Гориз. несущая способность сваи – по Бромсу
Расчёт горизонтальной несущей способности одиночной сваи по Бромсу основывается на данных в научной литературе (Бромс, 1964). Этот метод расчёта касается единственно и только проверки сваи в гомогенном грунте, следовательно в анализе сваи нет возможности учитывать влияние слоистого грунта основания. Способ расчёта горизонтальной несущей способности сваи задают в рамке «Настройка» в закладке «Сваи».
В случае вычисления горизонтальной несущей способности по методу Бромса программа пренебрегает заданными ранее слоями грунтов. Параметры грунтов вводятся в рамку «Горизонтальная несущая способность» в зависимости от типа грунта (связный, несвязный).
Исходными данными для расчёта горизонтальной несущей способности сваи являются характеристики материала сваи (модуль упругости, прочность данного материала), геометрия сваи (длина сваи l, диаметр сваи d), а также нагружение сваи поперечной силой или моментом изгиба.
Коэффициент жёсткости сваи β в связных грунтах определяют по формуле:
где: | E*I | - | изгибная жёсткость сваи [МНм2] |
kh | - | модуль реакции грунтового основания (подстилающего слоя) [МНм3] | |
d | - | диаметр сваи [м] - (в случая круглого переменного сечения сваи для расчёта параметра β принимают постоянное значение диаметра сваи d1, которое задают в рамке «Геометрия»). |
Коэффициент жёсткости сваи η в несвязных грунтах определяют по формуле:
где: | E*I | - | изгибная жёсткость сваи [МНм2] |
nh | - | коэффициент реакции грунтового основания [МНм3] |
Программа автоматически определяет длинную или короткую сваю в зависимости от соотношения β*l (для связных грунтов), или η*l (для несвязных грунтов). В доступной литературе приводятся различные критерии для различных типов свай, поэтому пользователь может в программу задавать свои данные. Сваю средней длины программа оценивает как короткую и одновременно длинную, а после автоматически выбирает результат с наиболее низким значением горизонтальной несущей способности сваи Qu.
Диалоговое окно «Критерии типа сваи»
Критерии типа сваи (длинная, короткая, средняя) определяются по следующим условиям, для:
- свободное опирание : для длинных свай действительно β*l > 2,5 ; для коротких свай β*l < 2,5
- неподвижное опирание: для длинных свай действительно β*l > 1,5 ; для коротких свай β*l < 1,5
Опирание головы сваи может быть:
- свободное - голова сваи может без препятствия сделать поворот
- неподвижное - закрепление головы сваи. Как правило, эти сваи связаны с ростверком или кустом свай.
Следующим важным исходным параметром является изгибная несущая способность сечения сваи. Программа автоматически рассчитывает это значение по заданной геометрии по формуле:
где: | Wy | - | момент сопротивления сечения [м3] |
f | - | прочность материала сваи [МПа] | |
γk | - | коэффициент несущей способности сечения [-] - в соответствии с различными стандартами и литературой несущая способность сечения умножается на различные коэффициенты запаса; данный коэффициент позволяет подогнать программу под эти стандарты. |
В случае ж-б сваи зависит несущая способность сваи при изгибе Mu от предложенного количества арматуры.
Коэффициент редукции несущей способности γQu понижает общее значение горизонтальной несущей способности одиночной сваи по формуле:
где: | Qu | - | горизонтальная несущая способность одиночной сваи [кН] |
γQu | - | коэффициент редукции несущей способности [-] |
В результате расчёта получаем горизонтальную несущую способность одиночной сваи Qu, или Qu,red и деформацию сваи на уровне отметки земли u.
Литература:
[1] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 90, SM2, 1964.
[2] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 90 SM3, 1964.