Файл: Репников Л.Н. Расчет конструкций на комбинированном основании.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 111
Скачиваний: 0
При расчете фундамента с применением гипотезы упру гой полуплоскости решалась система уравнений, анало гичная системе уравнений для схемы упругого слоя; еди ничные перемещения в этом случае определяются функци ями В.Н.Жемочкина для упругой полуплоскости [28] . Ре
зультаты решения задачи приведены на рис. 30, В. |
|
Значения реактивных давлений (для жесткого фунда |
|
мента) для случаев на рис. 30, 5 |
и 30, В не зависят |
от Е0 . Для схемы упругого слоя модуль деформации оп |
|
ределяет только осадку фундамента |
(для упругой полу |
плоскости осадка фундамента остается неопределенной
величиной). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Значения изгибающих моментов для рассмотрения слу |
|||||||||
чаев составляют: |
|
|
|
|
Р |
|
|
|
||
|
при загружении сосредоточенной силой |
= |
1 0 0 |
тс: |
||||||
а) |
Мц = 106 ,29 |
тс-м ; б) |
/Уи = 1 0 9 ,6 7 тс-м; |
в ) |
/Уи = |
|||||
= |
1 21 ,67 тс-м; |
равномерно |
распределенной |
нагрузкой |
||||||
|
при |
загружении |
||||||||
£ = |
12,5 тс/м; а) |
= 6,29 тс-м; |
б) |
//и = |
9,67 тс-м ; |
|||||
в) |
/Уи = 21,67 тс-м. |
показывает, что |
величина |
|
во |
|||||
|
Анализ результатов |
Рц |
всех случаях оказывается минимальной для схемы комби
нированного основания. |
и 3 0 , 5 |
принять |
Если для случаев на рис. 30, а |
условия равенства осадок фундамента, то нетрудно опре
делить повышенное |
значение |
Е 0 модуля деформации |
грунта для схемы упругого слоя |
( Е0 ). В рассмотренном |
|
примере Е* = 3,32 |
Е0. |
|
4. Учет взаимного влияния фундаментов
Рассмотрим специфические особенности учета взаимно го влияния двух фундаментов в предположении, что модуль деформации грунтового основания и коэффициент постели определены и вид функций \ = X(/7,Лизвестен. Установлен ные ранее закономерности деформирования комбинирован ного основания дают возможность сделать ряд предвари тельных. выводов.
1 1 1
1 . Прежде всего следует иметь в виду характерную особенность распределительных свойств комбинированного основания, состоящую в том, что перемещения дневной поверхности за пределами штампа определяется не всей действующей на фундамент нагрузкой, а только частью ее, воспринимаемой распределительной способностью грунто вого основания.
Как и ранее, обозначая эту величину через Р Е, полу чим, что нагрузка Р к= Р - Р Евоспринимается винклеровской составляющей основания. Выполненные выше расчеты позволяют оценить распределение внешней нагрузки
между Р е и |
Р*(при |
/Г0 = 50 кгс/см 2 ; |
К = 1,5 кг/см 2, |
|
X |
= 0 ); Р |
= 28,04 |
тс, Р е = 7,63 тс, |
Р*= 20,41 тс, |
т.е. |
7 2,8%. всей внешней нагрузки передается на основа |
|||
ние Винклера и только |
27,2% воспринимается распреде |
лительной способностью грунта. Следовательно, переме щения дневной поверхности за пределами фундамента вызываются не полной нагрузкой, а относительно не большой ее частью (27,2% ).
|
В каждом конкретном случае при давлениях |
р = О т |
|||
1 |
кгс/см 1 величина |
Р Е должна определяться отдельно |
|||
с |
использованием |
/Г0 |
и К |
, найденных в результате |
|
соответствующей |
обработки |
штамповых |
испытаний. |
Именно эта величина и будет оказывать основное влияние на работу близлежащих фундаментов.
2 . Для оценки взаимного влияния фундаментов большое значение имеет разрью в вертикальных перемещениях по наружному контуру штампа. Используя данные предыду
щего |
вывода |
(для |
X |
= О) и результаты вычислений |
главы |
1 У для |
X = 0,3 |
и |
X = 0 ,6 , найдем распределе |
ние всей внешней нагрузки между отдельными составляю щими комбинированного основания:
\ = 0 , 3 : |
Я = 28,04 тс, |
Рв= 5,81 тс, |
Р к= 22,23 |
тс? |
Х= 0 ,6 : |
Р = 28,04 тс, |
Р Е= 3,64 тс, |
Р к= 24,40 |
тс. |
В процентном отношении |
доля внешней нагрузки, пере |
дающейся на |
основание Винклера, соответственно соста |
|
вит 79,28 |
и |
87,02% против 72,8% при X = О. Следо |
вательно, |
учет разрыва в осадках по краю штампа ведет |
к дальнейшему сокращению той части внешней нагрузки,
1 1 2
которая должна приниматься в расчет при оценке взаимно го влияния фундаментов; при X ' = 0, 6 она составляет всего 12,98% .
Эти данные дают общее представление об особенностях взаимодействия двух или нескольких фундаментов при использовании модели комбинированного основания. Перейдем к более подробному рассмотрению особенностей расчета двух фундаментов, расположенных на достаточно близком друг от друга расстоянии.
Сложность точного решения поставленной задачи оче видна. Представляется естественным исследовать воз можность применения метода Б.Н.Жемочкина для опре деления осадок и крена фундаментов. В качестве примера рассмотрим случай взаимодействия двух фундаментов прямоугольного очертания в плане. Размеры фундаментов и их взаимное расположение приведены на рис. 31.
Рис. 31. Расчетная и основная схе ма при определении взаимного влия
ния двух фундаментов
113
Выбор схемы двух прямоугольных фундаментов для иллюстрации применения метода Б.Н.Жемочкина объясня ется, во-первых, стремлением более наглядно и отчетливо продемонстрировать этот метод на относительно простом примере и, во-вторых, исключительной сложностью рас чета других схем, например двух круглых штампов.
Основные исходные данные задачи: два прямоугольных
жестких фундамента размеров |
1 0 х 2 0 м опираются на |
||
грунт, характеризуемый модулем деформации |
- |
||
■=50 кгс/см , коэффициентом постели |
К = 1,5 |
кг/см^ |
|
и коэффициентом Пуассона /л |
= 0 , 3 , |
загружение плит - |
симметричное, равномерно распределенной нагрузкой ин
тенсивностью |
/7 = 3 .кгс/см2-. Ввиду |
значительных |
размеров площадей загружения параметр X |
принимается |
|
не зависящим |
от нагрузки и равным О, т.е. |
расчет ведет |
ся без учета |
среза по наружному контуру |
фундаментов. |
Требуется определить осадку фундаментов и их крен.
Для решения поставленной задачи назначаем расчетную и основную системы (см.рис. 31). Кружками на схеме обозначены и пронумерованы места постановки расчет ных стержней и, следовательно, места взаимодействия фундамента с комбинированным основанием и составляю щих основание компонент. Общее количество стерж
ней 18. Определим число неизвестных.
Ввиду симметрии схемы можно ограничиться определе нием усилий в шести стержнях ( I = О, 1 ,. . ., 5 ). Так как стержни N? О и N? 1 учитывают взаимодействие плиты с уп ругим основанием, по направлению каждого из них будут
действовать |
два усилия: |
Хо |
> |
X* |
, X* , X* . |
В местах |
постановки |
стержней N? |
2 |
-5 |
необходимо определить |
||
Хг£( - Х 1 ) ; |
|
/4 (— |
* ' ) ; |
X * (=-Xs) |
. К чис |
лу неизвестных следует отнести также осадку заделки и угол ее поворота (р0 .
Таким образом, для принятой расчетной схемы общее число неизвестных составит 1 0 . Принятая расстановка стержней является приближенной. Для получения значи тельноболее точного решения целесообразна постановка стержней по схеме, приведенной, например, на рис. 3 2.
1 14
Рис. 3 2. Расчет взаимного влияния фундаментов по уточненной схеме
В этом случае число неизвестных составит 24. |
|
|
||||||||
Вернемся к рассмотрению схемы на рис. 31 |
и перейдем |
|||||||||
к составлению системы уравнений. Как и ранее |
[см., |
нап |
||||||||
ример, |
(7 0 )], запишем две основные системы уравнений с |
|||||||||
учетом угла поворота заделки' |
(р0 |
: |
|
|
|
|||||
|
f oX * + X- |
+ 2 у 0 + 2 ip0 =0 ; (у = 0,1) •, |
||||||||
|
%o^L |
- Xj |
8j = 0 |
|
|
(J = 0,1,..., |
5), |
|||
где |
Ej - |
расстояние |
от |
заделки до |
неизвестного, |
дей- |
||||
I |
|
ствующего по |
j |
-м у направлению. |
|
|||||
Кроме того, используются два условия равновесия: |
|
|||||||||
|
Т Х ' + Е Х ' - Е Р ; |
Y XiEi-Y.Mp = о . |
|
|
||||||
|
£.0 |
i=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве примера более подробно рассмотрим опре |
||||||||||
деление единичного перемещения |
8SS |
. Остальные коэф |
||||||||
фициенты |
8/у |
определяются аналогичным образом. На |
||||||||
помним, что |
Sj5 - |
перемещение по направлению неиз |
||||||||
вестной реакции |
Х ъ |
от единичных усилий, приложенных |
по направлению действия реакций Xf .
115
В первую очередь определяем расстояние |
( см. на |
|||||
рис. 31 линии, соединяющие центр квадрата 3 |
с квад |
|||||
ратами 5 ): |
|
|
|
|
|
|
1 |
м; |
|
/ |
2 |
2"1 |
|
/?а_5= 20 |
Rb.bu= |/2 О + 30 |
= 36,0 6 m J |
||||
/?s-s«,= / 2 С? + 2 0 2 |
= |
28,23 |
м; /?э.5'= |
30 м. |
|
|
Для полученных значений по табл. Ш |
[2 8 ] находим 5^= |
|||||
= 0,505 + 0,355 |
+ 0 ,279 |
+ 0,335 = 1,474 . |
|
|||
Значения коэффициентов |
8J |
определяем по формуле: |
||||
|
|
____J1 ____ 5, |
‘ |
|
||
|
|
(f- ^ К ' / Г |
|
Результаты вычислений коэффициентов системы урав нений приведены ниже в табличной форме. Поскольку в принятой расчетной и основной системах каждое неизвест
ное по оси симметрии, (т.е. |
X f j |
—О, |
1, |
2 |
) имитируется |
||||||
одним стержнем, |
Щ ^ б,* ( |
L = О, |
1, 2, |
j |
= 3, |
4, |
5 ). |
||||
При |
составлении |
уравнений принято, |
|
что |
в |
центре |
|||||
квадратов О |
и |
/ действуют сосредоточенные нагрузки |
|||||||||
Р |
; учитывая, |
что |
р |
= 3 кгс/см |
, |
найдем |
P = p S = |
||||
= 3-10® = 3 000 тс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Корни полученной системы уравнений имеют следующие
значения: |
|
|
X* = |
0 ,0 2 7 6 Р |
XI = —0 ,0028 Р |
Xf = |
0 ,0 3 3 8 Р |
Х * = 0,97 24 Р |
Xf = “ 0 ,0 0 7 0 Р |
XI = 0 ,9 6 6 2 Р |
|
Xf= -0 ,0 1 0 3 /° |
Уо = —0 , 1 1 2 1 Р |
|
Х+= —0,0088 Р |
ф0 = 0 ,1 4 ' Ю Р |
Истинная величина угла поворота фундаментов вычисля ется по формуле:
3 0 -До) р = 0,91 - 0,14 ■10 3 « 1Q3 |
0 |
, 2* 10 |
|
3 , 1 4 - 5 0 0 - 1 0 |
|||
|
|
1 1 6