Файл: Будин, А. Я. Тонкие подпорные стенки.pdf

Рис. 74. Номограммы функции Ф*(х) для прямоугольной составляющей эпюры р(х, 0)

процессе натурных экспериментов, выполненных на специаль­ ном стенде, а частично пересчетом имеющихся данных о величи­ нах коэффициента податливости постели для напряженного со­ стояния, отвечающего начальному этапу загружения стенки [76].

Расчет тонких подпорных стенок на длительную прочность следует производить по первому и второму предельном состоя­ ниям на действие нормативных нагрузок. В тех случаях, когда величины изгибающих моментов и анкерной реакции для пе­ риода времени /нд, полученные с использованием нормативных эпюр давления грунта, оказываются меньшими, чем получен­ ные с использованием расчетных эпюр давления грунта для* начального момента времени, проверка конструкции на дли­ тельную прочность не производится.

При построении эпюры р (х, /нд) первоначально сечение шпунта и глубину его забивки Н + 1 можно принять такими, ка­ кими они получены в результате расчета без учета ползучести основания. Далее производится расчет по определению усилий в элементах конструкции, отвечающих возрасту сооружения /нд, на основании чего уточняется в первом приближении глубина забивки стенки в подстилающий неползучий грунт I и ее се­ чение.

В процессе расчетов следует рассматривать также случаи уменьшенной глубины забивки стенки, при которой соотноше­ ние наибольших изгибающих моментов в ее забитой и пролет­ ной зонах составляет M3/yWnp= 0,74-0,8. Уменьшение глубины забивки может оказаться в отдельных случаях целесообразным в связи с тем, что при этом уменьшается скорость релаксации начального реактивного давления грунта р (х, 0).

Пример расчета на длительную прочность заанкерованной шпунтовой стенки на ползучем основании. Расчету подвергнута конструкция, изображен­ ная на рис. 10, в. Сопоставление расчетных и натурных данных показывает хорошее совпадение.

И с х о д н ы е д а н н ы е .

Используемые в расчете на длительную прочность геометрические пара­ метры конструкции: L=12,6 м; Л„=2,35 м, Н=5,3 м, /=1,95 м. Расчетный уровень воды перед стенкой на высоте 4,6 м над дном.

152

Рис. 75. К примеру расчета одноанкерной железобетонной тонкой подпорной стенки на ползучем основании

153

Первым этапом расчета конструкции на длительную прочность является

154

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТОНКИХ ПОДПОРНЫХ СТЕНОК

§ 1. Общие положения

При эксплуатации строительных конструкций, призванных обеспечивать определенные технологические процессы, прихо­ дится решать вопросы, связанные с определением допускаемого уровня внешних воздействий на них. Правильное решение этих вопросов подразумевает установление предельных по величине воздействий, при которых будут соблюдены условия безопасной эксплуатации и требуемой долговечности сооружений. В общем случае предельно допустимая нагрузка должна устанавли­ ваться исходя из несущей способности тонкой стенки не только в данный момент. Ее следует выбирать таким образом, чтобы ее воздействие не ухудшало эксплуатационные качества кон­ струкции в течение заданного периода времени более чем на заданную величину.

Конечной целью анализа реальной несущей способности конкретного сооружения является назначение оптимального ре­ жима его эксплуатации в широком смысле слова. Понятие ра­ циональной эксплуатации строительных конструкций отлича­ ется большой емкостью: наряду с вопросами их надежности и долговечности оно включает в себя аспекты экономического характера, которые в условиях планового социалистического хозяйства зачастую могут выходить за сферу отдельного пред­ приятия или даже целой отрасли народного хозяйства.

Рассматривать вопрос об оптимизации режима эксплуата­ ции сооружений в широком плане можно в тех случаях, когда эти конструкции подвергаются воздействиям, вызванным опре­ деленной целенаправленной деятельностью человека. Наряду с конструкциями, назначение которых состоит в обеспечении технологических процессов, существует большое количество со­ оружений, предназначенных для восприятия различного рода природных воздействий, которые чаще всего не зависят от со­ знательной деятельности людей. Понятие оптимальной эксплуа­ тации таких сооружений включает в себя вопросы их поддер­ жания в удовлетворительном техническом состоянии при наименьших затратах. Тонкие подпорные стенки часто приме­ няются и в том, и в другом случаях, как это видно из неполной схемы, приведенной на рис. 76.

156

Рис. 76. Тонкие подпорные стенки в конструкциях, обеспечивающих техноло гические процессы и воспринимающих природные воздействия

Для назначения правильного режима эксплуатации соору­ жений необходимо отчетливо представлять себе специфику их поведения при внешних воздействиях. Характерной особен­ ностью работы тонких подпорных стенок при действии стати­

приращения напряжений в конструкциях исчезают лишь час­ тично вследствие специфики взаимодействия грунта и сооруже­

157

Рис. 77. Эффект возникновения ос­ таточных напряжений в тонких подпорных стенках

а — схема деформации стенки; б — гра­ фик c~f(q); в — определение величи­

ны q

консольная подпорная стенка жесткостью Е1} поддерживающая грунтовую засыпку высотой Я.

чину a(q) (см. заштрихованную часть эпюры). При этом в со­ ответствии с законом, выражаемым уравнением упругой линии, увеличиваются прогибы стенки; в частности, смещение ее верха возрастает на величину А. После снятия нагрузки q (хи х2) можно было бы ожидать уменьшения распорного давления на сГенку до первоначального значения а, однако этого не про­ исходит. Для полного исчезновения составляющей эпюры рас­ пора a (q) необходима обратная трансформация упругой ли­ нии стенки, т. е. возвращение верха стенки, сместившегося на величину Д, в исходное положение. Практически во всех встре­ чающихся случаях этого не происходит, так как силы упру­ гости стенки должны преодолеть отпорное (пассивное) сопро­ тивление грунта засыпки, которое превышает распорное давле­ ние, как правило, в 10—15 раз. Поэтому после снятия нагрузки q {х\, х2) верх стенки смещается в обратном направлении лишь на величину А—А' (см. рис. 77, а), обычно не превышающую

158