ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 128
Скачиваний: 1
значения (0,1—0,2)Д, в соответствии с чем и ордината a(q) снижается лишь на величину a(q)—a'(q)\ здесь a'(q) — ордина та остаточной эпюры давления грунта, вызванной действием на грузки q(xlt х2) (пунктирная линия на рис. 77, а).
Характеристикой эффекта «наследственности» служит ко эффициент I, определяемый в рассмотренном примере соотно шением
1 = М'(у)/М(у), |
(255) |
где М'(у) — остаточная величина изгибающего момента в стен
ке, вызванного приложением нагрузки. |
подпорной стенки |
|
В зависимости от конструкции |
тонкой |
|
в соотношении (255) вместо М'(у) |
и М(у) |
могут фигурировать |
другие параметры напряженного или деформированного со стояния ее элементов (усилия в анкерных тягах, сваях и т. п.). Исследования показали, что значение коэффициента g зависит как от конструкции стенки, так и в значительной степени от плотности грунта засыпки и находится обычно в пределах 0,75 — 0,9 (меньшая величина относится к более рыхлой засыпке).
Другая особенность рассмотренного эффекта состоит в том, что при повторных загружениях увеличение напряжений в кон струкции происходит лишь после того, как нагрузка q(xi, x2) достигнет значения q*(xt, х2), отвечающего величине остаточ ных напряжений в ее элементах. Изложенное иллюстрируется графиком а—q на рис. 77,6 (здесь а — напряжение в элементе конструкции, лимитирующем его несущую способность). При первом поэтапном загружении нагрузка q\ вызвала приращение напряжений в элементе конструкции Ha* величину сц; после удаления этой нагрузки напряжения снизились до ве личины а'±. Если после этого повторить цикл загружения, то напряжения в стенке начнут возрастать лишь после дости жения нагрузкой порога чувствительности к внешним воздей ствиям q*.
Учет эффекта «наследственности» имеет важное практиче ское значение, когда изменение несущей способности сооруже ния во времени соответствует кривым II и IV, показанным на рис. 56. В таких случаях этот эффект может накладывать ограничение на использование резервов начальной несущей спо собности У (0) конструкции-
Пусть начальная предельно допустимая нагрузка на соору жение д'пр(О) (см. рис. 77,6), которая лимитируется величиной начального допускаемого напряжения оПр(0), к концу задан ного периода эксплуатации сооружения уменьшится до вели чины quv(t)- При этом после снятия нагрузки дПр(0) возможны
два случая: 1) напряжения уменьшаются |
до величины а< |
< о доп(0; 2). напряжения уменьшаются до |
величины о > а пр(0 |
(здесь аДоп(0 — допускаемое напряжение через t лет после по стройки стенки). В первом случае начальные резервы несущей
159
способности конструкции могут быть |
использованы |
полностью, |
а во втором — допускаемая нагрузка |
в начальный |
момент вре |
мени устанавливается в диапазоне qnp( 0 ) > q ^ q np(t) |
по соот |
ношению |
|
<7доп(0) = <7доп(0^«7доп(0). |
(256) |
Результаты натурных исследований и лабораторных экспе риментов позволили в первом приближении определить вели
чины |
при различной относительной плотности засыпки D ; |
||
которые |
равны: |
при D > 0,75 |
g = 0,85-^0,9; при 0 , 7 5 0 , 5 |
| = 0,75-=-0,85 и при D < 0,5 £ = 0,65-=-0,75. |
|||
Эффект «наследственности» |
необходимо учитывать и в тех |
||
случаях, |
когда |
действительная |
несущая способность эксплуа |
тируемой тонкой подпорной стенки провер-яется методом проб ного загружения, в процессе которого измеряются приращения деформаций или напряжений в конструкции. В этих случаях малая величина приращения деформаций и напряжений при загружении может свидетельствовать не о наличии у конструк ции резервов несущей способности, как это часто считают, а, наоборот, о том, что в предшествующий период она подверга лась перегрузкам и, возможно, значительно перенапряжена. Значение ранее действовавшей максимальной нагрузки q можно приближенно оценить по опытному графику сг—q, продлив ветвь, соответствующую резкому перелому кривой o = f{q), до пересечения с осью абсцисс (рис. 77, в).
§ 2. Определение допустимой интенсивности местных эксплуатационных нагрузок на тонкие подпорные стенки
Расчетное определение допускаемой интенсивности загру жения поверхности засыпки в зависимости от координат загру жаемой полосы сводится к отысканию нагрузки q (xi, х2) , кото рая дает такое же приращение напряжений в лимитирующих
элементах конструкции, как заданная проектная |
нагрузка |
<7(0, X), обычно [30] принимаемая равномерно распределенной |
|
или ступенчатой. Здесь X обозначает ширину полосы, |
в преде |
лах которой нагрузку необходимо нормировать по условию прочности несущих элементов тонкой подпорной стенки, а х\ и
Хг — кордонную |
и |
тыловую |
координаты |
полосы |
загружения |
(рис. 78, а). Как установлено |
многочисленными |
натурными и |
|||
лабораторными |
исследованиями, величина X для конструкций |
||||
рассматриваемого типа равна |
Lctgcp, где L — свободная высота |
||||
стенки, а <р — угол |
внутреннего трения |
засыпки. |
Отмеченное |
||
выше условие, на основании которого производится отыскание
нагрузки q (хи х2), записывается для |
одноанкерных |
стенок |
|
в виде двух предельных соотношений |
|
|
|
М тах 1<7 (*1 . * 2 ) ] = |
M m a x [q (0, X ) ] ; |
(257) |
|
*г)] = |
# аМ 0, |
*)], |
(258) |
160
я)
В)
Рис. 78. Зависимость допускаемых нагрузок на стенки от координат площадей загружения
а — схема |
нагрузок; |
б — определение |
q (хи х2)\ |
в — кривые |
|
|
q(xi, x2)lq(0, X)=f(x2IX) |
|
|
где Mmax[^(xi,x2)] и Mmax[q(Q, X )]— приращения максималь ного изгибающего момента в стенке соответственно от искомой и проектной нагрузок; Ra[Q(xu *2)] и Ra[q(0, У )] — прираще ния усилия, передаваемого анкерной опоре соответственно от искомой и проектной нагрузок.
Определение допускаемой нагрузки на участок поверхности засыпки с координатами Xi и х2 включает в себя следующие этапы:
1) расчет конструкции при действии проектной нагрузки, из которого определяются изгибающий момент в стенке М и анкерная реакция Ra\
2)расчет при отсутствии нагрузки на поверхности засыпки, из которого находятся величины М° и Ra0',
3)вычисление приращения усилий в конструкции от про
ектной нагрузки:
Л4[<7(0, Х ) \~ М —М°; Яа [<7(0, |
X)] = Ra- R l |
4) расчеты при действии нескольких |
различных по величине |
нагрузок на полосе с координатами дц и х2, из которых нахо
дятся величины |
изгибающих |
моментов |
и анкерных реакций |
||||||
Ми М2, |
Мп\ Ra^Ra 2) •••> |
|
|
|
|
|
|
||
5) вычисление приращений усилий в конструкции от приня |
|||||||||
тых в п. 4 нагрузок: |
|
|
|
|
|
|
|||
M[q(xu |
л:2)]1 = Л41—М°; |
Ra[q{xlt |
х2)]1 = Rai — R°a; |
|
|||||
|
M[q{xх, х2)]2 = М 2—М°\ |
Ra[q(xi, |
Л^)^ ~ Ra2 |
Ra\ |
|
||||
|
M[q(x 1, x2)]n = Mn — Ma\ |
Ra[q(xx, |
x2)]n = Ran— R°a |
|
|||||
и построение по ним совмещенного графика M=f(q) |
и Ra = f(q) |
||||||||
(рис. 78, б) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6) определение искомой допустимой нагрузки q(xь х2) на |
|||||||||
несением на построенный график величин M[g(0, Х)~\ |
и |
||||||||
i?a[<7(0, |
X)] (см. |
рис. 78,6). Из двух значений |
нагрузки, полу |
||||||
чаемой по критериям, выраженным |
соотношениями |
(257) |
и |
||||||
(258), истинной является меньшая. |
необходимо |
проверить |
по |
||||||
Найденную |
величину q(x 1, |
х2) |
|||||||
условию обеспечения общей устойчивости конструкции по ме тодам, изложенным в § 9 гл. II.
Для безанкерных стенок график, приведенный на рис. 78, б, имеет только одну горизонтальную ось M\_q(x\, х2)]. В случае
двуханкерных |
конструкций |
добавляется третья ось Rb [(/(xi, х2) ]. |
|
У тонких |
подпорных стенок, |
заанкерованных наклонными |
|
сваями, величина нагрузки |
q(x1, |
х2) • лимитируется изгибаю |
|
щими моментами (Мш, Мс и осевыми усилиями Nm, Nс) в стенке
162
и сваях. Для них исходные |
зависимости по |
отысканию |
q(xu х2) имеют вид |
|
|
^ ш . max \Д (-И’ ^2)] = |
шах \Ч (®> -^ОЬ |
|
Д ^ с . m a x \Я (х1> xz)] = |
М с m a x \-Я(® i X ) ] ', |
( 2 5 9 1 |
Nm[q(x1, x2)) = Nmlq(О, X)];
Nc[q{xx, *2)] = ЛГс[<7(0, X)].
Следует отметить, что расчеты по определению q(xi, х2) отличаются достаточной трудоемкостью и требуют зачастую значительного времени. Поэтому для оперативного определения допускаемых нагрузок в процессе эксплуатации сооружений целесообразно предварительно выполнить серии расчетов, на основании которых можно построить кривые, связывающие ве личины нагрузок с координатами площадей загружения.
Для выполнения указанных расчетов следует разбить по лосу шириной X на ряд равных частей, например на 10, что обычно вполне удовлетворяет практическим потребностям. Да лее необходимо определить величины q(xu х2) при различных комбинациях Xi и х2. С этой целью надо, задаваясь фиксиро ванными значениями координаты xi, последовательно увеличи вать координату х2 на 0,1Х. Расчеты должны быть выполнены для следующих комбинаций координат
1)х 1= 0;
х2 = 0,1Х; 0,2Х; 0,ЗХ; ...; X;
2)xi = 0,IX;
х2 = 0,2Х; 0,ЗХ; ...; X;
3)Лч = 0,2Х;
х2 = 0,ЗХ; 0,4Х; ...; X;
10)X i = 0,9X;
х2=Х. |
совмещенные кривые |
По полученным данным строятся |
|
q(xu x2)/q(0, Х )= /(х 2/Х). |
построенные Н. И. Да |
На рис. 78, в приведены такие кривые, |
видовичем для одноанкерного больверка на песчаном осно
вании свободной |
высотой L = 8,5 м при высоте наданкерного |
участка hK—2,5 м |
(отношение hK/L —0,294). Установлено [32], |
что наилучшие результаты дает использование для определе ния распора от нагрузки q(xt, х2) формулы Фрелиха (6).
Как показывают сопоставительные расчеты, кривые, приве денные на рис. 78, в, практически инвариантны к изменению физико-механических характеристик грунтов оснований и за сыпки. Указанное обстоятельство представляется вполне логич ным, поскольку кривые представляют собой, по сути дела, при вязку значений q(Xi, х2) к заданной для конкретной конструк ции расчетной нагрузке q(0, X). Иными словами, от грунтовых
163