4.Расчет многорядного свайного фундамента по 2 группе предельных состояний.

Расчетом по 2 группе предельных состояний определяют горизонтальное смещение верха опоры, осадку свайного фундамента и сравнивают их расчетные значения с предельно допустимыми по нормам. Расчет ведется на расчетные нагрузки, получаемые перемножением нормативных нагрузок (из задания) на коэффициент перегрузки γ_f2 = 1.

Горизонтальное смещение верха опоры высотой h₀, см, определяют из формулы

где u и ψ – величины определенные раньше

δ_x – горизонтальное смещение верха опоры в результате деформации ее тела (в курсовом проекте принять равным 0)

L_Р – длина наименьшего примыкающего к опоре пролета, но не менее 25м.

Умножением на величину 1/ γ_f1, где γ_f1 = 1,2, осуществляется переход от величин u и ψ, определенных в расчете по 1 группе предельных состояний, к величинам u и ψ, участвующих в расчете по 2 группе предельных состояний.

Проверка выполнена.

3.3. Расчет свайного ростверка.

3.3.1. Определение расчетных усилий.

Усилия при расчёте на прочность:

Длина фундамента = 9,312,6 м, ширина = 12,6 м. Конструктивно высоту ростверка назначаем h_р = 1,85м.

Постоянные нагрузки

1.Собственный вес устоя включает:

Вес тела устоя составляет:

Вес фундамента составляет:

Общий расчетный вес устоя составляет:

2.Вес пролетного строения с балластным мостовым полотном.

Вес пролетного строения составляет 237тс. Размеры балластной призмы, располагающейся на балках, составляет примерно 3,6 и 0,5м. При коэффициентах надежности для балок и для балласта расчетная постоянная нагрузка на устой от пролетного строения будет равна:

Временные нагрузки

2. Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего пролет.

Где

3. Вертикальное давление на устой от подвижного состава, загружающего непосредственно устой.

- класс нагрузки;

- длина устоя;

-коэффициент надежности.

Таким образом расчетные усилия на 1,0 м плиты составят:

Где - длина плиты фундамента

- длина тела устоя в месте сопряжения с плитой фундамента

Определяем усилия от постоянной и временной нагрузок по известным формулам:

Усилия при расчёте на выносливость maxM’_I и minM’_I определяются аналогично усилиям при расчёте на прочность при коэффициентах надёжности по нагрузке γ_f1 = γ_f2 = γ_fν = 1,0 и динамическом коэффициенте 1+2/3*μ = 1,33.

Расчёт по раскрытию трещин производится по наибольшему значению изгибающего момента от нормативных нагрузок при (1+μ) = 1,0

3.3.2. Расчет сечения плиты фундамента.

Расчёт на прочность.

Прямоугольное сечение плиты имеет расчётную ширину b = 1.0 м. Толщина плиты h_пл принимается равной 1,85 м, арматура периодического профиля класса А – lll, диаметром 12 мм, марка бетона В30.

Рабочая высота сечения при толщине защитного слоя 2 см:

Требуемая высота сжатой зоны бетона:

где М_i - изгибающий момент в растянутом сечении;

R_b – расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;

b – расчётная ширина плиты.

Требуемая площадь арматуры в растянутой зоне плиты:

где z = h₀ – 0.5*x_i – плечо пары внутренних сил;

R_s – расчётное сопротивление напрягаемой арматуры растяжению.

Определяем количество стержней арматуры:

где n_ст – целое число стержней;

А_s1 – площадь сечения одного стержня.

Можно принять 5 стержней, тогда A_s =5,655 см².

Определяем высоту сжатой зоны для принятого количества стержней:

Проверяем прочность сечения по изгибающему моменту:

где М_пр – предельный изгибающий момент по прочности.

Расчёт на выносливость.

Расчётное сопротивление материала:

где minM’_I и maxM’_I – минимальный и максимальный момент от нормативных нагрузок при расчёте на выносливость.

Высота сжатой зоны приведённого сечения определяется по формуле:

n’ = E_s/E_b – условное отношение модулей упругости арматуры и бетона, при котором учитывается виброползучесть бетона. n’ принимается в зависимости от класса бетона, для бетона В30 n’ = 15.

Плечо пары внутренних сил при треугольной эпюре сжимающих напряжений в бетоне:

Проверка напряжений производится по формулам:

• в бетоне

• в арматуре

R_bf и R_sf следует определять по формулам:

;

.

Выполняем проверки для сечения 2:

==1.47 МПаR_bf=15.11 МПа,

==217.1 МПаR_sf=313.5 МПа.

Проверка выполняется.

Расчёт наклонных сечений плиты на прочность.

Проверка прочности по поперечной силе наклонных сечений производится из условия, ограничивающего развитие наклонных трещин:

Расчёт на трещиностойкость.

Ширина раскрытия поперечных трещин определяется из выражения:

где - предельное значение расчётной ширины раскрытия трещины;

- напряжение в рабочей арматуре;

- изгибающий момент для расчёта на трещиностойкость в расчётном сечении;

z – плечо пары внутренних сил, принимаемое из расчёта сечения на прочность;

E_s – модуль упругости ненапрягаемой арматуры, равный 1,96х10⁵ МПа для арматуры класса А-lll.

R_r – радиус армирования, определяемый по формуле:

Здесь – площадь зоны взаимодействия арматуры с бетоном;

n – число стержней рабочей арматуры;

d – диаметр арматуры.

,