Примеры расчета
Исходные данные по нагрузкам: вариант 3:
- Расчетный пролет lр = 44,0 м;
- Высота опоры hоп = 8,2 м;
- Вес опоры Pо = 5,50 МН;
- Вес пролетных строений Pn = 1,49 МН;
- Сила воздействия от временной вертикальной подвижной нагрузки Pк = 6,60 МН;
- Горизонтальная тормозная сила Т = 0,66 МН;
- Коэффициент надежности временной подвижной нагрузки gf = 1,13;
- Коэффициент для расчета глубины промерзания грунта Mt=28.
Пример2
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ
Определение глубины заложения подошвы фундамента.
Нормативная глубина промерзания грунта, если она менее 2,5м определяется по формуле:
(3.1)
где 
– коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму в данном районе (по заданию 
= 28);
– глубина промерзания в см., зависящая от вида грунта:
для глин и суглинков принимается – 23 см.;
для супесей, песков мелких и пылеватых – 28 см.;
для песков гравелистых крупной и средней крупности – 30 см.;
для крупнообломочных пород – 34 см.
.
При строительстве на суходоле минимальная глубина заложения подошвы фундамента:
.
.
Фактическую глубину заложения фундамента в открытом котловане следует назначать в пределах от 3м до 6м, считая от поверхности грунта на суходоле. Принимаем глубину заложения подошвы от обреза фундамента 3м.
Отметка обреза фундамента- на поверхности грунта-126,6(м).
Фундамент должен опираться на плотные грунты. В нашем случае выберем несущим слоем грунта - песок.
Конструирование фундамента, определение площади подошвы и размеров уступов фундамента.
Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров надфундаментной части опоры на величину С = 0,30 ¸ 0,50 м. в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ.
|
|
Расчет минимальной площади подошвы фундамента производится по формуле:
, (3.2)
где с = 0,3;
= 2,6 – ширина опоры;
= 9,8 – длина опоры.
,
b = 3,2 м; l = 10,4 м – размеры обреза фундамента.
Максимальная площадь подошвы фундамента определяется из нормированного условия обеспечения жесткости фундамента. Оно заключается в том, что линия уступов или наклон граней фундамента, как правило, не должны отклоняться от вертикали на угол α более 300.
Исходя из данных условий, рассчитываем максимальную площадь фундамента по формуле:
, (3.3)
где hф = 3,0 – высота фундамента (расстояние от обреза фундамента до его подошвы);
bоп, lоп – ширина и длина над фундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента (bоп = 3.2 м.; lоп = 10.4 м.).
***
Требуемую площадь фундамента в первом приближении определяем по формуле:
,
где Nнадз = N - заданная вертикальная нагрузка на обрез фундамента, кН;
Ymt - среднее значение удельного веса кладки фундамента и грунта на его уступах, кН/м3 (принимаем Ymt = 20кН/м3);
hФ - высота фундамента, м.;
R0 - табличное значение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента, принимаемое по табл.1 и табл.2 приложения 1 методического пособия.
N1 – расчетная вертикальная сила по обрезу фундамента, определяемая по формуле:
, (3.5)
(кН),
Условие Аmin < A < Amax выполняется:
33,28 м2 < 54,32 м2 <80,74 м2.
Подбираем размеры подошвы.
Т.к., b = 3,2 м; l = 10,4 м – размеры обреза фундамента, то для того, чтоб уширение происходило вдоль продольной оси моста, необходимо оставить длину l = 10,8 м. Тогда вычислим b:
|
|
b = 54,32/10,4=5,2 м.
Принимаем размеры фундамента: ВАРИАНТ НЕ ПРОШЕЛ
ПРИМЕР 3
Размеры окончательно СКОНСТРУИРУЕМОГО фундамента:
b = 6,0 м;
l = 10,4 м;
A = 6,0 ∙ 10,4 = 62,4 м2;
hф = 4,0 м;
dn = 4,0 м.
Схема эскиза сконтруированного фундамента представлена на рисунке 1. 
Определим расчетное сопротивление основания из нескального грунта осевому сжатию R, кПа
(кПа).
Проверка напряжений под подошвой фундамента.
Определим среднее, максимальные и минимальные напряжения под подошвой фундамента и сравним их с расчетными сопротивлениями грунта.
Момент сопротивления по подошве фундамента:
(м3),
Нагрузка от веса фундамента:
(м3);
(кН).
Нагрузка от веса грунта:
(м3);
(кН),
(кН).
(кН).
(кН/м).
ПРОВЕРКА:
Полученные значения давлений должны одновременно удовлетворять условиям:
,
,
,
; 
; выполнилось;
; 
; выполнилось;
; 
; выполнилось.
Условия соблюдаются. Принимаем окончательные размеры фундамента (рисунок 1).
b = 6,0 м;
l = 10,4 м;
A = 6,0 ∙ 10,4 = 62,4 м2;
hф = 4,0 м;
dn = 4,8 м..
ТАБЛИЦЫ
Таблица 1
Расчетные сопротивления R 0 песчаных грунтов
| Пески | Значения R O, кПа (кгс/см2), в зависимости от плотности сложения песков | |
| плотные | средней плотности | |
| Крупные | 600 (6) | 500 (5) |
| Средней крупности | 500 (5) | 400 (4) |
| Мелкие: | ||
| маловлажные | 400 (4) | 300 (3) |
| влажные и насыщенные водой | 300 (3) | 200 (2,0) |
| Пылеватые: | ||
| маловлажные | 300 (3) | 250 (2,5) |
| влажные | 200 (2) | 150 (1,5) |
| насыщенные водой | 150 (1,5) | 100 (1) |
Таблица 2
Расчетные сопротивления R 0 глинистых (непросадочных) грунтов
|
|
| Пылевато-глинистые грунты | Коэффициент пористости е | Значения R O, кПа (кгс/см2), при показателе текучести грунта | |
| IL = 0 | IL = 1 | ||
| Супеси | 0,5 | 300 (3) | 300 (3) |
| 0,7 | 250 (2,5) | 200 (2) | |
| Суглинки | 0,5 | 300 (3) | 250 (2,5) |
| 0,7 | 250 (2,5) | 180 (1,8) | |
| 1,0 | 200 (2) | 100 (1) | |
| Глины | 0,5 | 600 (6) | 400 (4) |
| 0,6 | 500 (5) | 300 (3) | |
| 0,8 | 300 (3) | 200 (2) | |
| 1,1 | 250 (2,5) | 100 (1) |
Расчетное сопротивление основания из нескального грунта осевому сжатию R, кПа (тс/м2), под подошвой фундамента мелкого заложения следует определять по формуле
где R0 - условное сопротивление грунта, кПа (тс/м2), принимаемое по табл-1-2;
b - ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м; при ширине более 6 м принимается b = 6 м;
d - глубина заложения фундамента, м
, - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать , = 19,62 кН/м3 (2 тс/м3);
k1, k2 - коэффициенты, принимаемые по табл.3.
Таблица 1
| Грунты | Коэффициент пористости е | Условное сопротивление R0 пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов основания, кПа (тс/м2), в зависимости от показателя текучести IL | ||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |||
| Супеси при Ip £ 5 | 0,5 | 343 (35) | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | - |
| 0,7 | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | - | - | |
| Суглинки при 10 £ Ip £ 15 | 0,5 | 392 (40) | 343 (35) | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) |
| 0,7 | 343 (35) | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | - | |
| 1,0 | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | - | - | |
| Глины при Ip ³ 20 | 0,5 | 588 (60) | 441 (45) | 343 (35) | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) |
| 0,6 | 490 (50) | 343 (35) | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | |
| 0,8 | 392 (40) | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | - | |
| 1,1 | 294 (30) | 245 (25) | 196 (20) | 147 (15) | 98 (10) | - | - |
Примечания: 1. Для промежуточных значений IL и e R0 определяется по интерполяции.
2. При значениях числа пластичности Ip в пределах 5-10 и 15-20 следует принимать средние значения R0, приведенные в табл. 1 соответственно для супесей, суглинков и глин.
Таблица 2
| Песчаные грунты и их влажность | Условное сопротивление R0 песчаных грунтов средней плотности в основаниях, кПа (тс/м2) |
| Гравелистые и крупные независимо от их влажности | 343 (35) |
| Средней крупности: | |
| маловлажные | 294 (30) |
| влажные и насыщенные водой | 245 (25) |
| Мелкие: | |
| маловлажные | 196 (20) |
| влажные и насыщенные водой | 147 (15) |
| Пылеватые: | |
| маловлажные | 196 (20) |
| влажные | 147 (15) |
| насыщенные водой | 98 (10) |
Примечание. Для плотных песков приведенные значения R0 следует увеличивать на 60 %, если их плотность определена по результатам лабораторных испытаний грунтов.
Таблица 3
| Грунт | Коэффициенты | |
| k1, м-1 | k2 | |
| Гравий, галька, песок гравелистый крупный и средней крупности | 0,10 | 3,0 |
| Песок мелкий | 0,08 | 2,5 |
| Песок пылеватый, супесь | 0,06 | 2,0 |
| Суглинок и глина твердые и полутвердые | 0,04 | 2,0 |
| Суглинок и глина тугопластичные и мягкопластичные | 0,02 | 1,5 |
Величину условного сопротивления R0 для твердых супесей, суглинков и глин (IL < 0) следует определять по формуле
R0 = 1,5 Rnc
и принимать, кПа (тс/м2): для супесей - не более 981 (100); для суглинков - 1962 (200); для глин - 2943 (300),где Rnc - предел прочности на одноосное сжатие образцов глинистого грунта природной влажности.