No Image

Расчет резервуара на всплытие пример

СОДЕРЖАНИЕ
299 просмотров
21 января 2020

Расчет на всплытие подземных емкостей

СКАЧАТЬ ФАЙЛ РАСЧЕТА:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.ДИСК

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

Расчет выполняем по СП 22.13330.2011 :

9.31 При размещении подземной части сооружения ниже уровня подземных вод в водонасыщенных грунтах должна быть обеспечена устойчивость сооружения против всплытия.

Устойчивость против всплытия обеспечена, если выполняется следующее условие

Н — расчетная высота напора воды, отсчитываемая от подошвы подземной части сооружения до максимального уровня подземных вод, м;

А — площадь подземной части сооружения, м 2 ;

Gstb;c — сумма нормативных значений постоянных вертикальных удерживающих нагрузок, включая собственный вес несущих конструкций сооружения, кН;

Gstb;l — сумма нормативных значений временных длительных удерживающих вертикальных нагрузок, включая вес полов и перегородок сооружения, грунта обратной засыпки над обрезами фундаментов и над подземной частью сооружения, кН;

Rstb — сумма нормативных значений удерживающих вертикальных составляющих сил сопротивления всплытию в основании, включая силы трения, сопротивления свай выдергиванию, натяжения анкеров и др., кН;

Если условие формулы (9.18) не удовлетворяется, то, чтобы не допустить разрушение от всплытия сооружения, необходимо применять следующие мероприятия:

увеличение собственного веса сооружения или его пригрузка;

уменьшение поровых давлений под сооружением с помощью устройства дренажа;

закрепление сооружения в нижележащих слоях грунта с помощью анкеров или свай.

На сегодняшний день существует несколько разноплановых подхода к расчету устойчивости пластиковых колодцев к всплытию и, как следствие веса бетонного «якоря».
Не взирая на то, что в качестве шахты колодца могут использоваться как гофрированные двустенные трубы, так и гладкие спиральновитые, отдельные методики учитывают наличие гофры, а отдельные игнорируют.

Упрощенная методика

Вес якоря рассчитывается как разница между собственным весом пластикового колодца и весом аналогичного колодца ЖБИ. Данная методика приводит, как правило, к избыточному объему бетона. И является неэффективной

Методика расчета проверки устойчивости пластикового колодца на всплытие (ГУП «Ленгипроинжпроект», 2008 г.)

В данной методике наличие гофрированной стенки у колодца опускается и это дополнительная и существенная по величине сила трения не учитывается при расчетах. Для целей методики колодец разбивается на условные зоны, по уровню которых находятся грунтовые воды.

Принимается, что поверхность грунта горизонтальная, что колодец пуст, а окружающий колодец насыпной грунт в некоторой части водонасыщен: то есть уровень грунтовых вод выше дна колодца.
Таким образом, колодец находится под воздействием следующих активных вертикальных сил:

  1. Веса самого колодца Gк.
  2. Веса пригружающего колодец грунта Gгр, если конструкция колодца это предусматривает.
  3. Выталкивающей силы Архимеда F, направленной вверх.

Если выталкивающая сила Архимеда F больше суммы сил, направленных вниз Gк и Gгр, то неподвижность колодца обеспечивается силами трения стенок колодца об окружающий грунт. Величина силы трения T очевидно при этом должна быть равна:

T = F – Gк – Gгр (1)

Известно, что сила трения не может возрастать безгранично, а лишь до некоторого предельного значения Tпр. В данной методике принимается, что при движении колодца вверх скольжение будет происходить по круглоцилиндрической поверхности. Т.к. в общем случае физико-мехаические характеристики окружающего колодец грунта меняются по его глубине, то величина предельной силы трения складывается как сумма сил трения в отдельных зонах расчетной поверхности скольжения:
(2), где
Тiпр – предельное значение силы трения в i-ой зоне, n-общее количество зон.

Читайте также:  Растение с колючками и листьями фото

Предельное значение силы трения зависит от величины нормального (горизонтального) давления грунта на стенку колодца. Обозначим силу нормального давления грунта на единицу длины поверхности скольжения в окружном направлении Е. Тогда предельное значение силы трения на единицу длины в окружном направлении по Кулону tiпр будет равно:

где f i – коэффициент трения грунта по поверхности скольжения в рассматриваемой зоне,
коэффициент трения f принимается равным :

где φio – угол внешнего трения между грунтом и расчетной поверхности скольжения.
Тогда предельное значение силы трения Т iпр, действующей на колодец, равно:

Тiпр = tiпр * π * D (5)

где D – диаметр расчетной поверхности скольжения.
В качестве расчетного бокового давления грунта принимается наименьшее активное давление грунта- напорная величина горизонтального давления в i-ой зоне определяется по формуле:
pi=ki γiyi (6)
где γi – объемный вес грунта в рассматриваемой зоне
yi –расстояние от поверхности (или приведенной поверхности) грунта до рассматриваемой
точки.
Кi – коэффициент горизонтального напорного давления в i-той зоне определяется (2):

Ki = tg2(45- φi/2) (7)
где φi- угол внутреннего трения грунта в рассматриваемой зоне.
Величина горизонтального напора Еi равна площади эпюры интенсивности бокового давления грунта в рассматриваемой зоне:

Устойчивость колодца на всплытие предлагается оценивать коэффициентом устойчивости nвс, который вычисляется как отношение

nвс = Тпр/T = Тпр/( F – Gк – Gгр) (8)

величина, которого должна быть больше некоторого допустимого значения [n].
Ввиду отсутствия экспериментальных данных, предлагается по аналогии с проверкой устойчивости откоса [1, c1.38] принимать за допустимое значение [n]=1.5.
Таким образом, условие устойчивости колодца на всплытие примет вид

Таковы принципиальные положения, используемые в настоящей методике.
Некоторые особенности принятой методики проиллюстрируем на колодце определенной конструкции. Схематичный вид колодца приведен на рисунке 1

Размеры для расчета:
ht = hтел , hк = hкон , hв = H – ht – hк, h1= ht + hк, h2=H0 – h1, h3=H – (h1 + h2)

Количество колец колодца: i=(hв-hкин)/hкол

Вес колодца:
Gк = mк*g = (mкинеты + i*mкольца + mкон)*g , (кН)

При этом верхняя часть колодца размером ht телескопическая и может двигаться независимо от нижней части, поэтому Gк включает только коническую и нижнюю цилиндрическую части колодца.

Всего может быть 3 случая положения грунтовых вод относительно элементов колодца:

Уровень грунтовых вод в пределах верхней цилиндрической части колодца.

В этом случае соблюдается условие: 0 Россия , город Санкт-Петербург , улица Автогенная, д. 6, офис 307, 3-й этаж
время работы: пн-пт 9:00-18:00
нал. и безнал. платежи RUB

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Ноября 2011 в 22:04, курсовая работа

Краткое описание

Прямоугольный полузаглубленный резервуар чистой воды размером 24,0 ´ 26,4 м находится в системе хозяйственно – питьевого водоснабжения промышленного предприятия или населенного пункта. Конструкции резервуара железобетонные. Высота резервуара от поверхности днища (относительная отметка 0,000 м) до верха плит покрытия 3,0 м. Относительная отметка планировочного уровня земли +1,8 м. Относительная отметка верхнего расчетного уровня грунтовых вод -0,800 м. Толщина слоя грунта на покрытии – 1100 мм.

Читайте также:  Ремонт пола в гараже цена
Содержимое работы – 1 файл

Строительные.Глаголюшечка.docx

Изгибающие моменты в сечениях 1 – 1 и 2 – 2:

М1 – 1 = 0,125*р*(а – а1) 2 *а = 0,125*221,7 *(2,40 – 1,05) 2 *2,40 = 121,2 кН*м;

М2 – 2 = 0,125*р*(а – h) 2 *а = 0,125*221,7 *(2,40 – 0,30) 2 *2,40 = 293,3 кН*м.

Соответственно требуемое количество арматуры в сечениях фундамента 1 – 1 и 2 – 2:

Аs, 1 – 1 = М1 – 1/(0,9*h01*Rs) = 121,2 /(0,9*0,35*435000) = 0.00089 м 2 = 8,9 см 2

Аs, 2 – 2 = М2 – 2/(0,9*h02*Rs) = 293,3 /(0,9*1,15*435000) =0.000651 м 2 = 6,51 см 2 .

Армирование плитной части фундамента выполняется плоскими сварными сетками из арматуры периодического профиля. Шаг поперечной и продольной арматуры сеток назначается не более 300 мм.

В нашем случае принимаем симметричную сетку с ячейкой 280 ´ 280 мм, т.е. 9d12

А500 с площадью поперечного сечения арматуры Аs = 10,18 см 2

2.6. РАСЧЕТ РЕЗЕРВУАРА НА ВСПЛЫТИЕ

Расчеты устойчивости положения емкостного сооружения против всплытия относятся к первой группе предельных состояний.

Всплытие резервуара можно ожидать при его полном опорожнении под влиянием гидростатического напора грунтовых вод. Усилие всплытия определяется массой вытесненной резервуаром грунтовой воды. Величина объема вытесненной резервуаром грунтовой воды подсчитывается по габаритам резервуара, соответствующим положению вертикальной и горизонтальной гидроизоляций, и по расчетной отметке верхнего уровня грунтовых вод.

Верхний расчетный уровень грунтовых вод устанавливается долгосрочным прогнозом с учетом сезонных колебаний.

Устойчивость емкостного сооружения следует считать обеспеченной, если усилие от веса сооружения, с учетом грунтовой обсыпки, превышает усилие всплытия не менее чем на 10%, т.е. коэффициент устойчивости против всплытия равен или больше 1,1.

В расчетах на устойчивость положения емкостного сооружения при определении усилий от веса сооружения вероятные отклонения веса материалов от их средних нормативных значений учитываются коэффициентом надежности по нагрузке g f = 0,9 и коэффициентом надежности по ответственности g n = 0,95

В периоды эксплуатации заглубленных сооружений, когда сезонный уровень грунтовых вод высокий и устойчивость сооружения не обеспечивается или вызывает значительное увеличение затрат, необходимо предусматривать мероприятия, исключающие возможность опорожнения емкостей (полного или частичного).

2.6.2. Расчет резервуара на всплытие

Устойчивость опорожненного сооружения против всплытия считается обеспеченной, если все конструкции емкостного сооружения и грунтовой обсыпки G превышает усилии е всплытия, определяемое объемом вытесненной емкостным сооружением грунтовой воды Gw не менее чем на 10%, т.е. если выполняется условие G/Gw ³ 1,1 (где G – вес конструкций емкостного сооружения и грунтовой обсыпки;

Gw – усилие всплытия, определяется объемом вытесненной емкостным сооружением грунтовой воды).

Вычисляем вес сооружения и обсыпки

где G1 – вес покрытия;

здесь gпокр – постоянная нормативная нагрузка от веса покрытия равная 16,56 кН/м 2 ; g f = 0,9 – коэффициент надежности по нагрузке; А1 – площадь покрытия;

G2 – вес всех ригелей (2 шт.),

Здесь = 38,2/1,1- вес одного ригеля, приведенный к весу с коэффициентом надежности по нагрузке =1

G3 – вес всех колонн (1 шт.),

Здесь вес одной колонны, приведенной к весу с коэффициентом надежности по нагрузке =1

Читайте также:  Рецепт блюд из куриной печени с фото

G4 – вес всех фундаментов (1 шт.),

Здесь – объем бетона фундамента колонны,

– плотность бетона, равная 25 кН/м 3

Здесь -объем бетона стен резервуара, 0,25 м – высота стены, периметр стен – 105,4 м,

6,5 – высота стены.

Здесь – объем бетона днища, 12м и 12м – длина и ширина резервуара, 0,14 – толщина днища резервуара.

G7 – вес грунта на обрезе фундамента под стены (наружная консольная часть днища резервуара), равный

G7 = 0,5*105,4*17*0,9*0,95*8,1 = 6205 кН,

здесь 105,4 м – периметр стен; 0,9 = g f; 8,1 м – высота засыпки грунтом от отметки 0,000 м.

Итого, вес сооружения без гидроизоляции

=12425,2 + 312,55 + 77,76 + 410,4 + 3661 + + 6205 = 24862кН.

Усилие всплытия определяется по объему вытесненной грунтовой воды в габаритах гидроизоляции сооружения. Отметка расчетного уровня грунтовых вод +0,900 м.

Объем вытесненной воды

Vw = (0,9 + 0,14)*16,2*36,5 = 615 м 3 .

здесь r = 10 т/м 3 – плотность воды.

G/Gw = 24862/6150 = 4,04 ³ 1,1.

Устойчивость сооружения против всплытия при опорожнении обеспечена.

13. Расчет ригелей.

Расчетная длина ригеля:

Расчетная нагрузка на 1 пог. м длины ригеля при номинальной ширине грузовой полосы

1 м с учетом коэффициента надежности по назначению сооружения γ n=1,1:

Усилия от расчетной нагрузки:

Расчет прочности ригеля по нормальному сечению в середине пролета.

Рабочая высота сечения ha0,45 м.

Из таблицы в зависимости от находим ξ = 0,096

Определяем характеристику сжатой зоны бетона по формуле:

Вычисляем значение граничной высоты сжатой зоны бетона по формуле:

где Rs = 435 МПа – для арматуры класса А500; =0,0035; МПа.

При ξ = ξR = 0,494, находим площадь сечения арматуру на 0,4м длины ригеля:

По сортаменту принимаем поперечную рабочую арматуру Æ 16 А500. Площадь сечения поперечных стержней на 0,34 м длины 6,03 > =5,76 . Продольная арматура сетки назначается по конструктивным требованиям сварки.

Расчетное значение поперечной силы от полной расчетной нагрузки составляет Расчетное усилие на половину ригеля составит

  1. Проверяем правильность выбранного сечения из условия прочности на действие главных сжимающих напряжений в наклонном сечении по условию

В нашем случае следовательно, прочность на сжатие по наклонному сечению обеспечена, сечение выбрано правильно.

  1. Условие прочности по наклонному сечению без учета влияния продольного усилия предварительного обжатия имеет вид:

где поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении;

поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой (хомутами);

усилие в поперечной арматуре на единицу длины;

расчетное сопротивление поперечной арматуры;

суммарная площадь хомутов;

шаг поперечных стержней;

Предполагаем, что поперечную силу воспринимает один бетон без поперечного армирования, т.е. принимаем =0.

Так как , условие прочности по наклонному сечению не соблюдается, следовательно необходима установка в продольных ребрах плиты поперечной арматуры (хомутов).

Принимаем поперечную арматуру продольных рёбер плиты 3 Æ 16 класса А500 с , шаг поперечных стержней принимаем равным

Проверяем условие прочности:

Условие прочности удовлетворяется, при этом должно соблюдаться условие:

В нашем случае будем иметь:

Условие прочности по наклонному сечению удовлетворяется.

Окончательно принимаем каркас продольного ребра с продольной арматурой класса А500 и поперечной арматурой класса А500.

Комментировать
299 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector