15 %, прогиб ферм уменьшается на 30 %. Устойчивость элементов сжатого пояса ферм также увеличивается.

Контрольные вопросы

1.Элементы несущих систем покрытий и условия их взаимодействия.

2.Факторы, влияющие на взаимодействие плит с фермами.

3.Расчетные модели системы «настил + ферма».

4.Надежность системы «настил + ферма».

5.Эффективность системы «настил + ферма».

Лекция 25. О НАДЕЖНОСТИ СВАЙНЫХИФУНДАМЕНТОВ

Некоторые положения норм проектирования свайных фунда-

25.1. ОбоснованиеДисследования

ментов (СНиП 2.02.03-85 и СП 50-102-2003) неоднозначно трактуют-

способность сваи), определяемая по результатам испытаний свай или образцов грунта; γk − коэффициент надёжности, принимаемый в зави-

симости от способов определения Fd и в ряде случаев от числа свай в

фундаменте.

Редакция текста нормативных документов такова, что непонятно, относится ли положение об учёте числа свай к проектированию фундаментов любых сооружений или это касается только мостов. Если речь идёт только о мостах (этот вывод можно сделать из анализа прежних и некоторых региональных редакций нормативных докумен-

148

тов), тогда почему данное положение не распространяется на фундаменты зданий или других сооружений. Понимание этого момента важно для эффективности принимаемого решения, так как приходится делать выбор между значениями коэффициента γk от 1,25 до 1,75.

К примеру, в фундаментах опор башенных (мачтовых) сооружений, рассчитываемых на сжатие и (или) выдёргивание, требуется ограниченное число свай и необоснованное увеличение коэффициента γk

при проектировании вызывает значительное удорожание строительства, а необоснованное уменьшение γk может снизить надёжность со-

оружения.

25.2. Сущность коэффициента надёжности γ

сущности коэффициента γk .

Для обоснования правильного решенияИследует разобратьсяk в

методу предельных состояний А(ГОСТД27751−88), в котором все коэффициенты надёжности делятсябна основные группы по материалу, нагрузке, условиям работы и ответственности. Коэффициент γk по

Расчёт оснований фундаментов рекомендуется выполнять по

смыслу ближе всегоик группе коэффициентов надёжности по материалу γm (по грунту γg), с помощью которых осуществляется переход

от нормативных значен й сопротивлений материалов к расчётным значениям по формуле

где μR и βR − коэффициенты, характеризующие степень обеспеченности нормативных и расчётных значений сопротивлений; vR − коэффициент вариации сопротивления.

149

Правила определения коэффициентов вариации для различных свойств грунта, в том числе для коэффициента вариации несущей способности грунта основания сваи vF , изложены в ГОСТ 20522-96.

Согласно этому стандарту для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчётах, и расчётные значения. Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, т.е. Fdn = Fd , а расчётные значения полу-

чают делением нормативного значения на коэффициент надёжности по грунту γg, т.е. Fd = Fdn /γg. Таким образом, подтверждается анало-

гия между коэффициентом надёжности по грунту и коэффициентами надёжности по материалу.

Коэффициент надёжности γk имеет несколько иную смысловую

Обобщая сказанное выше, представимИправую часть условия (25.1) в виде расчётной величины несущей способности одиночной

нагрузку по сравнению с коэффициентом надёжности по грунту γg,

так как в общем случае учитывает не только изменчивость свойств

грунта, но и погрешности методов получения статистических данных о свойствах, а также число свай в фундаменте.

сваи F1 в фундаменте:

25.3. Определение характеристик изменчивости несущей способности одиночных свай

Грунт крайне неоднородный материал, коэффициент вариации сопротивления песчаных и глинистых грунтов колеблется в широких пределах vR = 0,05 – 0,5 [31]. Статистики механических свойств грун-

150

та сложно оценить из-за чувствительности образцов к способам изготовления, хранения, испытания и систематических ошибок эксперимента. Поэтому изменчивость механических характеристик в натуре, в отличие от других материалов, меньше, чем в опытных образцах. Особенно это касается изысканий на площадках небольших размеров.

Наиболее просто и точно получить характеристики изменчивости грунта методом статического зондирования. В процессе изысканий согласно нормам требуется статистическая обработка результатов измерений несущей способности свай не менее чем в 6-ти точках зондирования. При этом получают значения vF , коэффициент надёжно-

сти γg = 1/(1 − μF vF ) и можно уточнить формулу (25.7):

2.02.01-83, согласно которым при расчёте по несущей способности доверительная вероятность должна приниматься не менее α = 0,95, а для мостов не менее α = 0,98. Если считать, что речь идёт об односторонней доверительной вероятности (по аналогии с расчётными сопротивлениями материалов), то им соответствуют значения коэффициентов βF = 1,64 и βF = 2,06, соответствующие аргументам нормальной

функции распределения Ф*(β) [3].

В табл. 25.1 приведены предельные значения vFu , полученные по формуле (25.9), в зависимости от величины коэффициента γk при разной обеспеченности расчётных значений F1 и μF = 0,792.

151

Таблица 25.1

Предельные значения коэффициентов вариации

Из сопоставления табличных значений коэффициента вариации vFu с результатами изысканий можно судить о надёжности свайного

вость несущей способности одиночной сваиИпо грунту, которая может быть расположена в любой точке на строительной площадке. Изменчивость несущей способности сваи в конкретной точке значительно меньше, поэтому представим коэффициент вариации vFu в виде

фундамента, рассчитанного с соответствующим коэффициентом γk .

Следует отметить, что значения vFu характеризуют изменчи-

При недостатке опытных данных коэффициент вариации vF1 можно принимать равным предельному значению vFu при γk = 1,25,

так как при этом коэффициент вариации практически не зависит от числа свай в кусте, а v определяется из уравнения (24.10). В табл. 1

приведены значения vF 2 при α = 0,95 и vF1= 0,198, а также при α = = 0,98 и vF1 = 0,14, определённые в зависимости от коэффициента надёжности γk .

152