Ii . Статический Расчет ростверка Р-1

1. Размеры ростверка (по заданию)

· длина — 15,00 м;

· ширина — 21,00;

· толщина плиты ростверка — 0,50 м (впоследствии была увеличена в запас до 0,7 м);

· сваи — ж/б С160.40-12.1 сечением 40х40 см, длиной 16,00 м, типом армирования – 12.1.

Нагрузки

1. Собственный вес конструкций:

ü вес плиты;

ü вес свай.

Определяются произведением плотности железобетона — 2,50 т/м³ на объем.

Коэффициент надежности по нагрузке — 1,10.

2. Эксплуатационная нагрузка на ростверк, принятая как для пассажирского причала и моделировала нагрузку людей и оборудования, обслуживающих трейлер. Нагрузка была принята кратковременной 2,00 т/м² по всей площади ростверка. Коэффициент надежности 1,05.

3. Нагрузка от трейлера. Платформа трейлера опирается на 24 оси с шагом 1,50 м. На каждую ось передается нагрузка 62,52 Т/ 6,00 м, где 6,00 м – длина оси трейлера. Т. о. нагрузка от трейлера была представлена в виде распределенной по линии длиной 6,00 м с интенсивностью 62,52/6,00=10,42 Т/м. Коэффициент надежности нагрузки от трейлера с учетом коэффициента динамичности нагрузки был принят равным 1,50.

4. Нагрузка от аппарели. При длине аппарели 7,270 м на ней может разместиться максимум 5 осей трейлера, нагрузка от котороых передается равными долями на баржу и на концевую часть ростверка, т. е. на ростверк передается нагрузка от 2,5 осей – 2,5*62,52 Т = 156,30 Т. В виду отсутствия точных данных по весу аппарели было принято решение нагрузку от веса аппарели с грузом принять с коэфф. 1,5, учитывающим вес самой аппарели. Т. о. нагрузка от веса аппарели с грузом равна 156,30*1,5=234,45 Т. Указанная нагрузка распределяется полосой шириной 1,00 м и длиной 6,00 м. Величина 6,00 м была принята, исходя из того, что аппарель будет опираться только в пределах ширины трейлера. Т. о. распределенная нагрузка на концевую часть аппарели равна 234,45 Т/(1,00х6,00) м² = 39,08 Т/м². Коэффициент надежности нагрузки от трейлера с учетом коэффициента динамичности нагрузки был принят равным 1,50.

Расчет

В соответствии с "Руководством по проектированию свайных фундаментов" (п. 8.4 — а) была принята расчетная схема ростверка, при которой сваи имели жесткую заделку в ростверк. Это также отразилось при конструировании ростверка — величина заделки арматуры свай в ростверк определялась, в том числе и для обеспечения жесткой связи между плитой ростверка и сваями.

Расчёт ростверка был произведён методом конечных элементов, а также был произведён расчёт несущей способности грунта в соответствии со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Результаты приведены ниже.

 

Анализ результатов.

Сжимающие усилия в сваях отображены на рисунке «Усилия в сваях Р-1». Из рисунка видно, что в трех сваях (в районе опирания аппарели — отмечены синим цветом) возникают сжимающие усилия более 100 Т, при этом максимальное усилие составляет 116,16 Т, а в сваях, лежащих вдоль оси трейлера, возникает сжимающие усилие 94,05 Т. Максимальные изгибающие моменты в сваях составляют 0,8 Т*м.

Ж/б свая С160.40-12.1 выдерживает сжимающую нагрузку до 160 Т при этом изгибающий момент в ней должен быть не больше 11 Т*м. Несущая способность сваи по грунту при данной расчётной схеме составила 138,2 Т сжимающей нагрузки на одну сваю.

Из вышесказанного сделан вывод о том,что свайное основание удовлетворяет условиям прочности.

Расчёт требуемого армирования показал, что в области опирания аппарели на ростверк требуется арматура диаметром 32 мм с шагом 200 мм (5 стержней на 1 п.м.). Далее, на горизонтальной площадке, достаточно арматуры диаметром 22 мм с шагом 200 мм. Распространение зон необходимого по расчёту армирования можно увидеть на рисунке «Армирование Р-1» приложенном к записке. Зелёным цветом на нём показаны зоны с диаметром арматурных стержней 32 мм при шаге 200 мм, голубым — 22 мм при том же шаге. Из рисунка видно, что не во всей конструкции требуется арматура данного размера, но так как есть вероятность нелинейного перемещения трейлера, было принято решение по армированию всей горизонтальной части ростверка стержнями диаметром 22 мм.

III.СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ Р-2-Р-4

Размеры ростверка (по заданию)

· длина — 20,00 м;

· ширина — 15,00;

· толщина плиты ростверка — 0,50 м (впоследствии была увеличена в запас до 0,7 м);

· сваи — ж/б С160.35-12.1 сечением 35х35 см, длиной 16,00 м, типом армирования – 12.1.

Нагрузки

1. собственный вес конструкций:

üвес плиты;

üвес свай.

Определяются произведением плотности железобетона — 2,50 т/м³ на объем.

Коэффициент надежности по нагрузке — 1,10.

2. эксплуатационная нагрузка на ростверк, принятая как для пассажирского причала и моделировала нагрузку людей и оборудования, обслуживающих трейлер. Нагрузка была принята кратковременной 2,00 т/м² по всей площади ростверка. Коэффициент надежности 1,05.

3. нагрузка от трейлера. Платформа трейлера опирается на 24 оси с шагом 1,50 м. На каждую ось передается нагрузка 62,52 Т/ 6,00 м, где 6,00 м – длина оси трейлера. Т. о. нагрузка от трейлера была представлена в виде распределенной по линии длиной 6,00 м с интенсивностью 62,52/6,00=10,42 Т/м. Коэффициент надежности нагрузки от трейлера с учетом коэффициента динамичности нагрузки был принят равным 1,50.

 

Расчет

Расчёт ростверков Р-2-Р-4 производился аналогично расчёту ростверка Р-1. Расчётная схема идентична схеме ростверка Р-1, за исключением размеров ростверка в плане, сечения свай и отсутствия нагрузки от аппарели.

Анализ результатов.

Сжимающие усилия в сваях отображены на рисунке «Усилия в сваях Р-2-Р-4». Из рисунка видно, что в сваях расположенных по центру ростверка (под приложенной нагрузкой от трейлера — отмечены синим цветом) возникают усилия равные 86 Т, далее, при увеличении расстояния от оси приложенной нагрузки, усилия в сваях уменьшаются постепенно до 9 Т сжимающей нагрузки. Максимальные изгибающие моменты в сваях составляют 0,6 Т*м.

Ж/б свая С160.35-12.1 выдерживает сжимающую нагрузку до 120 Т при этом изгибающий момент в ней должен быть не больше 9,5 Т*м. Несущая способность сваи по грунту при данной расчётной схеме составила 116,1 Т сжимающей нагрузки на одну сваю.

Из вышесказанного сделан вывод о том, что свайное основание удовлетворяет первому и второму предельным состояниям.

Расчёт требуемого армирования показал, что максимальный диаметр арматурных стержней: 22мм, идущих с шагом 200мм (5 стержней на 1 п.м.). Распространение зон необходимого по расчёту армирования можно увидеть на рисунке «Армирование Р-2-Р-4» приложенном к записке. Зелёным цветом на нём показаны зоны с диаметром арматурных стержней 22мм при шаге 200мм, далее по уменьшению к краям ростверка.

Так как есть вероятность не прямолинейного перемещения трейлера, было принято решение по армированию всего ростверка стержнями диаметром 22мм.

Рис. 1. Свайный ростверк Р-1. Усилия в сваях

Рис. 2. Свайный ростверк Р-1. Армирование

Рис. 3. Свайный ростверк Р-2-Р-4. Усилия в сваях

Рис. 4. Свайный ростверк Р-2-Р-4. Армирование

Литература

1. Технический отчет об инженерно-геологических изысканиях на площадке перевалочной базы инертных материалов по адресу: Санкт-Петрбург, Невский район, Усть-Славянка, ул. Заводская, д. 32. Арх №1675.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.

3. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Общие положения.

4. ГОСТ 21924.0-84. Плиты железобетонные для покрытий городских дорог. Технические условия

5. ГОСТ 21924.2-84. Плиты железобетонные с ненапрягаемой арматурой для покрытий городских дорог. Конструкция и размеры

6. ГОСТ 21924.3-84. Плиты железобетонные для покрытий городских дорог. Арматурные и монтажно-стыковые изделия. Конструкция и размеры