Розрахунок пальового фундаменту

Власна вага палі розраховується за формулою з урахуванням γ_f

G = γ_f · A · L · 9,81· ρ_ЗБ  = 1,1 · 1,44 · 8,5 · 2,5 = 330,20 кН

де L - довжина палі від низу ростверку до підошви;

N_d = N_P = 6926,33 кН (сполучення 2, розрахунок за I групою граничних станів) n = 6 шт.; F_y = F_P = 124,71 кН; M_X = M_P = 1030,28 кН · м;  

L_м = 6 · 1,2 = 7,2 м; y = 2,4 м.

 кН

 кН

Умова міцності по ґрунту виконується, отже, розміри фундаменту призначені правильно.

Палі фундаменту взято з важкого бетону. Модуль пружності бетону Е_В = 32,5 · 10³ МПа. Площа й момент інерції перетину палі

А = 1,2² = 1,44 м²; .

Жорсткість перетину палі:

при стисканні Е_В · А = 0,8 · 3,25 · 10⁷ · 1,44 = 3,7 · 10⁶ кН

при згинанні  Е_В · J = 0,8 · 3,25 · 10⁷ · 0,17 = 4,4 · 10⁶  кН

тут 0,8 - коефіцієнт, з допомогою якого враховуються тріщини в розтягненій зоні й пластичні деформації в стисненій зоні перетину. За довжиною палі розміщені в двох шарах ґрунту. Для визначення коефіцієнта К з формули спочатку обчислюють глибину h_К:

h_К = 3,5 · d + 1,5 = 3,5 · 1,2 + 1,5 = 5,7 м.

У межах глибини h_К = 5,7 м від ОФ залягає один шар ґрунту – ілистий грунт, для нього К = 4000 кМ / м⁴; В_Р = 1,5 · 1,2 + 0,5 = 2,3 м - розрахункова ширина палі, γ_С = 3.

Коефіцієнт деформації палі в ґрунті

 = 0,23 м^-1

Зведена глибина закладання палі в ґрунті

L^I = α_E · L = 0,23 · 8,5 = 1,96 м.

Безрозмірні коефіцієнти

А_О = 4,918; В_О = 3,602; С_О = 3,399.

Переміщення палі (з вільним верхнім кінцем) у рівні розрахункової поверхні ґрунту (РРР) від одиничних сил F і M визначаються за формулами:

 = 9,19 · 10^-5 м/кН

 = 1,55 · 10^-5 м/кН

 = 0,346 · 10^-5 м/кН

у рівні підошви ростверку визначаються за формулами:

 = 9,23 · 10^-5 м/кН

 = 3,49 · 10^-4 м/кН

 = 1,59 · 10^-5 м/кН

Довжина стискання палі

 = 14,7 м

Характеристики опору палі визначаються за формулами:

 = 2,52 · 10⁵ кН/м

 = 5,03 · 10⁴ кН/м

 = 0,23 · 10⁴ кН/м

 = 1,33 · 10⁴ кН/м

Коефіцієнти канонічних рівнянь визначаються за формулами:

 = 3,02 · 10⁵ кН/м

 = - 1,38 · 10⁴ кН/м

 = 1,51 · 10⁶ кН/м

 = 1,76 · 10⁶ кН/м

Переміщення центра ваги підошви ростверку визначаються за формулами:

α = (r_ββ · F_P - r_αβ · M_P) · Δ = 0,84 · 10^-4 м

C = N_P / r_cc = 4,59 · 10^-3  м

β = (r_αα · M_P - r_αβ · F_P) · Δ = 1,29 · 10^-4 рад

 = 4,1 · 10^-13

Найбільша вертикальна сила, яка передається на голову палі визначаються за формулою:

N^I = ρ₁ (C + X_MAX β) = 765,4 кН

З урахуванням ваги палі має додержуватися умова:

765,4 + 330,2 < 2088/1,65

1095,6 кН < 1265,4 кН - отже, міцність фундаменту по ґрунту забезпечується.

Іншим завданням докладного розрахунку було визначення горизонтального зміщення верху опори. Розрахунок деформацій належить до ІІ групи граничних станів і виконується на відповідні зусилля за формулою:

α = (r_ββ · F_P - r_αβ · M_P) · Δ = 7,78 · 10^-5 м;

β = (r_αα · M_P - r_αβ · F_P) · Δ = 1,04 · 10^-4 рад;

α^І = α + β · h = 0,84 см

Надалі горизонтальне зміщення верху опори враховується при призначенні розмірів ригеля опори, конструкції опорних частин і деформаційних швів.