Порядок определения усилий в сваях

В уровне подошвы ростверка в расчетной плоскости выбираем оси: вертикальную , направленную вниз, и горизонтальную , положительное направление которой примем слева направо, совпадающим с направлением силы , а начало отсчета совместим с центром тяжести подошвы ростверка. Положение проекции на расчетную плоскость любой -той сваи определяется координатой и углом наклона 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. Определяют перемещения в уровне расчетной поверхности основания при высоком ростверке или в уровне подошвы ростверка при низком ростверке от единичных усилий, приложенных к свае в этом уровне:

; ; (3.11)

где - горизонтальное перемещение и угол поворота сечения сваи от действия горизонтальной силы = 1 (рис.3.3 а); - горизонтальное перемещение и угол поворота сечения сваи от действия момента = 1 (рис. 3.3 б); - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице Ж.4 приложения Ж в зависимости от приведенной глубины погружения сваи в грунт , определяемой по формуле (3.7).

Рис.3.3. Схемы перемещений свай от единичных усилий,

приложенных в уровне поверхности грунта

2. Вычисляют - горизонтальное смещение и угол поворота сечения сваи со свободным верхним концом в уровне подошвы ростверка от горизонтальной силы = 1, приложенной в том же уровне (рис. 3.4 а), и - то же от момента = 1 (рис. 3.4 б) по формулам:

(3.12)

где - свободная длина сваи - длина от уровня расчетной поверхности основания до подошвы ростверка; в фундаменте с низким ростверком = 0, и, следовательно , , .

Рис.3.4. Схемы перемещений свай от единичных усилий,

приложенных в уровне подошвы ростверка

3.Определяют характеристики жесткости свай:

; ; ; (3.13)

где - сила, действующая вдоль оси сваи на ростверк при смещении ростверка в этом направлении на единицу (рис.3.5 а); - сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи при смещении ростверка на единицу в этом направлении (рис. 3.5 б); - момент, действующий от сваи на ростверк при его смещении на единицу в направлении, перпендикулярном к оси сваи (рис. 3.5 б) и на основании принципа взаимности реакций, сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи при повороте ростверка на единицу (рис. 3.5 в); - момент, действующий на ростверк при повороте ростверка на единицу (рис. 3.5 в).

Рис.3.5. Единичные перемещения ростверка

и соответствующие им усилия

4. Вычисляют коэффициенты канонических уравнений (3.10) в расчетной плоскости:

(3.14)

Суммирование в этих формулах распространяется на все свай.

В запас расчета в случае низкого ростверка в них не учтен отпор грунта перемещениям ростверка, поскольку в заданных в курсовоу работе условиях он не может быть значительным.

5. Подсчитывают вертикальные и горизонтальные перемещения ростверка, а также угол его поворота в расчетной плоскости:

; ; (3.15)

6. Определяют продольную , поперечную силы и момент , действующие в месте сопряжения с ростверком на каждую сваю (положительные направления показаны на рис.3.6):

(3.16)

Рис. 3.6. Расчетные усилия в свае в уровне

подошвы ростверка.

7. Результаты расчета контролируют по выполнению равенств:

(3.17)

где суммирование распространяется на все сваи.