[Crotique]

Требуется расчитать свайный фундамент под мачту освещения. 4 сваи, замоноличенные в высокий (1,3 м) ростверк.
Опыта, увы, пока не нажил.
Беру СНиП 2.02.03-85 - и спотыкаюсь на расчете на совместное действие сил и момента. Как определить горизонтальную силу и момент, действующие на отдельную сваю, если имеются только нагрузки на фланце мачты?

[kruz]

Сообщение от Crotique замоноличенные в высокий (1,3 м)

высокий - это ростверк поднят на 1.3 м от земли?

[Crotique]

Нет, ростверк целиком в земле. Полагаю, что он тоже будет работать на восприятие нагрузок, так что не получится "все взять и поделить"

UPD: разобрался с терминологией. Да, ростверк "низкий". Просто я по наивности решил, что это характеристика его относительной высоты

[Нитонисе]

Сообщение от Crotique UPD: разобрался с терминологией. Да, ростверк "низкий". Просто я по наивности решил, что это характеристика его относительной высоты

Есть версия, что высокий ростверк это тот, который передают нагрузку строго на сваи, а низкий - включает в работу еще и грунт под ростверком.

[Master Yoda]

Сообщение от Crotique Требуется расчитать свайный фундамент под мачту освещения

Мачта - для меня некий длиннющий штырь с растяжками, что логично.
По ощущениям, штырь действительно длиннющий, т.к. ростверк 1.3 м обычно ставят под нагрузку десятки тонн, следовательно растяжки полюбому нужны, т. к. заделка этой мачты как вертикальной консоли вызовет огромный момент.
Если есть растяжки - значит мачта на ростверк оприрается шарнирно и момента в ростверке нет.
Сам ростверк рекомендую армировать для внутренних усилий, показынных на приложенной картинке:

[Crotique]

Мачта свободностоящая, без растяжек. Высота ростверка обусловлена анкерной конструкцией, которая поставляется вместе с мачтой.
В принципе, ростверк может быть и ступенчатым.

[Master Yoda]

Расчетную схему в студию.

[kruz]

определить высокий-низкий просто. У низкого высота должна быть более
tg(45-фи/2)*корень(сдвигающая сила/(ширина ростверка*удельный вес грунта)).

[Crotique]

Ох. Значит, так.
Нагрузки на фланце мачты: N=2,5 т, Н=4,35 т, М=60,5 тм. Горизонтальная сила и момент - только временные (ветровые).
Высота ростверка 1,3 м. Верх на уровне земли.
Размеры ростверка в плане - 3х3 м.
Сваи 300х300х8000, стоят квадратом с расстоянием между осями 2 м. Заделаны в ростверк на 0,7 м.
Грунт песчаный; скорее всего, намывной или насыпной.
От меня требуют заключение, годится это, или нет и можно ли укоротить сваи/уменьшить ростверк.

[Master Yoda]

Момент большой. Грубо: пара свай работает на выдергивание порядка 60,5 тм /3 м = 20,2 т (за минусом N и собственного веса ростверка). Надо смотреть геологию.

[Virtus]

Crotique, посчитай сваи на вдавливание и выдергивание. у тебя сваи объеденены в куст и момент М=60,5 перераспределится на вдавл. и выдерг. усилия. боковая Н здесь тоже роли не играет. по снипу внимательно учти все коэф-ты, в частности п.12.9.
Что собой представляет ствол мачты? хотя правильней будет ее назвать башней...

[TK]

Сообщение от Crotique Беру СНиП 2.02.03-85 - и спотыкаюсь на расчете на совместное действие сил и момента. Как определить горизонтальную силу и момент, действующие на отдельную сваю, если имеются только нагрузки на фланце мачты?

Горизонтальную силу и момент - все по тому же СНиП 2.02.03-84:

3.12. Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.

3.7. При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l1, определяемом по формуле:....

[Crotique]

Я с удовольствием отказался бы от совместного расчета , если так можно делать. Где-нибудь это прописано? В СНиПе - должен, и точка!
На вдавливание-выдергивание посчитал, коэффициенты, вроде, нигде не упустил.
Мачта высотой 30 м, основание - многогранник ок. 650 мм диаметром и круглый фланец с отверстиями. Закладная - шпильки М30х1400 в двух кондукторах. Такие ставят на авторазвязках, больших парковках, в аэропортах и т.д.

>3.12. Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.

Да, это я упустил тогда

>3.7. При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l1, определяемом по формуле:....

Т.е. расчетный момент в свае вызывается исключительно горизонтальной нагрузкой?
И еще касательно приложения 1 к СНиП: приведенная глубина сваи у меня получается около 7 м. В таблице - только до 4. Брать по четырем? Потом, z-штрих (я так понял, это положение защемленного сечения, для которого все и считается?) у меня около 2, а в таблице - только до 1,5.
Может, кто-нибудь поделится ссылкой на расчет, сделанный по этой методике?

А вообще, я никогда в жизни не встречал настолько тухлого, мутного и неудобочитаемого СНиП'а и тому подобного. С умилением вспоминаю институтские годы, когда мы проектировали суда по Регистру - насколько там все было понятнее и логичнее

[GIP]

Crotique, так вам нужно посчитать несущую способность сваи или рассчитат сам ростверк, или и то и другое ?
При передачи нагрузок на сваи через ростверк сваи получают прижим, отрыв и боковую силу, момента нет - он раскладывается на прижим и отрыв. Зачем вам заделка свай в ростверк 0.7 метра ?? Вы наверно описались ??

В случае с вашим ростверком нагрузки на сваю получаются следующие - смотрите вложенный файл

[Virtus]

GIP, нужно еще приложить момент по диагонали ростверка, в этом случае две сваи будут находится на оси, а одна из оставшихся будет работать на выдергивание, а другая на вдавливание.
Crotique, в п.3.7 " lо - длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;" - а у тебя низкий ростверк.
здесь есть примеры "методичка .Расчёт свайных фундаментов(КИСИ 1990)" http://dwg.ru/dnl/3445

[SergeyKonstr]

Сообщение от Crotique И еще касательно приложения 1 к СНиП: приведенная глубина сваи у меня получается около 7 м. В таблице - только до 4. Брать по четырем?

По четырем.

Сообщение от Crotique Потом, z-штрих (я так понял, это положение защемленного сечения, для которого все и считается?) у меня около 2, а в таблице - только до 1,5

Это какой номер таблицы СНиП?

Сообщение от Crotique Может, кто-нибудь поделится ссылкой на расчет, сделанный по этой методике?

Что-то подобное есть (примеры) в РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ к СНиП II-17-77.

[Crotique]

Спасибо всем за помощь и советы!

Сообщение от GIP вам нужно посчитать несущую способность сваи или рассчитат сам ростверк, или и то и другое?

Пока что нужно только проверить предлагаемую конструкцию. Далее, возможно, придется считать что-то похожее.

Зачем вам заделка свай в ростверк 0.7 метра ?? Вы наверно описались ???

Насколько я помню, считая по бетонному СНиПу, длина анкеровки получается примерно того порядка. В том проекте, во всяком случае, сделано вот так.

В случае с вашим ростверком нагрузки на сваю получаются следующие - смотрите вложенный файл

Спасибо. Примерно то же у меня и было сделано. Как правильно замечают, при моменте, приложенном по диагонали, нагрузка от момента будет больше в корень из 2 раз.

Еще раз простите чайника - правильно ли я понимаю последовательность действий?
Итак, СНиП требует:
3.1. Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:
а) первой группы:
-по прочности материала свай и свайных ростверков (оставим пока ростверк в покое, а что делать со сваей? У нас уже есть ее размеры и известен тип и конструкция. Бывают ли ситуации, когда свая проходит по несущей способности, но не проходит по собственной прочности?);
-по несущей способности грунта основания свай (посчитал);
-по несущей способности оснований свайных фундаментов, если... (не мой случай).
б) второй группы:
-по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (надо ли считать осадку отдельной сваи при низком ростверке, передающем давление на грунт, или сразу считать весь фундамент? Крен считать тоже для условного фундамента?);
-по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (как я понял, здесь мы получаем момент в некоем опасном сечении, с которым далее идем подбирать конкретную сваю?);
-по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов (с ранее полученными значениями М и N идем в графики серии свай и подбираем вариант армирования? Должны ли сваи, работающие на выдергивание, непременно быть из ПНЖБ?).

[Master Yoda]

Сообщение от Crotique Должны ли сваи, работающие на выдергивание, непременно быть из ПНЖБ?

Ой, а ПНЖБ - это преднапряженный железобетон? Если да, то при чем здесь сваи?

[SergeyKonstr]

Сообщение от Crotique (надо ли считать осадку отдельной сваи при низком ростверке, передающем давление на грунт, или сразу считать весь фундамент?

Считается весь куст. Только нужна ли она вам. Что, значение осадки как-то влияет на технологический процесс?

Сообщение от Crotique Крен считать тоже для условного фундамента?

Крен считается не для условного фундамента. См. п. 7.4.15 СП 50-102-2003.

Сообщение от Crotique -по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов

В соответствии с технологическим заданием вы должны иметь предельные значения горизонтального перемещения всей конструкции, а также мах возможный угол наклона (крен) конструкции.

Сообщение от Crotique с ранее полученными значениями М и N идем в графики серии свай и подбираем вариант армирования

При этом не забывая увеличить значение момента в защемлении с ростверком. См. Пособие к СП 52-101-2003 п. 3.53 и далее.

[Virtus]

Сообщение от Crotique что делать со сваей? У нас уже есть ее размеры и известен тип и конструкция.

-проверить арматуру сваи на растяжение
-проверить глубину заделки арматуры в ростверк

Сообщение от Crotique Бывают ли ситуации, когда свая проходит по несущей способности, но не проходит по собственной прочности?);

-у меня был такой случай в полускальном грунте. вообщем это возможно в сцементированных грунтах или имеющих связную крист.решетку.

Сообщение от Crotique (надо ли считать осадку отдельной сваи при низком ростверке, передающем давление на грунт, или сразу считать весь фундамент? Крен считать тоже для условного фундамента?)

-сразу весь, на осадку, и крен
Можно еще попробовать уменьшить высоту ростверка уменьшив глубину заделки анкеров в ростверк. см. Пособие по анкерам. Там при заделке с отгибом =25d, при заделке с акерной плитой =15d

[TK]

Сообщение от Master Yoda Ой, а ПНЖБ - это преднапряженный железобетон? Если да, то при чем здесь сваи?

Неужели господин Главный Конструктор никогда не слышал о существовании свай с напрягаемой арматурой?

[Crotique]

Чем дальше в лес, тем больше дров...
В общем, осадку фундамента я посчитал ЗАПРОСом по СНиП, как осадку условного фундамента; и по 7.4.4 СП 50-102-2003. По СП получилось несколько больше. Надеюсь, я правильно сделал, что нагрузку на сваю брал без учета момента?

Далее, крен посчитал по 7.4.15 СП. Только вопрос: момент брать на обрез фундамента, или на основание ростверка?

Горизонтальные перемещения считал по 7.4.17 СП и далее. Вроде бы, считать по безумному приложению 1 СНиП (приложению Д СП) в этом случае не надо? В расчете из серии свай определялся момент в зависимости от вертикальной нагрузки. Опять же, нагрузку надо брать среднюю или максимальную с учетом момента, действующего на фундамент?
Значит ли это, что если в этом расчете свая проходит, то она автоматически пройдет и по прочности и раскрытию трещин?

[Master Yoda]

Сообщение от TK Неужели господин Главный Конструктор никогда не слышал о существовании свай с напрягаемой арматурой?

Видать гдето на форуме чтото написанное мной задело Вас не на шутку.
Не сердитесь, голубчик, это же мнения, ничего личного

Про напрягаемые сваи что то такое отдаленно гдето там проскакивало, но за 10 лет не сталкивался.
Мало ли чуши притащилось из советской школы проектирования...

[GIP]

Сообщение от Master Yoda Про напрягаемые сваи что то такое отдаленно гдето там проскакивало, но за 10 лет не сталкивался. Мало ли чуши притащилось из советской школы проектирования...

ГОСТ 19804-91

Сообщение от Virtus; GIP, нужно еще приложить момент по диагонали ростверка, в этом случае две сваи будут находится на оси, а одна из оставшихся будет работать на выдергивание, а другая на вдавливание..

Да, ветер дует со всех сторон. Пришлось повернуть куст на 45 грудусов и пренебречь выходом свай за ростверк, зато нагрузки на сваи верные )

[Kostya_PC]

Сообщение от Master Yoda Сам ростверк рекомендую армировать для внутренних усилий, показынных на приложенной картинке:

названием книги или книгой не поделитесь?

[TK]

Сообщение от Crotique Далее, крен посчитал по 7.4.15 СП. Только вопрос: момент брать на обрез фундамента, или на основание ростверка?

Все нагрузки берутся по подошве ростверка.

Сообщение от Crotique Опять же, нагрузку надо брать среднюю или максимальную с учетом момента, действующего на фундамент?

Конечно максимальную.

Сообщение от Crotique Значит ли это, что если в этом расчете свая проходит, то она автоматически пройдет и по прочности и раскрытию трещин?

Если свая типовая, то прочность и трещиностойкость вас не должны беспокоить. Вы просто по графикам в серии подбираете нужную марку сваи в зависимости от своей вертикальной силы и момента.

[Crotique]

Спасибо!
Чуть погодя доделаю расчет. Надеюсь, больше вопросов быть не должно

[Master Yoda]

Сообщение от Kostya_PC названием книги или книгой не поделитесь?

Книга: Reinforced Concrete Design, редакция 5-я, 1999 г, Бристоль, Англия
Авторы: W.H. Mosley, J.H. Bungey, R. Hulse
ISBN 0-333-73956-6
Приезжайте ко мне в КБ и ксерьте

[Kostya_PC]

Master Yoda, спасибо

[Crotique]

Благодаря вашей помощи,начал считать фундаменты для реальных условий. Получается правдоподобно Спасибо.
Теперь следующий вопрос (по хорошему, это уже другая тема, но так как конструкция все та же, задаю его здесь).
На картинке прототипа видно довольно могучее армирование оголовка ростверка (синии линии). Оно, действительно, необходимо?
Нас учили, что при армировании ступенчатого фундамента под колонну достаточно выпустить ее арматуру до подошвы. Здесь роль такой арматуры играет закладной элемент - анкерная группа опоры - 18 шпилек М30, объединенных кольцами-кондукторами. Собственно, высота ростверка в средней части и определяется размерами закладной.
Я пытаюсь представить механизм работы дополнительной арматуры - и не очень понимаю, зачем она здесь нужна.

[GIP]

Сообщение от Crotique Благодаря вашей помощи,начал считать фундаменты для реальных условий. Получается правдоподобно Спасибо. Теперь следующий вопрос (по хорошему, это уже другая тема, но так как конструкция все та же, задаю его здесь). На картинке прототипа видно довольно могучее армирование оголовка ростверка (синии линии). Оно, действительно, необходимо? Нас учили, что при армировании ступенчатого фундамента под колонну достаточно выпустить ее арматуру до подошвы. Здесь роль такой арматуры играет закладной элемент - анкерная группа опоры - 18 шпилек М30, объединенных кольцами-кондукторами. Собственно, высота ростверка в средней части и определяется размерами закладной. Я пытаюсь представить механизм работы дополнительной арматуры - и не очень понимаю, зачем она здесь нужна.

все зависит от нагрузок, например при большой боковой силе шпильки будут работать на срез, начнет работать оголовок и передавать боковую силу на плитную часть, а та на сваи, и в основании оголовка будет момент, следовательно по наружней грани его нужно ставить арматуру, какая она будет (по расчету или по конструктивным требованиям) зависит от нагрузки, геометрии и материала оголовка. Кроме того нужно соблюдать конструктивные требования армирования оголовков.

[Master Yoda]

Сообщение от Crotique На картинке прототипа видно довольно могучее армирование оголовка ростверка (синии линии). Оно, действительно, необходимо?

В европе практически никогда этого пупырка не делают, а арматуру раскладываю четко на восприятие внутренних усилий.
Вот например ростверк на 3 сваи одного из наших проектов, рассчитанный по методике в посте #5:

Сообщение от GIP например при большой боковой силе шпильки будут работать на срез

А еще при моменте от вашей мачты часть шпилек на выдергивание, поэтому надо помимо расчета самих шпилек рассчитывать длину их анкеровки в бетон.

[Crotique]

Сообщение от GIP Кроме того нужно соблюдать конструктивные требования армирования оголовков.

А где их можно посмотреть?

А еще при моменте от вашей мачты часть шпилек на выдергивание, поэтому надо помимо расчета самих шпилек рассчитывать длину их анкеровки в бетон.

Здесь, думаю, все заложено производителями опор. Закладные идут в комплекте и расчитаны на восприятие предельных для опор нагрузок.

[Yuzer]

Offtop: Можно под шумок вопрос задать не по теме: где найти определение, что называется высоким ростверком и откуда начинают его отсчитывать? Ростверк в насыпном грунте будет считаться высоким (на всю высоту насыпи), находясь в толще насыпного грунта до кровли несущего слоя?

[Crotique]

Сообщение от GIP все зависит от нагрузок, например при большой боковой силе шпильки будут работать на срез, начнет работать оголовок и передавать боковую силу на плитную часть, а та на сваи, и в основании оголовка будет момент

Может, действительно, считать армирование оголовка на момент от опоры, считая что ее закладная как бы ни при чем (не работает, как арматура и служит только для передачи момента)?

UPD:
Меня тут осенила еще одна мысль.
Может, это все из-за того, что шпильки анкерной группы не являются принятой, согласно СНиП, арматурой? И армирование ростверка служит для формального удовлетворения требований СНиП? Своего рода перестраховка.
Я сейчас пытаюсь выйти на автора вышеприведенного файла, но это может оказаться безуспешной затеей

[GIP]

Сообщение от Crotique Может, действительно, считать армирование оголовка на момент от опоры, считая что ее закладная как бы ни при чем (не работает, как арматура и служит только для передачи момента)?

так и есть, и перестраховка лишней не бывает, тем более есть конструктивные требования

ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ
ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
(к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)

раздел : АРМИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

несмотря на то, что у вас ростверк, оголовок что у ростверка, что у просто фундамента один и тот же по сути

[rzinnurov]

реанимирую частично тему...

В самом общем случае, имея нагрузки на подошве фундамента M, N, и Q, переходя к нагрузкам на голову сваи, будем иметь:
- расчетная вертикальная нагрузка на сваю определяется по формуле (3) СНиП 2.02.03-85 ''Свайные фундаменты'' (п.3.11) или по формуле (7.3) СП СП 50-102-2003 ''Проектирование и устройство свайных фундаментов'' (п.7.1.12)
- горизонтальная нагрузка принимается равномерно распределенной между всеми сваями (п.3.12 СНиП или то же п.7.1.13 СП)
- момент от внешних нагрузкок на подошве передается на голову сваю нулевой либо равен моменту заделки в случае жесткого сопряжения сваи с ростверком (момент заделки считаем по ''Приложение 1. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента'' формула 23 либо по ''Приложение Д Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента'' п.Д8)
Эти нагрузки на голову сваи и используем:
- при расчете сваи на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента
- при расчете сваи по прочности материала, следуем указаниям п.3.7 СНиП или п.7.1.8 СП, при этом нагрузки в сечении сваи считаем по п.8 Приложения 1 СниП или п. Д.7 СП; далее по образу и подобию примера 1 "Руководства по проектированию свайных фундаментов" (находится после табл.6 ПРИЛОЖЕНИЕ К ГЛАВЕ СНиП) расчитываем сваю по прочности материала ствола и дополнительно сверяемся с графиками Серии 1.011.1-10 Сваи забивные железобетонные

Поправьте пожалуйста, если что не так сказал, и самое главное: с моментом, приходящим на голову сваи всё так, как написал выше или ошибаюсь?

и дополнительно - http://forum.dwg.ru/showthread.php?p=572715#post572715 - здесь эпюры в одиночной свае, построение графика в MathCAD, может кто до ума доведет?

...

спасибо всем, поправлять не надо, все так и есть, как написал выше...