Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Расчет устойчивости основания устоя против сдвига по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения




 

При больших нагрузках на основание может произойти потеря его устойчивости. Проверки возможной потери устойчивости основания в практике проектирования обычно выполняют посредством сдвига части основания по круглоцилиндрической поверхности скольжения. Поскольку положение наиболее опасной с точки зрения возможности сдвига поверхности скольжения заранее неизвестно, приходится выполнять проверки для нескольких поверхностей скольжения. Такой расчет очень трудоемок. В курсовой работе расчет устойчивости основания выполняется в сокращенном объеме и с некоторым упрощениями. В учебных целях считается достаточным выполнить проверку устойчивости основания устоя только для трех поверхностей скольжения. Кроме того, ширина сдвигаемой части основания назначается по условной схеме, а взаимодействие боковых (вертикальных) поверхностей сдвигаемой части с остальным грунтовым массивом не учитывается, что идет в запас устойчивости.

Следует заметить, что точность решения задачи об устойчивости основания методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения, как и при использовании любых графоаналитических методов, во многом зависит от принятого масштаба и аккуратности исполнения расчетной схемы.

Проверка устойчивости основания на сдвиг по круглоцилиндрической поверхности скольжения выполняют в следующей последовательности.

На расчетной схеме, выполненной в масштабе не мельче 1:200, с помощью циркуля проводится из выбранного центра вращения след круглоцилиндрической поверхности скольжения. Выделенный этой линией из грунтового основания сегмент делится на несколько отсеков вертикальными плоскостями, подсчитываются объемы Vi этих отсеков и их вес Fi. Разрешается размеры выделенных отсеков снимать непосредственно с чертежа, а дуги линий скольжения заменять хордами.

Устойчивость основания против сдвига по круглоцилиндрической поверхности оценивается величиной коэффициента запаса устойчивости

, (5.1)

где Муд и Мсдв– моменты удерживающих и сдвигающих сил относительно выбранного центра вращения.

Для определения моментов Муд, и Мсдв рассмотрим два отсека: один из левой части сегмента, другой из правой (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 –Схема сил, действующих на поверхностях скольжения отсеков из левой и правой частей сегмента сдвига

Разложив силу веса отсека Fi на нормальную Ni и касательную Qi составляющие, будем иметь:

(5.2)

где αi – абсолютная величина угла между вертикалью из центра вращения и радиусом, проведенным в центр дуги (хорды) скольжения i-го отсека.

Силы Fi от веса i-ro отсека определяются по формуле (5.3).

, (5.3)

где Vi – объем i-го блока, вычисленный с учетом, его угловой ширины, показанной на рис. 5.3:

(5.4)

где Aiплощадь продольного сечения блока (по длине а на рис. 5.2);

bi – ширина , определяется по формуле (5.5)

, (5.5)

где hi означает высоту i–гo отсека в средней части его длины.

Рисунок 5.3 – Схема к расчету устойчивости основания устоя

Отметим, что на поверхность скольжения первого отсека, действует не только его собственный вес F1но и нагрузки от устоя, т. е

(5.6)

Рисунок 5.4 – Поперечные сечения сегмента скольжения: а – а – поверхности скольжения; 1 – 2 – 3 – 4 – поперечное сечение i-го отсека в сдвигаемом сегменте основания

Кроме того,

, (5.7)

а возможно, и

, (5.8)

где и – нагрузки от веса конуса насыпи на отсеках 2и 3соответственно:

(5.9)

Здесь и – объемы участков конуса насыпи над отсеками 2и3. Отметим также и то, что сила Qi в левом отсеке стремится сдвинуть сегмент, а в правом отсеке эта сила пре­пятствует сдвигу. Сдвигу препятствуют также и силы трения на поверхности скольжения, которые по закону Кулона равны

(5.10)

где li – длина дуги (хорды) линии скольжения i-го отсека. Тогда моменты удерживающих и сдвигающих сил относительно рассматриваемого центра вращения выразятся следующим образом:

; (5.11)

, (5.12)

где r – радиус круглоцилиндрической поверхности сдвига.

Вычисленный по найденным Муди Мсд, коэффициент запаса устойчивости k характеризует, разумеется, этот запас применительно только к рассмотренной поверхности скольжения. Но очевидно и то, что через заднее ребро фундамента устоя можно провести множество круглоцилиндрических поверхностей скольжения из разных центров вращения, положение которых на плоскости чертежа будет определяться различными значениями координат хс, zс. Каждой из этих поверхностей скольжения соответствует свой коэффициент запаса устойчивости основания.

Условие устойчивости основания устоя против сдвига на круглоцилиндрической поверхности записывают в следующем виде:

, (5.13)

где – минимальное значение коэффициента запаса устойчивости, определенное по координатам центров вращений хс, zc; γn, определяется:

(5.14)

В курсовой работе достаточно выполнить расчеты для трех центров вращения с координатами при хс=2а (рисунок 5.3) и определить для каждого из них свой коэффициент запаса устойчивости: k1, k2, k3. Если при этом окажется, что k2 меньше k1 и k3, то с помощью графика изменения ki построенного по найденным его значениям, находим относительный минимум kmin.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 110; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты