящей из сдвинутых по координате у плоских рам относительно друг друга двух с жесткими заделками верхних стоек и упруго защемленными в грунте (рис.6.9).

Р ис. 6.9. Расчетная схема пала из куста свай.

Габариты элементов свайного пала. По зада-ваемому в исходных данных тоннажу судна определяется сила навала на пал с учетом принятой конструкции отбойного устройства.

Предварительный максимальный изгибающий мо мент в сваях определяется как в консоли защем-ленной в грунте на 1-3м ниже основания от дей-ствия сосредоточенной силы. Большее значение относится к слабым грунтам. По значению изги-бающего момента определяется диаметр трубы из приложения 6.

Кроме изгибающих моментов, элементы свайного пала подвергаются продольным усилиям. Из силового многоугольника, аналогично рис.4.4 находят усилия в двух сваях плоской рамы. По значениям усилий находят глубину погружения металлических труб из приложения 6.

Расчетная схема рамы. При расчете по программе SСAD свайный пал представляют статически неопределимую пространственную раму, частично погруженную в грунт основания, описываемого моделью с двумя коэффициентами постели (горизонтальный и вертикальный) (рис.6.9).

Геометрическое изображение расчетной схемы рамы выполняется вво-дом узлов элементов типа 5 «Пространственный стержень», а затем изображением самих элементов (вводом элементов). Каждый элемент расчетной схемы вводится отдельно. Рекомендуется в первом узле ввести начало общей системы осей координат.

Расчетная схема рамы задается координатами пяти участков 6-х опорных узлов координат (рис.5.9). При расчете стержневой системы выбирается стержень плоской рамы.

Участки балки, взаимодействующие с грунтом через переменный по высоте коэффициент постели, рекомендуется разбивать на элементы шириной 1,0м ( участок 1-5) и соответственно – на 2.0 м остальные участки.

Жесткость рамы. Используется численное описания жесткостных характеристик. Продольная и изгибная жесткость элементов рамы ЕI, содержит модуль деформации стали Е = 2,1х10⁸ кН/м² и железобетона Е = 2,7х10⁷ кН/м², площадь А, м² и момент инерции I м⁴ на ширине1 м (приложение 4). Жесткость свайного ряда делится на шаг свай. Сечение ж/б ригеля (участок 9-11 ) шириной 1 м принимается равным 0,5х1 м.

Зависимость между горизонтальными или вертикальными перемещениями сваи и сопротивлением грунта в каждой расчетной точке описывается в виде линейного деформирования.

Коэффициенты постели (жесткость грунтовой среды). Горизонтальный коэффициент постели. Используется выражением (1.7), в котором для свай в грунте принимается К_пл = 0.7 для верхних трех элементов, Коэффициент постели определяется через табличное значение коэффициента пропорциональности К (приложение 4,табл. П4.1).

Вертикальный коэффициент постели по боковой поверхности определяется умножением значения горизонтального коэффициент постели на tgφ окружающего грунта.

Вертикальный коэффициент постели на острие шпунта приведен в приложение 4, табл. П4.4). Вертикальный коэффициент на острие наклонной сваи принимается равный нулю.

Нагрузки на пространственную раму

Принимаются в виде сосредоточенной силы действующей на оголовок пала.

Результаты расчета и оптимизация габаритов.

В результате расчета на программном комплексе SCAD получают изгибающие моменты в ростверке, осевые и горизонтальные усилия, моменты в головах сваи, а также распределение этих усилий и перемещения точек оси сваи по ее длине, а так же общую деформацию наклонного смещения конструкции

Программный комплекс позволяет не только рассмотреть все возможные конструктивные особенности, сочетания нагрузок и расчетные условия, но и выбрать оптимальное решение при проектировании свайного ростверка.

Студентом приводится подробная последовательность расчета рамы с указанием конкретных оконокон, без которых работа не зачитывается. Результаты расчета рамы выводятся в виде графического изображения эпюр изгибающих моментов, перерезывющих сил и смещений

Составляется результирующая таблица усилий и перемещений в элементах свайного пала.