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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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