[Иван 80]

Подскажите пожалуйста какой принять наиболее рациональный тип фундамента для следующего сооружения:
-сварная арка полукруглого очертания поставленная на колонны высотой 2метра жестко закрепленные в основании;
- Усилия, действующие у обреза фундамента (N=4T;M=4,6TM;Q=2,5T);
- Глубина промерзания грунтов 1.65м
-Грунты - мергелистые, среднепучинистые

Проблема в большом опрокидывающем моменте и всязи с этим большим расходом бетона для противодействия этому моменту

[Yervand Y. Grigoryan]

Сообщение от Иван 80 Подскажите пожалуйста какой принять наиболее рациональный тип фундамента для следующего сооружения: -сварная арка полукруглого очертания поставленная на колонны высотой 2метра жестко закрепленные в основании; - Усилия, действующие у обреза фундамента (N=4T;M=4,6TM;Q=2,5T); - Глубина промерзания грунтов 1.65м -Грунты - мергелистые, среднепучинистые Проблема в большом опрокидывающем моменте и всязи с этим большим расходом бетона для противодействия этому моменту

Свайный по видимому. Просто нужно сделать вариантное проектирование и сравнить, что дешевле. А так, на вскидку сложно сказать, что лучше. Хотя не так давно держал в руках проект ветряной мельницы высотой в верхней части конструкции 113 м. Там был принят плитный фундамент площадью 144 м2, толщина плиты была 2,5 м. Момент был примерно 20 000 kNm...

[Lev_37]

Иван 80!
Текст Вашей темы в изложении инженера:
"Имеем стальную арку кругового очертания с углом 180 градусов пролетом - ??м с шагом - ??м, закрепленную на стальных колоннах высотой 2м жестко закрепленных в фундаменте.
Нагрузки по верхнему обрезу фундамента (примерно в уровне пола помещения?)- N=4т (вертикальная нагрузка от арки, колонны и стен?); М=4.6тм (в заделке колонны в фундаменте?); Q=2.5т (распор арки + ветер?).
По условиям пучения грунта подошва фундамента имеет отметку -1.65м.
Характеристики грунта: объемный вес 0 ??т/м3, пористость - ??%?, влажнсть природная - ??%, консистенцция - J=??, модуль упругости - Е=??МПа.
Посоветуйте запроектировать фундамент экономичный по расходу фундамента."
PS. Запомните, что чертеж - язык инженера, если не хватает слов для создания словесного портрета объекта обсуждения.

С уважением
Лев

[AMS]

Lev_37 прав, что для полного анализа ситуации не достаточно исходных данных, в особенности то, что касается уточнения расчетной схемы и свойств грунтов.
При приведенных значениях нагрузок, если их подтверждаете и речь идет только о выборе наиболее экономичного фундамента, то "традиционный" фундамент на естественном основании получается самым нееэффективным из за очень большого эксцентриситета приложения нагрузки. Если не учитывать вес фундамента, то эксцентриситет нагрузки получается более метра, соответственно из условия не отрыва края подошвы вдоль действия момента размер подошвы должны быть не менее 6 м. Для уменьшения эксценртиситета необходимо значительно увеличивать вес фундамента, соответственно и расход материала.
Второй вариант - решать задачу, в которой будет три изменяющихся параметра - увеличение веса фундамента + смещение положения центра тяжести фундамента к точке приложения эксцентриситета. Третий параметр - после определения размеров подошвы необходимо фундамент проверить на сдвиг в плоскости подошвы от действия горизонтальной нагрузки. Условие не выполняется - возвращаемся обратно. Если этот фактор окажется определяющим, то если это возможно в конретной ситуации, распор можно снять затяжкой между фундаментами, выполненной в канале под полом.
Вот такая получается итересная задачка с тремя неизвестными по оптимизации фундамента на естественном основании.
Третий вариант - плита с анерными сваями, расположенными по краю подошвы с отрицательным значением контактного давления.
Можно выполнить и "традиционный" свайный ростверк, но и при трех сваях по эффективности решения и экономичности он будет уступать первому и второму варианту.
Варианты с наклонными подошвами, котрофорсами и т.д. можно не рассматривать, посольку область их применения - нагрузки на порядок большие чем в данном случае.

[topos2]

К посту 4 можно добавить наклонные сваи

[Иван 80]

Заинтересовала идея Скрытой затяжки по фундаментам. Буду просчитывать данную конструкцию.
Тут такая ситуация, что заказчик настаивает на забивке одиночных свай причем выполненных из толстостенных стальных труб. Меня сомнения гложут всвязи с коррозией. Или в проекте тогда придется указать что сооружение временное и рассчитать срок его службы. Хотя, как это часто бывает, когда об этом заказчику сказал, посыпалась матерная брань со словами типа: да мне пох... на все твои расчеты, да везде так строят, весь север на таких трубах стоит.

[AMS]

Сообщение от Иван 80 Заинтересовала идея Скрытой затяжки по фундаментам. Буду просчитывать данную конструкцию. Тут такая ситуация, что заказчик настаивает на забивке одиночных свай причем выполненных из толстостенных стальных труб. Меня сомнения гложут всвязи с коррозией. Или в проекте тогда придется указать что сооружение временное и рассчитать срок его службы. Хотя, как это часто бывает, когда об этом заказчику сказал, посыпалась матерная брань со словами типа: да мне пох... на все твои расчеты, да везде так строят, весь север на таких трубах стоит.

То, что предлагаете по сути является составной сваей-колонной. Гостовская забивная свая по трещиностойости по результатам расчета на совместое действие горизонтальной нагрузки и момента вряд ли пройдет. Стальная труба - забивная свая этот вопрос снимает, но не снимется вопрос с расчетном по несущей способности и по деформациям грунта, находящегося в зоне контакта грунта со сваей. Зависит от грунта и от геометрии сваи, но на это то-же необходимо обратить внимание. Если одиночная свая по каким-либо параметрам не проходит, снимайте распор.
По поводу защиты от коррозии - заполняйте бетоном с антикоррозионными добавками и армируйте как б/н сваю. Если пройдет по условиям забивки, принимайте тонкостенную трубу.
При принятии варианта на свае-колонне обратите особое внимание на узел стыка трубы с колонной - и его можно решить защемлением сваи в в оголовнике (не менее d ) и предусмотрев выпуска арматуры из сваи -вложенную при ее бетонировании КП-шку.

[Lev_37]

Иван!
Если знаете какие трубы (диаметр, толщина стенки) собирается начальник забивать, то сообщите и присоедините инфомацию по грунтам, которую я запрашивал.
Решение начальника, я думаю, будет поддержано.

[AMS]

Lev_37 - это так, но как только задачка дойдет до назначения коффициента постели грунта в горизонтальном направлении, необходимым для расчета по деформациям (его СНиП рекомендует определять по данным стат.испытаний на горизонталные нагрузки или если таковых нет, то принимать по таблицам с диапазоном значений от балтики до камчатки - типа какой хошь такой и принимай), то очень часто желание иметь дело со сваями-колоннами, особенно если это достаточно ответственный объект сразу пропадает.
Снять актуальность этого вопроса можно сечением сваи и уменьшением распора.

[Иван 80]

Lev_37,
Трубы электросварные прямошовные 273х9
По грунтам послойно:
1 слой: мощность 70см пески пылеватые (р=1,69т/м3; с=0.2т/м2; у=26гр, е=0.75; W=11%; Е=11МПа)
2 слой: мощность 3.8м мергель глинистый твердый и полутвердый (р=1.91/м3; с=4.6т/м2; у=25гр, е=0.77; W=25%; Е=25МПа; IL=0)
3 слой: мощность 2м пески пылеватые (р=1.93/м3; с=0.1т/м2; у=37гр, е=0.64; W=13%; Е=18МПа)
4 слой: мощность 5.5м мергель глинистый твердый и полутвердый (показатели как у ИГЭ 2)
Грунты имеют ВЫСОКУЮ коррозионную активность к стальным конструкциям. Вода не встречена
Спасибо

[Vovochka]

зачем затяжка, если момент снизить надо? естественно присоединюсь к мнению остальных - надо двигаться в сторону свай

[Кулик Алексей aka kpblc]

Макс2000, открывай новую тему, давай заголовок и проч. Твой пост в этой теме снесен (ЯТД, он к основному топику отношение имеет весьма опосредованное).

[Lev_37]

Иван!
Грунты очень хорошие для устройства забивных и буронабивных свай.
Рекомендую выполнить одиночную буронабивную сваю диаметром 500-600мм. Арку закрепить в оголовке.
Надо взять в руки "Руководство по проектированию свайных фундаментов" и на стр. 107 принять аналог для расчета.

[AMS]

Сообщение от Иван 80 Lev_37, Трубы электросварные прямошовные 273х9 По грунтам послойно: 1 слой: мощность 70см пески пылеватые (р=1,69т/м3; с=0.2т/м2; у=26гр, е=0.75; W=11%; Е=11МПа) 2 слой: мощность 3.8м мергель глинистый твердый и полутвердый (р=1.91/м3; с=4.6т/м2; у=25гр, е=0.77; W=25%; Е=25МПа; IL=0)

С глубины 70 см от поверхности судя по представленной геологии залегают осадочные горные породы, относящиеса к полускальным. Со всеми вытекающими проблемами и последствиями для фундамента на забивных сваях. Вариант на б/н сваях здесь действительно является наиболее приемлемым. Понятна и причина высокой степени коррозии грунта и судя по его виду она карбонатная.

[Иван 80]

Да неслабо. Судя по скадовскому "ЗАПРОСу" имеем б/н сваю диаметром 600мм и длиной 6м. боюсь экономией тут не пахнет. Прилагаю файл отчета программы "Запрос".
А если всетаки перейти к затяжкам, каким способом можно в этом случае рассчитать устойчивость основания и усилия в сечениях сваи? Какая расчетная схема?

[Lev_37]

Иван!
С праздником Победы!
Мы уже посмотрели парады в Хабаровске, Иркутске, Кемерове. Праздник шагает по Руси Великой.

К нашим баранам.
А ведь неверно заложены исходные данные для расчета в "Запросе". Голова сваи не защемлена, так как жесткость сваи значительно выше надземной конструкции (арка, стальная колонна). На расчетной схеме с учетом защемления колонны и действие распора арки знаки момента и горизонтальной силы необходимо поменять.
Хотелось бы знать шаг и пролет арок, нагрузка на покрытие (кг/м2). У меня есть подозрение, что усилия по обрезу фундамента определены неверно.
Возможен вариант устройства монолитного фундамента.
С уважением
Лев

[AMS]

Сообщение от Иван 80 Да неслабо. Судя по скадовскому "ЗАПРОСу" имеем б/н сваю диаметром 600мм и длиной 6м. боюсь экономией тут не пахнет. Прилагаю файл отчета программы "Запрос". А если всетаки перейти к затяжкам, каким способом можно в этом случае рассчитать устойчивость основания и усилия в сечениях сваи? Какая расчетная схема?

По первой части вопроса - результатам расчета.
Мергель в твердом состоянии относится к полускальным, имеющим характеристики: R - расчетное сопротивление на одноосное сжатие, гамма. Мергель - карбонатная порода, размягчаемая в воде и имеющая значительную величину коэффициента размягчаемости. Геологи в соответсвии с ГОСТ в отчетах выдают характеристики, получаемые при полном водонасыщении грунта. Соответственно приведенные фи и с относятся к этому состоянию, а не естественному. Возможно, что это так-же повлияло на результат расчета.

[AMS]

По поводу затяжки. При жестком сопряжении сваи с ростверком, обеспечивающим невозможность поворота головы сваи учитывается только горизонтальная сила. От нее и определяется момент в заделке в ростверк и по длине сваи ( п.5.8 Приложения 5 СП 50-102-2003 или ф. 40 СНиП 2.02.03-85). При затяжке H=0. Что из этого следует - понятно. Невозможность поворота головы сваи можно обеспечить, предусмотрев две сваи, расположенных вдоль действия горизонтальной силы, соответственно уменьшив их длину и диаметр по сравнению с принятой для одиночной. Например, как предлагали d 273 мм с жесткой заделкой заделкой в ростверк не менее d.
И еще, обратите внимание - методика расчета свай на совместное действие по СНиП и СП отличаются. В СП по сути вернулись к одностадийной методике расчета, изложенной в СНиП II-17-77 ( "Руководство по проектированию свайных фундаментов" ).
В "Запросе" расчет выполняется по СНиП 2.02.03-85, но по одно или двухстадийному расчету - об этом история умалчивает.
В свое время для одной из проектных организаций по замечаниям экспертизы вручную перепровял расчеты в соответствии с СП (или "Руководством..." ) на горизонтальные нагрузки ростверков под арки покрытия стадиона пролетом 56 м, выполненных в "Запросе". Результат естественно не совпал. Результаты какого расчета были впоследствии приняты и легли в основу конструктивного решения ростверков думаю понятно.
Перепроверьте результаты расчета по Приложению к "Руководству по проектированию свайных фундаментов", там есть примеры расчета. Он будет соответствовать СП 50-102-2003.

[Vovochka]

По поводу затяжки. При жестком сопряжении сваи с ростверком, обеспечивающим невозможность поворота головы сваи учитывается только горизонтальная сила. От нее и определяется момент в заделке в ростверк и по длине сваи ( п.5.8 Приложения 5 СП 50-102-2003 или ф. 40 СНиП 2.02.03-85). При затяжке H=0. Что из этого следует - понятно

Ув. AMS не могли бы Вы пояснить, а то не очень ясен ход мыслей?

имеется стандартная схема верхушка+фундамент. после расчетов верхушки получили вертикальную, горизонтальную составляющую нагрузки и момент, передаваемые на фундамент. затяжка может снять (воспринять) горизонтальную составляющую, но момент (а имено так формулировался вопрос) не в состоянии.

[AMS]

Сообщение от Vovochka Ув. AMS не могли бы Вы пояснить, а то не очень ясен ход мыслей?

При расчетах свай на совместное действие горизонтальных нагрузок и моментов в зависимости от расчетной схемы - жесткое или шарнироне закрепление свай в ростверке расчетные предпосылки и результаты расчета отличаются.
При жестком сопряжении ростверка:
"В случае жесткой заделки сваи в ростверк, если исключается возможность поворота ее головы (например, в жесткий ростверк с двумя или более рядами свай, установленных в направлении действия горизонтальной силы), в расчетах необходимо учитывать момент заделки М = Мз, действующий в месте сопряжения сваи с ростверком и определяемый в соответствии с указаниями п. 8 настоящего приложения."

"8. Расчетный момент заделки М3, тс.м, учитываемый при расчете свай, имеющих жесткую заделку в ростверк, которой обеспечивается невозможность поворота головы сваи, следует определять по формуле [34(20)] Руководства " ( п.5.8 СП, ф.40 СНиП)

В этой формуле величина горизонтальной нагрузки Н при низком ростверке умножается на соотношение перемещения и поворота от единичной нагрузки. Момент, действующий в уровне обреза фундамента воспринимается узлом сопряжения колонны с ростверком. Максимальный момент в свае возниает в узле заделки в ростверк.
Как подтверждение - если в любой программе по расчету свай на совместное действие нагрузок при жестком защемлении свай в ростверк принять любое значение момента, то это не повлияет на величину усилий в свае, но будет зависить от величины горизонтальной нагрузки.
В данном случае, при жесткой заделке свай (по две в продольном ряду) момент не учитывается, а затяжка снимает горизонтальное усилие. Остается выполнить только расчет по н.с. сваи.