- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Классификация наук
- •1.2. Строительная наука, её особенности и задачи
- •1.4. Основы методологии научных исследований
- •2.1. Строительные конструкции как системы
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •4.1. Полнота использования теоретической модели
- •4.2. Исследование изменчивости прочности арматуры
- •Контрольные вопросы
- •5.1. Прочность бетона в конструкции и опытных образцах
- •5.3. Системная модель прочности кубических образцов
- •Контрольные вопросы
- •6.1. Конструктивные особенности расчетных сечений
- •6.2. Исследования внутренних фрагментов
- •6.3. Исследования наружных фрагментов
- •Контрольные вопросы
- •7.2. Принципы системного исследования
- •Контрольные вопросы
- •8.1. Расчет регулярных систем
- •8.2. Расчет нерегулярных систем
- •Контрольные вопросы
- •9.1. Особенности традиционного метода проектирования
- •9.2. Основы метода системного проектирования
- •Контрольные вопросы
- •10.1. Шпоночные швы как системы
- •10.2. Надежность одиночных бетонных шпонок
- •10.3. Особенности взаимодействия сборных плит перекрытия
- •10.4. Модели надежности шпоночных швов
- •10.5. Пример расчета шпоночного шва на надежность
- •Контрольные вопросы
- •11.2. Функциональные особенности системы перекрытия
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •13.2. Модели расчёта системы настила с ригелем
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •15.2. Механизм распорного взаимодействия элементов
- •15.3. Надёжность взаимодействия элементов
- •Контрольные вопросы
- •16.1. Обоснование вероятностной природы распоров
- •16.2. Расчет распорных усилий методом сил
- •17.1. Пространственные системы перекрытий
- •17.2. Перекрытия с применением арочного профнастила
- •Контрольные вопросы
- •18.1. Конструктивные особенности деревоплиты
- •18.2. Системный анализ деревоплиты
- •18.3. Расчётная схема деревоплиты
- •18.4. Пример расчёта и выводы
- •Контрольные вопросы
- •19.1. Резервы совместной работы свай с ростверком
- •19.2. Анализ исходных данных
- •19.3. Решение задачи
- •Контрольные вопросы
- •20.1. Особенности расчета прочности по наклонным сечениям
- •20.2. Нормативные требования и расчётная схема
- •20.4. Анализ опытных данных
- •20.5. Результаты проверочных расчётов
- •Контрольные вопросы
- •21.1. Влияние поперечного армирования безбалочных перекрытий на надежность
- •21.2. Прочность наклонных сечений при продавливании
- •21.3. Результаты экспериментальных исследований
- •22.1. Анализ расчётной модели
- •22.2. Рекомендации по учёту масштабного фактора
- •22.3. Пример расчёта
- •23.1. Вопросы анкеровки арматуры
- •Контрольные вопросы
- •24.1. Обоснование исследования
- •24.3. Механизм взаимодействия элементов покрытия
- •24.5. Перераспределение усилий в элементах системы
- •24.6. Устойчивость элементов сжатого пояса
- •Контрольные вопросы
- •25.4. Анализ проектных решений
- •25.5. Несущая способность свайного фундамента
- •25.5. Примеры расчётов и выводы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
(18.2) |
с |
одним |
неизвестным |
T |
при |
значениях |
λ2 = ξ(1+ 2c2 / 3r2 )/ Ebh = 33ξ/ Ebh и = −M 0c / 3Ebhr2 . |
|
При m ≥ 4 общее решение задачи многократно усложняется. С целью упрощения решения выполним проверочный расчёт балки при m = 2 по расчётной схеме, приведенной на рис. 18.3.
18.4. Пример расчёта и выводы
При ширине балки b = 1 м; h = 0,03 м; с= 0,06 м;E = 10000
МПа; EI = 0,0225 МН·м2; G = 500 МПа; q = 4 кН/м и l = 1,5 м опреде-
лить сдвигающее усилие T |
и напряжения τ |
в шве. |
|
|||
По формуле |
(18.1) |
|
|
И2 |
|
|
определяем жёсткость шва на сдвиг |
||||||
ξ = 1·500/0.06 = |
8333 |
МПа. При |
m |
= 2 коэффициент |
λ2 = |
|
|
|
Д |
|
|||
= 26·8333/10000·1·0,03 = 722 м-2 и λl = 1,5 |
722 |
= 40,3. |
|
|||
По формуле (18.3) при x = 0 получаем максимальное значение |
||||||
сдвигающего усилия T |
= 0,004·0,06·8333·1,5 /2·722·2·0,0225 |
+ |
+ 0,004·0,06·8333/7222·2·0,0225 = 69,25 + 0,09 = 69,34 кН. По формуле
(18.4) при x = l определяем максимальное значение сдвигающего на-
пряжения |
τ |
= |
– |
0,004·0.06·8333·1,5/722·2·0,0225 |
+ |
|
|
|
и |
|
|
|
|
+ 0,004·0.06·8333/7223/2·2·0,0225·1А= – 92,3 + 2,3 = 90 кН/м. |
|
|||||
Так как при большом значении λl |
функция chλl → ∞, поэтому |
|||||
влияние податливостью бсвязей сдвига |
очень слабое. Пренебрегая |
этим влиянием, для определения касательных напряжений можно воспользоваться формулой Журавского. В данном случае при статическом моменте полусечения S = 1·0,03·0.03 = 0,0009 м2 и моменте
инерции |
сечения |
(за |
вычетом участков |
с прокладками) |
|||||
I = |
С3 |
+ |
2·1·0,03·0,03 |
2 |
= |
0,0000585 м |
4 |
и |
|
2·1·0.03 /12 |
|
|
|
τ = – 0,004·1,5·0,0009/0,0000585·1 = 92,3 МН/м. Величины напряже-
ний, определённые разными методами, различаются на 3 % . Это означает, что составная балка при λl ≥ 4 может быть рассчитана как цельная с исключением из поперечного сечения участков прокладочных слоёв.
В трёхстержневой составной балке при m = 3 значение коэффици-
ента λ2 и соответственно λl больше, чем в двухстержневой. Поэтому балки из деревоплиты рекомендуется рассчитывать как цельные с исключением из поперечного сечения участков прокладочных слоёв.
100
Контрольные вопросы
1.Элементы конструктивной системы деревоплиты.
2.Особенности расчетной модели составного стержня.
3.Механизм взаимодействия элементов составного стержня.
4.Надежность конструктивной системы деревоплиты.
5.Эффективность конструкции деревоплиты.
Лекция 19. СОВМЕСТНАЯ РАБОТА СВАЙ С НИЗКИМ РОСТВЕРКОМ
|
19.1. Резервы совместной работы свай с ростверком |
|
|
|
Проблему |
свайного |
фун- |
дамента |
|
строители |
. В |
действующих |
нормах проектированияДникакихИуказаний по |
учёту со- |
вместной работы свай с ростверкомАне приводится. Необходимость решения одной из практическихбзадач, связанной с этой проблемой, возникла в процессе строительства четырёхэтажного жилого дома.
При проектированииидома по бескаркасной системе с поперечными несущими стенами ыло принято свайное основание с железобетонным ленточнымСростверком и забивными сваями с поперечным
сечением 0,3×0,3 м. Вв ду сложной конфигурации в плане и большой деформативности грунтов здание было расчленено осадочными швами на 4 блока (рис. 19.1).
Согласно инженерно-гидрогеологическим изысканиям нижний конец 8-м свай попадает в слой текучепластичного суглинка (показатель текучести IL > 0,6). В соответствии с требованиями п. 7.2.3 СП 50.102.2003 проектом были предусмотрены в каждом из блоков дорогостоящие испытания забивных свай статической нагрузкой.
Вначале были выполнены натурные испытания двух (минимальное число статических испытаний в контуре здания) свай в восточном блоке и получены частные значения предельного сопротивления Fd, равные 480 кН и 440 кН и соответствующие максимальной нагрузке, достигнутой при испытании. Исходя из этих данных, несущая способность сваи была принята равной N = 440/1,2 = 367 кН (по ми-
101
нимальному значению Fd) при максимальной расчётной нагрузке на сваю 364 кН, и началось строительство дома.
Рис. 19.1. Схема точек испытаний с изолиниями сопротивлений свай |
|||||
|
|
|
|
|
И |
Следует отметить, что частные значения предельного сопротив- |
|||||
ления должны соответствовать, |
согласно нормам, осадке опытных |
||||
свай s = |
0,2su,mt = 30 мм при |
Д |
|||
средней предельной осадке здания |
|||||
su,mt = 15 |
см, т.е. более |
точные значения Fd = 466 кН, 425 кН и |
|||
N = 425/1,2 = 354 кН. |
|
А |
|
||
Когда все сваи были за ты, а восточный и северный блоки до- |
|||||
ма частично возведены, |
бспытали статической нагрузкой одну сваю в |
||||
|
и |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
западном блоке. Несущая способность сваи оказалась равной всего 288 кН (табл. 19.1); в отчёте ошибочно приведено значение 360/1,2 = 300 кН, соответствующее испытательной нагрузке при осадке s = 40 мм вместо 30 мм) и строители забили тревогу, так как согласно нормам при числе испытаний менее 6 несущую способность
свай следует брать по минимуму, т.е. 288 кН < 364 кН. Возникла ситуация, когда возведение западного блока в проектном виде оказалось невозможным.
102
19.2. Анализ исходных данных
В трудную минуту проектировщики и строители обратились за помощью к учёным СибАДИ, которые в первую очередь выполнили тщательный анализ проектных материалов [13].
Ещё в процессе изысканий проводили испытания грунтов статическим зондированием в 9-ти точках и получили частные значения предельных сопротивлений свай (табл. 19.1). Эти данные проектировщики не использовали для предварительной оценки несущей способности свай, так как под каждым из блоков число испытаний оказалось менее 6. Однако их хватило для определения участков с низкой
несущей способностью свай (рис. |
19.1). Как и следовало ожидать, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
наименьшая несущая способность свай оказалась на участке западно- |
||||||||
го блока здания. |
|
|
|
|
|
|
Таблица 19.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Данные статического зондирования |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер точки |
|
|
Fu, кН |
А |
q, МПа |
|
EsL, МПа |
|
1 |
|
|
281 |
|
|
1,5 |
|
18 |
|
|
|
б |
Д1,8 |
|
|
||
2 |
|
|
324 |
|
|
21,6 |
||
3 |
|
|
461 |
|
|
2,3 |
|
27,6 |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
525 |
|
|
3,2 |
|
38,4 |
5 |
|
|
415 |
|
|
1,1 |
|
13,2 |
6 |
|
|
398 |
|
|
2,3 |
|
27,6 |
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
278 |
|
|
1,7 |
|
20,4 |
8 |
|
|
318 |
|
|
- |
|
- |
9 |
|
|
420 |
|
|
1,7 |
|
20,4 |
Для анализа несущей способности использовали указания п. 7.3.16 СП, согласно которым несущую способность испытанных статической нагрузкой свай следует определять с использованием результатов статического зондирования (не менее 6 точек) по формуле
Fd = ∑Fu /nγgs, |
(19.1) |
где ∑Fu/n – среднее значение предельного сопротивления по n = 3 – 5
испытаниям свай статической нагрузкой; γgs – коэффициент надёжности по грунту, определяемый по результатам зондирования по формуле
γgs = 1 + vs, |
(19.2) |
где vs – коэффициент вариации результатов зондирования.
103