КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Примеры расчета креплений траншей и котлованов
Расчет свай. Стенная свая имеет свободный верхний конец, внизу в точке В имеется упор (рис. 17,а). Расчетные данные: γ=1,6 т/м3 (песок); угол естественного откоса φ=30°; трением грунта по стенке пренебрегаем, φо=0; высота стенки вертикального ограждения Н=3 м; расстояние между сваями b=1,5 м (рис. 17,6). Определяем давление грунта на 1 м ширины стены: Т/м Рис. 17. К расчету свай со свободным верхним концом и обшивкой боковых стенок Определяем давление грунта на всю сваю Т·м Максимальный момент, изгибающий сваю, заделанную одним концам в точке В, определяем по формуле Т·м Момент сопротивления определяем по формуле. По табл. 4 СНиП II-В.4-62 с учетом поправки на условия работы (табл. 6) принимаем RИ для сосны или ели 160·0,85=136 кГ/см2, где 160 — расчетное сопротивление сосны и ели на изгиб для бревен, не имеющих срезок в расчетном сечении; 0,85 — коэффициент условий работы конструкции. Подставляя числовые значения в формулу, получим см3 Принимаем сваю круглого сечения. Для круглого сечения сваи момент сопротивления , откуда . Подставляя числовые значения, определим диаметр сваи см Если определенный расчетом диаметр свай по каким-либо причинам неприемлем, то можно изменить расстояние между сваями и произвести повторный расчет. Определим диаметр свай при расстоянии между ними b=0,8 м. При этом давление на всю сваю будет: P=2,4·0,8 =1,92 Т. Максимальный момент, изгибающий сваю в точке В, Т·м = 1920 кГ·м = 192000 кГ·см Момент сопротивления см3 Диаметр сваи см
Рис. 18. К расчету свай со свободным верхним концом при наличии на поверхности грунта равномерной на грузки Если имеются бревна диаметром менее 24 см, то нужно еще уменьшить расстояние b или устанавливать распорки.
При b=0,5 м, Р=1,2 Т; Ммакс = 120000 кГ·см. см2, см Рассчитать сваю, забитую в грунт со свободным верхним концом и с распором в точке В (рис. 18), при наличии нагрузки на поверхности грунта. Известно, что грунт —песок, γ=1,6 т/м3; φ=300; φ0=0; Н=2 м; h=0,8 м; b=1 м. Для защиты от сползания вынутого грунта в котлован длину сваи принимаем l=H+h=2,8 м. Давление грунта на 1 м ширины стены определяем по формуле Т/м Давление на всю сваю Р=2,08·1=2,08 Т. Максимальный изгибающий момент Т·м = 194000 кГ·см Принимаем сваю из сосны см3 Диаметр сваи см При b=0,5 м, Р=1,04 m; Mмакс=0,97 Т·м; W=712 см3; d=19,4 см. Свая вверху в точке А и внизу в точке В (рис. 19, а) имеет опоры из горизонтальные распорки. Определить необходимый диаметр сосновых свай для крепления вертикальных стенок котлована, не имеющего нагрузки на поверхности грунта, и для случая, когда на поверхности грунта равномерно размещается вынутый из котлована песчаный грунт: h=0,8 м, γ=1,6 т/м3; φ=30°; Н=3м; b=1 м. 1-й случай: поверхность грунта свободна от нагрузок: Т/м Т, кГ/см2 Рис. 19. К расчету распорки свай, имеющих опоры на верхнюю и нижнюю горизонтальные распорки Сваю рассчитываем на изгиб как балку, лежащую на двух опорах, с нагрузкой, распределенной по треугольнику (рис. 19,6). Максимальный момент, изгибающий балку: Ммакс = 0,128Рl = 0,128·2400.300 = 92 160 кГ·см; см3 см 2-й случай: на поверхности грунта равномерно распределен вынутый уплотненный грунт слоем Л=80 см. Длина сваи принята с учетом защиты от сползания грунта в котлован. Т/м; Т; Ммакс = 0,128Рl = 0,128·3840·3,80 = 187000 кГ·см; см3; см Расчет распорок между сваями. На распорку (рис. 19, а) будет передаваться опорная реакция от давления грунта и сжимать ее. Сжимаемые распорки рассчитывают согласно СНиП II-В.4-62 на прочность по формуле и на устойчивость по формуле где Rc — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон в кГ/см2;
f - коэффициент продольного изгиба, определяемый по формулам (7) и (8) или по графику (рис. 3) СНиП II-В.4-62; Fнетто - рабочая площадь поперечного сечения элемента в см2; Fрасч - расчетная площадь поперечного сечения в см2 N - нагрузка на распорку в кГ. Рассчитать верхнюю в точке А и нижнюю в точке В распорки, если Q = 2,4 Т/м; ширина траншеи lо=2 м. На распорку будут передаваться опорные реакции от давления грунта, величину которых определяем по формулам для балки, свободно опертой по концам, при нагрузке, распределенной по треугольнику: в точке А Т в точке В Т Rс = 130 кГ/см2 (вдоль волокон) по СНиП II-В.4-62 табл. 4 с учетом коэффициента условий работы распорок (0,85 по табл. 6 СНиП II-В.4-62), следовательно, расчетное сопротивление древесины сжатию Rс = 130 · 0,85 = 110 кГ/см2. Определяем сечение распорки: в точке А см2; в точке В см2;
Принимаем круглое сечение распорок и определяем диаметр: в точке А см; в точке В см;
Проверим полученные распорки на устойчивость. Определяем гибкость элементов по формуле где l0 - расчетная длина элемента l0 = 2 м; г - радиус инерции сечения элемента, определяемый по формуле Jбр, Fбp -момент инерции и площадь поперечного сечения брутто элемента. Для круглого сечения . В точке А Jбр = 0,05·3,044=4,27 см4; F6p=7,25 см2; см; . В точке В Jбр = 0,05·4,44=18,74 см4; F6p=15,2 см2; см; . В СНиП II-В.4-62 при гибкости элемента λ ≤ 75 рекомендуется вести расчеты по формуле , а при гибкости элемента λ > 75 - по формуле . В нашем случае λ > 75, следовательно, в точке A в точке В По формуле проверяем устойчивость распорок: В точке А , а в точке В Проверка показала, что полученные по расчету на прочность распорные элементы неустойчивы, как в точке В, так и в точке А. Принимаем диаметр распорок в точках А и В d=8 см и проверим их на устойчивость. В точке А см2; Jбр=0,05d4=205 см4; см; ; ; В точке В см2; Jбр=205 см4; см; ; ; Следовательно, принятые распорки d=8 см надежны но прочности и устойчивости. Расчет анкерных свай. Известно, что расчетная высота стенки Н = 3 м; расстояние между сваями b=1,5 м; анкерные схватки закреплены от верха стеновой сваи на расстоянии h = 1 м (рис. 20, в); γ = 1.6 т/м3; φ=30°. Определяем давление грунта на 1 м: Т/м
Полная нагрузка на сваю Т.. Эта нагрузка распределится по высоте сваи по закону треугольника с основанием:
T или Т Сваю в данном случае можно рассматривать как свободно лежащую балку на двух опорах (рис. 20, б). Найдем усилие RA, воспринимаемое анкерной схваткой: Т
Рис. 20. К расчету анкерных свай.
Рис. 21. К расчету анкерных схваток.
Изгибающий момент в сечении С—С (рис. 20, б) Максимальный изгибающий момент будет там, где перерезывающая сила Q=0 или х определится из условия откуда м. Наибольший изгибающий момент будет: Ммакс=0,133(1,12+1)3-1,8·1,12=0,77Т·м=7700кГ·см см3; см. Так как круглая свая имеет врезки, Ru принимаем равным: Ru = 130·0,85= 110кГ/см2. Расчет анкерных схваток. Анкерные схватки соединяют со стенными сваями хомутами из полосовой стали размером 5х60 мм и закрепляют двумя болтами диаметром 20 мм (1-й вариант, рис. 21, а). Наиболее слабое место в схватке — место смятия дерева болтами. Растягивающее усилие RA = 1,8 Т. Площадь смятия дерева болтами: FCM=2ddcxв, где dcxв — диаметр круглой деревянной схватки; принимаем dcxв = 10 см; d — диаметр болтов. Подставляя в формулу числовые значения, получим FCM = 2·2·10 = 40 см2. Определяем напряжение в деревянной схватке на смятие торца: кГ/см2 По СНиП II-В.4-62 (табл. 4) расчетное сопротивление древесины (сосны и ели) на сжатие и смятие вдоль волокон Rсм принимаем равным 130 кГ/см2. Принимая по табл. 6 СНиП II-В.4-62 коэффициент 0,85, учитывающий условия работы, определим допускаемое напряжение на смятие Rсм · 0,85= 130 · 0,85 = 110 кГ/см2, что значительно превышает расчетное напряжение кГ/см2. Определяем площадь смятия сван стальным хомутом. см2 где 6 — ширина полосы в см; 10 — диаметр схватки в см. Напряжение дерева на смятие кГ/см2. По СНиП II-В.4-62 (табл. 4 и 6) допускаемое напряжение на смятие под шайбами кГ/см2, что больше фактического 30 кГ/см2. Проверим работу хомута на растяжение. Площадь хомута, работающего на растяжение под действием силы RA = 1800 кГ: Fнетто = 2 · 0,5 (6 – 2) = 4 см2 Напряжение на растяжение в хомуте кГ/см2. По СНиП II-А.10-62 нормативное сопротивление растяжению стали марки Ст.З принимаем 2300 кГ/см2; с учетом коэффициента условий работы материала Rp =2300 · 0,8 = 1840, что значительно превышает расчетное напряжение кГ/см2.
Анкерные схватки соединяют со стенной сваей при помощи двух полукруглых деревянных пластин dn = 22 см и болта диаметром 2 см (2-й вариант — рис. 21,б). Проверяем болты на срез по формуле , Откуда кГ/см2 По СНиП II-А. 10-62 для болтов допускается = 2400 · 0,9 · 0,65 = 1400 кГ/см2, где 2400 — нормативное сопротивление (RH в кГ/см2) растяжению болтов из стали марки Ст.3; 0,9—коэффициент однородности; 0,65—коэффициент условий работы. Площадь смятия древесины сваи болтом при врубке схваток в сваю на глубину 2 см при диаметре сваи 19,3 см: Fcм =(19,3 - 2 · 2) 2 = 31,6 см2, напряжение на смятие поперек волокон кГ/см2 По СНиП II-В.4-62 допускается напряжение на смятие поперек волокон кГ/см2, что значительно меньше фактического. Таким образом, второй вариант соединения анкерных схваток в данном случае непригоден. Расчет обшивки боковых стенок. Расчет ведем при допущении, что давление грунта на стенку распределяется по треугольнику. Для упрощения принимаем, что нижняя доска нагружена по закону прямоугольника с основанием и высотой, равной высоте пластины d, где Давление на пластину (см. рис. 18) кГ/м, где d — высота пластины в м. Рассматривая пластину как балку, лежащую на двух опорах с равномерно распределенной нагрузкой, определяем максимальный момент, изгибающий пластину: Принимаем H + h = 3,8 м, b = 1 м, d = 0,l м. Получим кГ·см Момент сопротивления По СНиП II-В.4-62 RH – 130 · 0,85 = 110 кГ/см2, где RH — расчетное сопротивление древесины (сосны и ели) на изгиб в кГ/см2; 0,85 - коэффициент условий работы. Подставляя цифровые значения, получим см2 Принимаем обшивку из досок шириной d = 10 см и определяем толщину доски t из уравнения см2 см = 2 см Если для обшивки используют длинные доски, которые опираются на несколько стоек, тогда доски рассчитывают как балку, лежащую на многих опорах и загруженную равномерно распределенной нагрузкой. Максимальный момент, изгибающий доску, Ммакс = 0,08 Рb2, где кГ/м. Ммакс = 0,08 · 201 · 1,02 · 100 = 1610 кГ·см см3 см
Дата добавления: 2015-06-28; Просмотров: 6410; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |