И у овом чланку упознаћемо вас са процесом израчунавања најпризнатијих оптерећења која утичу на димензије и дизајн основе стамбене зграде или пословне зграде. Али, прво ћемо дати мало теорије, говорећи о врстама оптерећења пројицираних на темељ са стране структуре и земље ио врстама деформација базне структуре изазване овим оптерећењем.
Сорте терета
Прикупљање терета на темељима формира се под утицајем следећих фактора:
- Тегови саме конструкције: од крова до доње круне (или првог реда цигле / блокова), изграђени према постојећем пројекту.
- Радно оптерећење је тежина свих унутрашњих предмета, станара, завршних материјала, намјештаја, интерних комуникација, кућних апарата и осталог садржаја стана.
- Тежина саме основе: од пете до роштиља са свим пратећим елементима - завршне обраде, хидроизолације, изолације и тако даље.
- Динамично оптерећење - процењена тежина снежног покривача и притисак ветра на зидове и кров конструкције.
Тачно одређивање суме терета, као и сваке компоненте збирке, односи се на прилично тешке операције.
Због тога се већина горе наведених параметара разматра на основу запремине грађевинског материјала и површине пода, крова и зидова зграде, помножавајући ове податке са одговарајућим коефицијентима.
На срећу дизајнера, тежина куће и основе зграде, као и оперативна и динамичка оптерећења, израчунава се уписивањем почетних података у посебан програм - калкулатор фондације.
Референтне карактеристике земљишта
Поред структурне, оперативне и динамичке тежине, приликом израчунавања оптерећења на темељ, треба узети у обзир такве карактеристике и квалитете пратећег тла као:
- Смањивање тла испод пете основе. Овај параметар одређује степен деформације тла под тежином оптерећене траке или подлоге. Што је густина тла већа, то је мање смањивање.
- Дубина замрзавања тла. Овај параметар утиче на оптерећење које произлази из деформације тлака земље. Ширење под утицајем ниских температура, тла потискују темељ у себи.
- Носивост земљишта. Овај параметар одређује отпорност тла на спољашња оптерећења. Висока носивост омогућава смањење површине подлоге основе.
Међутим, прије израчунавања оптерећења на темељима од земљишта, неопходно је водити геолошки преглед у пуној величини са пробним бушењем и статичким испитивањем носача. Због тога се у већини случајева горе наведени параметри узимају из табела или се израчунавају по просечним вредностима на основу поређења најмањих и највећих вредности.
Варијанте деформације базне структуре
Под утицајем оптерећења из базе и гранта у структури, у тијелу подрума се појављују неколико типова деформација одједном, и то:
- Деформација кретања - кретања и савијања, изазвана моменталним силама које настају у процесу неједнаког скупљања (потапања) целокупне основе темељ у земљи.
- Хоризонталне и вертикалне деформације темељ - ролна, косина или стрижња, што изазива оптерећење на једном "раме" структуре. Извор оптерећења у овом случају је приметно скупљање тла под једним углом, подупирач или лице (колотурна линија) темељице.
- Хоризонтална деформација - расипање изазвано сеизмичким оптерећењима изазваним помицањем слојева тла.
Штавише, неопходно је схватити да ће се те деформације појавити у телу фондације у сваком случају. Међутим, уколико се одступање, смицање, ролне и друге врсте деформација не прелазе разумне границе, структура базе неће трпети.
Пример сакупљања терета на темељу
Али довољна теорија. Погледајмо пример сакупљања оптерећења траке и колоне. И почињемо са оптерећењима који дјелују на темељу структуре. Ове препоруке су погодне и за базе стубова и траке.
Прикупљање терета из зграде
Горе у тексту је већ поменуто да се оптерећења из структуре деле на:
- Грађевинско (тежина куће).
- Оперативни (тежина садржаја куће).
- Динамичан (тежина снега на крову, сила коју ветар пренесе структури).
Структурна оптерећења се посматрају у смислу запремине и специфичне тежине грађевинског материјала. На пример, ако сте купили 15 кубних метара резане грађе са густином од 600 кг / м3 за изградњу зидова, онда ће структурно оптерећење бити близу 9 тона. Па, структура подигнута од 8 хиљада обичних цигли - маса једног комада - 3,5 килограма - ствараће структурно оптерећење од 28 тона.
Али ово су само зидови. Структурно оптерећење подова и кровова треба израчунати одвојено. Тежина једног листа оси од 8 таласа је 26 килограма, а квадратни метар таквог премаза тежи 14 килограма. Густина боровог дрвета која се троши на кровни рам је 550-600 кг / м3.
Као резултат, кровни покривач са кровном површином од 60 "квадрата" ће на крову генерисати тежину од 0,8 тона и 1,2 тона на рампу (до два кубика метала резане грађе по дрвету и лајсне). Прецизне количине грађевинског материјала могу се израчунати из калкулатора крова - посебан програм у који се димензије крова уносе и прима на излазним подацима на снимку кровне покривке и запремине дрвне грађе за оквир и плочу.
Оперативно оптерећење одређује се преклапањем метричког подрума и међуслоја. Према СНИП-у, квадратни метар куће може се оптеретити са 300-350 килограма. Као резултат тога, кућа од 100 м2 ће генерисати 3,5 тоне радног оптерећења.
Динамичко оптерећење се узима у обзир према површини крова помноженој масом снега, притиском на квадратни метар крова. У нашим географским ширинама, маса снега достиже 180 кг / м3. А у овом случају износи 10,8 тона.
Прикупљање терета из темеља
Следећа фаза скупа терета је одређивање масе саме фондације. Познавајући спољашње силе које генерише укупна маса конструкције, могуће је израчунати запремине траке и број носача у стубну основу.
Прикупљање терета на колони темељу почиње са одређивањем носивости једног стуба, рачунато из подручја његове базе и носивости земљишта. А ако је последња карактеристика 2 кг / цм2 (ово је минимална вредност), а једино подручје достиже 1600 цм2 (40к40 центиметара), онда ће један стуб задржати најмање 3,2 тоне.
Укупан број стубова израчунава се сакупљањем терета из структуре. У нашем случају, износи 44,3 тона, овај резултат ће повећати за 50% (фактор сигурности), а добићемо 66,45 тона. У овој тежини требају најмање 21 стуб.
Па, знајући број стубова и запремину једне подлоге (0.4к0.4 (основна површина) к1.5 (висина)), можете израчунати укупну запремину основе. У нашем случају, то је 5.04 м3. Стубови се сипају бетоном, стога је тежина такве основе једнака 12,6 тона (5,04 м3 к 2500 кг / м3 (специфична тежина бетона)).
Збирка терета на траци фондације почиње са прорачунавањем подручја ђона. Одређује се сакупљање терета од структуре и носивости земљишта. У нашем случају, једнака је 33225 цм2 (66450 кг (маса израчуната код куће) / 2 кг / цм2).
Али ови подаци се одређују само конструкцијским карактеристикама, а постоје и оперативни - отпорност на мраз, отпорност на влагу, минимална ширина траке и тако даље. А према овим параметрима, са минималном ширином траке 40 центиметара, најбоље је израчунати површину базе дуж периметра саме зграде. А за кућу од 100 м2 (условне димензије 10к10 м), периметар ће бити једнак 40 метара, а основна површина је 16 м2 (40к0.4).
Знајући подручје основе и дубину основе, можете израчунати запремину попуњавања. А са висином темељног зида 1,5 метра, за попуњавање базе ће бити потребно до 24 м3 малтера. А маса фондације биће једнака 60 тона (запремина 24м3 помножена са 2500 кг / м3 густине армираног бетона)
Да ли ће ова тежина задржати нашу земљу? Наравно, да. На крају крајева, 160.000 цм2 тла (16 м2 базе нашег темељног објекта) носивости од 2 кг / цм2 може узети 320-тонско оптерећење, а укупна тежина нашег фонда и структуре је свега 126,45 тона.
Хајде да сумирамо
У закључку треба напоменути да се све горе наведене прорачуне могу изводити помоћу посебних програма - калкулатора, који учитавају информације о димензијама структуре и карактеристикама земљишта. А на излазу добијају информације о обиму кориштених грађевинских материјала. На основу ових података, сакупљање оптерећења се израчунава најједноставнијим размножавањем препорученог запремине густином одговарајућег грађевинског материјала.
9.5. ПРИМЕРИ ИЗРАЧУНА ВИБРАЦИЈА ОСНОВА ДИНАМИЧКИХ МАШИНА (Део 1)
У наставку су приказани калкулације масивних основа за периодичне (хармоничке) и ударне оптерећења и пример израчунавања основе рама за хармонијска оптерећења. Примери израчунавања основа машина могу се наћи у "Смерницама за пројектовање темеља за машине са динамичким оптерећењем" [6].
Пример 9.1. Израчунајте темељ пилног оквира. Израчунавање темеља пилана рамова направљено је за машине са шипком шипке шипке испод главе СНиП-а "Темељи машина са динамичким оптерећењем". Сврха израчунавања је да одреди димензије основе које испуњавају захтеве ефикасности и обезбеђују прихватљив ниво флуктуација.
Почетни подаци: марка РД 76/6; тежина машине 15 тона; маса погонског мотора је 2 тоне; снага погонског електромотора је 90 кВ; брзина мотора 720 мин -1; главна брзина ротације вратила нр = 320 мин -1. Израчунато динамично оптерећење, координате тачака њихове примене, координате центра гравитације машине, димензије горњег дела основе, пречник, дизајн и везивање сидрених вијака и други почетни подаци за пројектовање су наведени у задатку конструкције произвођача машине на уређају за постављање. Шема оптерећења која делује на темељ је приказана на сл. 9.1. Дозвољене амплитуде хоризонталних и вертикалних осцилација основе за И хармонику не сме бити веће од 0,19 мм.
Одлука. Изградња темељне пиле се узима из масивног монолитног армираног бетона. Фондација се састоји од доње правоугаоне плоче димензија 6 × 7,5 м и висине од 2 м, усвојене из услова локације погонског мотора, захтјева симетрије и оптималне масе темељне конструкције, а горњи дио оштрице усвојен у складу с технолошким условима. Ознака за попуњавање тла је на врху правоугаоне плоче. Основни материјал је бетон М200, ребар - топло ваљани, округли и периодични профил, односно класе АИ и А-ИИ.
Дијаграм масе елементарних волумена подрума и машине са везивањем на осовине подрума који пролазе кроз центар гравитације дна подрума приказан је на сл. 9.1. Масс м1 = 15 т; маса нагнутог дела подрума м 2 = 22,25 т; маса правоугаоног дијела основе м3 = 216 т; тежина мотора са м куцањем4 = 2 + 18 = 20 т.
Бруто базна маса
мф = 22,25 + 216 + 18 = 256,25 тона
Маса клупе снаге и погонског електромотора
Маса целе инсталације
Пронађите координате центра гравитације инсталације дуж З оси. Статички моменти масе елемената инсталације у односу на осу која пролази кроз дно основе ће бити:
Растојање од центра гравитације постројења до подножја темељне конструкције
Пронађите координате дуж Кс оси. Растојање од центра гравитације инсталације дуж оси Кс '
Координата центра тежине инсталације дуж И оси није одређена, јер је ексцентричност на И осу врло мала (4 кПа. Провери стање (9.1) са γц0 = 1 и γц1 = 1. Средњи притисак п = К / А, где је К = мг
Цφ = 2 · 44 140 = 88 280 кН / м 3;
Цк = 0,7 · 44 140 = 30 900 кН / м 3.
Коефицијенти чврстоће за природну базу пронађени су помоћу формула (9.8), (9.9) до (9.10), где је Иφ = 6 · 7,5 3/12 = 210,94 м 4
кз = 44 140 · 6 · 7,5 = 1 986 400 кН / м;
кк = 30 900 · 6 · 7,5 = 1 390 000 кН / м;
кφ = 88 280 · 210,94 = 18 623 000 кН / м.
Вредности релативног коефицијента пригушивања одређују се формулима (9.13) и (9.15):
Обрачуната динамичка оптерећења (за прву хармонику узнемирујућих сила и момента) одређују се на следећи начин:
онда у фв = 208 кН, Фх = 39 кН, е = 0,173 - 0,08 = 0,093 м и е1 = 5,95 - 1,516 = 4,434 м
М = 208 · 0,093 + 39 · 4,434 = 19,4 + 173 = 192,4 кН · м.
Амплитуде хоризонталних ротационих и вертикалних осцилација подрума су одређене формулама:
Да би израчунали амплитуду користећи ове формуле, неопходно је одредити додатне параметре укључене у њих:
овде се вриједност θ = 1614.4 т · м 2 добија дељењем подрума и машине у елементарна тела, рачунајући за њих своје тренутке инерције и додавањем прелазних тренутака инерције једнак производу маса елементарних тела квадратима удаљености од њихових властитих центара гравитације до заједничког центра гравитације инсталација;
Израчунавање оптерећења на темељима
Постоје три процеса који, према мишљењу свима, може да уради - добро је управљати државом, да се лијечи било која рана и, наравно, да се изгради. Обично, наши словеначки људи вероватно неће моћи или ће их убедити. Стога је тема припреме за изградњу веома акутна, као и прелиминарни прорачун обима на темељима.
Да ли је вредно или не вреди рачунати?
Основна компонента изградње било ког дома је темељ. Из своје снаге, поузданост и издржљивост зависе од "рока трајања" зграде. Због тога се поставља питање колико утицаја може издржати ову основу и колико ће ова или она зграда остати данас.
Наравно, поред калкулација, и даље зависи од материјала и технологије његовог стварања, као ио томе колико су искусни и савесни стручњаци који се баве овим радом. Али, прелиминарна фаза, ако се то ради без грешака, може барем показати где је боље спасити нешто новца и колико ће темељ бити дома. Ако израчунамо колико ова основа може да издржи, онда можемо безбедно и, што је најважније, исправно, направити поуздану основу за било коју градњу или структуру, без обзира на његову сложеност.
Какве оптерећења може донијети основна искуства
Пример изградње оптерећења на тлу
Свака зграда, чак и једноспратна зграда, чак и 50-ката, под притиском и притиском на тлу, због чега се други отима и деформише.
Наравно, најважнија је прва ставка на листи. Али боље је бити сигуран и узети у обзир све елементе са вишком него да угризе лактове и посматраш деформације и потапање од оптерећења на темељној плочи.
Постоји неколико основних врста оптерећења:
- Статички - директно тежина пројектних решења и других елемената зграде или структуре;
- Потребно је размотрити и динамична оптерећења. Могу се појавити због различитих осцилација или рада машина (на пример, са било којим ротирајућим делом).
- Трећи тип се јавља када се јављају одређени временски услови. Једноставно речено - падавине и различити штетни временски ефекти. То је снијег, јак вјетар и више;
- Четврти тип је због притиска предмета и ствари које су у самој кући, тј. ово је кућа на којој се налази и њена подлога.
Пиле као панацеа за модерну градњу
Израчунавање оптерећења основе је највероватније. Ако земља има велике показатеље смањења, разматрање употребе шипова бит ће релевантно. Иако је недавно, због чињенице да је изградња ове врсте фондације мање радно интензивна и висина трошкова, користи се и на прилично густим земљиштима као економска опција.
Главна места за пуњење
Спојница (или основа на шрафовима) за израчунавање могућности брзине затварача захтева следеће почетне податке:
- кров и поткровље;
- преклапања;
- спољни и унутрашњи зидови;
- заједнички базни периметар.
Његов избор значајно смањује количину земљаних радова. Поред тога, није потребно изводити додатне припремне фазе. У том случају се израчунавају оптерећења на темељима.
Да бисте изабрали које гомиле је боље користити, неопходно је утврдити све могуће особине конструктивне будућег објекта. Недавно су се шипке за шрафове за темеље све више користиле за овај тип. Имају многе предности. Прво, запремина бетона и других додатних материјала смањује се. Једна од главних предности је могућност изградње грађевинске базе на "тешким" и проблематичним областима. Примјер оваквог терена је мочварна, тужна земља, терен са нагибом.
Варијанте прорачуна
Проналажење и израчунавање терета које основа може издржати је првенствено неопходно за оптимално и рационално добро одређивање његове површине и димензија. Све прорачуне су смањене на проналажење вриједности оптерећења по м2 тла, које се затим упоређује са максимално дозвољеним вриједностима.
Изградња прорачуна за пројекат
Да бисте израчунали дубину основе, морате имати податке који одражавају дубину замрзавања тла, што зависи од врсте.
Ако обратите пажњу на врсте база, израчунавање основе под оптерећењем може се оцијенити на више типова.
Које податке треба прикупити за израчунавање:
- локација или подручје изградње зграда;
- шта је тло на месту полагања, која је дубина подземних вода;
- материјал из ког планира изводити различите структурне елементе зграде;
- идејни план куће, број спратова, шта ће бити кров.
Да би се израчунао оптерећење основе колоне на тлу, пре свега, неопходно је одредити параметре колоне, који ће служити као подршка. Али поред параметара потребно је знати њихов број. Ово је полазна тачка за овај случај. Сама израчуна није ништа посебно издвојено међу осталима и има исти алгоритам.
Резултати израчунавања оптерећења на основу колоне су слични, као што је случај са темељима пилота. Обично се у неколико наврата показује потребан трошак бетона. И запремина земљаних радова у поређењу са врстом траке је такође мања.
Ова опција такође воли недавно градитеље, јер вам омогућава уштеду на трошковима и мање времена.
Израчунавање оптерећења на основу колоне врши се на слици претходне. Као и раније, потребни су показатељи градилишта и информације о грађевинским материјалима који ће се користити. И, наравно, климатски услови и геолошка анализа земљишта.
Фокусирајте се на оплату
За фасаде од трака потребна је оплата. Оплата је основа за траку. Дакле, израчунавање оптерећења на темељној оплати, које може издржати, релевантно је и корисно.
Децкање, било да се ради од дрвета или из било којег другог материјала, има једну главну функцију или сврху - она представља оквир за будућу основу. Ово је веома важно, тако да мора бити у стању да издржи различите притиске од флуидних, бетонских и динамичких оптерећења произведених од стране опреме и машина током процеса сипања.
Укупан капацитет траке темељ једнак је укупном количини од падавина (на пример, снијег), кровова и плафона, самих зграда, као и материјала материјала.
Пролаз мјешавине бетона кроз оплату се одвија с релативно мањем брзином, али истовремено са огромном силом. Штавише, ако се ток одвија помоћу бетонске пумпе, снага протока је још већа због снабдевања масе са висине од неколико метара.
Алгоритам израчуна
Све калкулације се врше према јасним алгоритмима и условима, у зависности од резултата. Израчунавање колико и колико се основа може одупрети оптерећењу није изузетак и састоји се од следећих секвенцијалних радњи:
- Одређивање дубине замрзавања тла, у зависности од региона у којем је планирана изградња (обично су ови подаци само за референцу и могу се наћи у стандардима). Постоји јасно правило: дубина депоније треба да пређе дубину замрзавања;
- Следећи корак је одређивање могуће притисне силе на бази снијега. Он се преносе њему конструктивним одлукама. Основа је кровна област;
- Преклапање. Овај прорачун се заснива на површини свих страна зграде. Основа је једнакост суме подручја странака = подручје зграде. Број спратова се узима у обзир, као и спрат првог спрата;
- Зидови - ова ставка је слична претходном кораку;
- Прелиминарни прорачун оптерећења на тлу зависи од површине директног сипања, дубине његовог темељног слоја и масе бетона који се користи за ливење;
- Укупан резултат оптерећења на 1 м2 добија се сумирањем претходних резултата.
Ови подаци нам омогућавају да правилно проценимо поузданост и издржљивост, његову подложност деформацији и нагибу. Стога, пошто сте исправно прошли све кораке у алгоритму, можете набавити збирку терета.
Прелиминарна фаза пре било које изградње је да направи потребне калкулације и анализира њихове резултате за могућност даље евалуације. Често не дозвољава да спава дизајнерима и градитељима, јер пуно зависи од њега.
Да бисте израчунали колико будућност основе зграде може издржати, потребно је пажљиво процијенити и процијенити његове параметре и карактеристике, упоредити их с типом земљишта и природним климатским условима.
Правилно прикупљени базни подаци, тачност и конзистентност алгоритамских тачака омогућит ће разумијевање колико ће бити чврста и трајна основа за изградњу, да ли је могућа њена оштећења и нагиб, као и на које тачке можете мало уштедјети на материјалној потрошњи и трошковима рада.
Одељак 9. Основе са динамичним ефектима
9.1. Основе за аутомобиле са динамичким оптерећењем.
Машине за периодичну акцију подијељене су у три подгрупе: са једнаком ротацијом (електромотори, генератори мотора, генератори турбина, ротори, итд.); са једнаком ротацијом и припадајућим покретним покретима (компресори, пумпе, мотори са унутрашњим сагоревањем, пилане итд.); са клипним покретима, који се континуирано завршава уз узастопне ударце (машине за тресење и вибрационо ударање).
Машине непериодичног деловања такође су подељене у три подгрупе: са неуједначеним окретањем или узвраћањем кретања (покретање електромотора ваљака, генератора дисконтинуираних капацитета итд.); са покретним покретом, завршавајући појединачне ударце (ковање и штанцање чекића, стругача итд.); са притиском који проузрокује премјештање обрађеног материјала и преношење насумичних оптерећења (млинске инсталације) на темељ.
9.1.2. Врсте основа за машине са динамичким оптерећењем
1) масивни, бетонски или армирани бетон за све врсте машина;
2) рам, монтажни или монтажни монолит, који представљају низ попречних рамова који се налазе на доњој плочи или на грилу и који су повезани на врху једни према другима од уздужних греда или горње плоче која се налази на стубовима уграђеним у доњу плочу или на гомилу колоне;
3) зидови у облику попречних или уздужних зидова, који су подупрти на доњој плочи или на грилу и међусобно повезани на врху унакрсне траке или плоче.
Префабриковане монолитне и монтажне темеље су дозвољене да се углавном уреде за машине са периодичним деловањем, што није допуштено за машине са импулсним ударним оптерећењем.
9.1.3. Израчунавање темеља таквих основа.
На првој групи граничних стања се изводи:
1) проверу просечног статистичког притиска под подлогом за основе на природној основи или носивости основе за фундаменте пилова; Ова провера се врши за све врсте машина.
где је средњи притисак на темељ испод подлоге темељног материјала од израчунате статичке оптерећења (тежина основе, тла на ивицама, машина и помоћне опреме са коефицијентом преоптерећења н = 1); коефицијент услова рада темељних тла, узимајући у обзир природу динамичког оптерећења и одговорност машине коефицијент услова рада темељних тла, узимајући у обзир могућност настанка дуготрајних деформација под дејством динамичког оптерећења; процењена отпорност земљишта.
где је носивост основа основе једне гомиле; носивост гомиле у статичким условима, одређена у зависности од врсте шипова и услова земљишта; и коефицијентима услова рада основних земљишта, узети у зависности од услова земљишта;
2) израчунавање јачине појединачних елемената дизајна основе; Израчунавање се врши за појединачне, подложне дејству динамичног оптерећења, елементима рамова и зидних фасада (стубови и прешице рамова, греда, плоча, конзолне пројекције), основе плоче и снопа, као и појединачне секције масивних основа ослабљених рупама и жлебовима и армиранобетонске конструкције ").
Израчунавање основа за другу групу ограничених стања укључује:
1) одређивање амплитуде осцилација основа или њихових појединачних елемената; прорачун се врши у складу са СНиП "Темељи машина са динамичким оптерећењем. Дизајн стандарда "и одлучујући је у дизајнирању темеља за машине са динамичким оптерећењем
где је највећа амплитуда осцилација горње површине основе, израчуната за одређени тип основе за машину; максимална дозвољена амплитуда осцилација, одређена СНиП 2.02.05-87;
2) утврђивање седимената и деформација (одливака, ролета итд.) Основа или њихових елемената; У неким случајевима, ови прорачуни се изводе за критичне структуре и ако постоје захтјеви који ограничавају кретање и деформацију основа (према СНиП 2.02.01-83).
9.1.4. Прорачун за флуктуације.
Приликом додељивања сигурносних удаљености објектима који су осјетљиви на вибрације, ниво вибрација који се размножавају у земљи од основа машина може се апроксимирати према формули:
где амплитуда вертикалних (хоризонталних) вибрација тла на површини у тачки која се налази на растојању од осовине фундације - извор таласа у тлу; амплитуда слободних или присилних вертикалних (хоризонталних) осцилација основе - извор у нивоу његове базе; (с обзиром на радијус базе основе - извор, м, једнак, површина основе базе - извор).
9.1.5. Одређивање еластичних и пригушивих карактеристика основе за прорачун темеља.
Главна еластична карактеристика природних основа основа машине - коефицијент еластичне униформне компресије, кН / м 3, одређује се експериментално. Ако нема тестова, за темеља са површином једра А не више од 200 м 2
где је коефицијент у зависности од врсте тла; модул деформације тла испод основе темеља; м 2.
Коефицијенти еластичне неједначене компресије, еластичног униформног смицања, еластичног неуниформираног смицања:
Коефицијенти крутости за природне базе:
са вертикалним транслацијским вибрацијама подрума (са еластичном униформном компресијом)
са хоризонталним транслационим осцилацијама темеља (са еластичним униформним смицањем)
са ротационим осцилацијама око хоризонталне оси која пролази кроз дно основе (са еластичном неједнаком компресијом)
са ротационим осцилацијама око вертикалне оси која пролази кроз центар гравитације подножја подрума (са еластичном неуниформираном смицом)
где је подножје подлоге; моменте инерције основе подрума у односу на хоризонталне и вертикалне оси.
Ови коефицијенти односе се на напоне и моменат који дјелују дуж основе основе, са одговарајућим еластичним помацима који су узроковани њима: вертикални, хоризонтални, окретни и релативно у односу на главне хоризонталне и вертикалне осе инерције који пролазе кроз тежину основе основе
Како се осцилације пропагирају у земљи, долази до њиховог душења, што се обично процењује релативним коефицијентом душења. Релативно пригушивање је део критичног пригушења осцилација.
Релативни коефицијенти дампинга: за стабилне (хармоничне) и случајне осцилације
за пролазне осцилације
где цонд са хоризонталним вибрацијама; цонд. са вертикалним вибрацијама; цонд. за ротационе осцилације око хоризонталних и вертикалних осе; просечан статични притисак на основу испод основе основе израчунате статичке оптерећења при фактору преоптерећења од 1.
9.1.6. Израчунавање основе за присилне вибрације.
Принудне вертикалне вибрације подрума су описане диференцијалном једначином
и присиљене хоризонталне ротационе осцилације подрума - систем диференцијалних једначина:
где је маса инсталације (подрум, машина, тло на ивици темељне конструкције); тренутак инерције масе инсталације у односу на осу ротације; базни фактори пригушивања вертикалних, хоризонталних и ротационих вибрација; коефицијенти чврстоће основе за еластичну униформну компресију, униформну смицање и неједнацну компресију; респективно и хоризонтално померање центра гравитације инсталације и угао ротације темељне конструкције; растојање од заједничког центра гравитације инсталације до основе основе; вертикалне и хоризонталне компоненте узнемирујућих сила и момента од узнемирујућих сила; угаона фреквенција ротације машине.
9.1.7. Начини смањивања амплитуде осцилација основа.
9.2. Темељи у сеизмичким подручјима.
9.2.1. Одређивање сеизмичких оптерећења на темељима.
1) Темељ структура подигнутих у подручјима са сеизмичком од 7,8,9 поена треба пројектовати узимајући у обзир захтеве СНиП-а о пројектовању зграда и објеката у сеизмичким подручјима. Ако је мање од 7 бодова - без сеизмичности.
2) Дизајн основа узимајући у обзир сеизмичке ефекте треба извести на основу израчунавања носивости за специјалну комбинацију терета.
Прелиминарне димензије основа могу се одредити израчунавањем основе од деформација на главној комбинацији терета (без узимања у обзир сеизмичког утицаја).
3) Сврха израчунавања носивости база са специјалном комбинацијом оптерећења је осигурати њихову чврстоћу за стјеновита земљишта и стабилност за не-стјеновита земљишта, као и спречити промјену основе дуж основе и нагињање. Деформације базе са специјалном комбинацијом оптерећења узимајући у обзир сеизмичке ефекте не подлијежу обрачуну.
9.2.2. Израчунавање основа и основа за сеизмичке ефекте.
Израчунавање основе носивости врши се на дејству вертикалне компоненте ексцентричног оптерећења преноса од стране фондације
где је вертикална компонента израчунатог ексцентричног оптерећења у специјалној комбинацији; вертикална компонента силе коначног отпорности базе током сеизмичких ефеката; сеизмички коефицијент радних услова; коефицијент поузданости за предвиђену сврху структуре.
Хоризонтална компонента оптерећења се узима у обзир приликом израчунавања основе за смицање на поду. Провера смицања на бази врши се узимајући у обзир трење основе базе на тлу, али узимајући у обзир сеизмички коефицијент радних услова
При израчунавању носивости нерешених основа које доживљавају сеизмичке вибрације, ординати максималног тлака притиска на ивицама дна подрума су одређени формулом:
где су коефицијенти облика; фактори носивости у зависности од израчунате вредности угла унутрашњег трења; и, сходно томе, израчунате вредности специфичне тежине тла изнад и испод подножја подрума (узимајући у обзир ефекат тежине подземних вода); дубина темеља; коефицијент је једнак 0,1; 0.2; 0,4 са сеизмичком градилишта од 7,8 и 9 поена, респективно.
Ексцентричности израчунатог оптерећења и дијаграми максималног притиска одређени су формулама
где је вертикална компонента израчунатог оптерећења и тренутак сводила на подножје основе са специјалном комбинацијом оптерећења. У зависности од односа између вредности и вертикалне компоненте силе крајњег отпора основе претпоставља се:
где је величина подрума једина.
На сигурносним зидовима и подрумским зидовима одвојено узимају у обзир инерциони сеизмички притисак земљишта и притисак изазван промјеном стресног стања медија током пролаза сеизмичких таласа у њој.
Активни и пасивни притисак тла на подупирачима, узимајући у обзир сеизмичке ефекте
где је коефицијент сеизмичности, узет једнак 0,025; 0.05; 0,1, односно 7,8 и 9 поена; угао унутрашњег трења земљишта приликом израчунавања стабилности; односно активни и пасивни притисак тла у статичном стању.
Додатни хоризонтални нормални и тангенцијални напони који се јављају у земљи током пролаза сеизмичких таласа
где је специфична тежина земљишта; брзина ширења подужних и попречних сеизмичких таласа у тлу, одређена експериментално; претежни период сеизмичких вибрација (обично узети).
Сеизмички оптерећења примењују на држач као инертни
где се тежина структурног елемента односи на тачку; коефицијент узимајући у обзир дозвољену штету зградама и структурама; коефицијент узимајући у обзир конструктивна рјешења зграда и структура; - коефицијент душења; коефицијент у зависности од израчунате сеизмичности; коефицијент који одговара и-том тону природних осцилација објекта или структуре; коефицијент у зависности од облика деформације структуре током сопствених осцилација у и-том тону и на растојању терета до ивице основе.
9.2.3. Дизајн карактеристике темеља.
Како би се избјегла повреда природне фреквенције вибрација хомогених структура, основе одвојене структуре или одјела зграде положене су на исту дубину.
Да би се избегло стварање кретања дуж ивице основа, хидроизолација зидова се изводи из слоја цементног малтера. Употреба битуменске хидроизолације није дозвољена.
Препоручљиво је поставити стубове фасадних зграда на чврсте темељне плоче, основе за укрштање или повезати темељ и грчеве с талима са уметцима који спречавају покретање основа релативно један на други.
У подлогама за префабриковане траке под зидовима, дуж њихове ивице, они постављају ојачани појас који ради у напетости.
У шиповима, доњи крајеви шипова леже на густом тлу. Непрекидна грла се постављају на исту дубину у сваком појединачном одјељку. Задржавајући зидови се не препоручују за одличну висину.
Неповољна земља базе: пијесци су слободни, засићени водом, слаба силикатна глина у тлу и флуидно-пластичном стању.
Основе за динамична оптерећења
Изградња фонда је процес који захтева разматрање различитих оптерећења. Један од најважнијих момената је отпорност на динамичке оптерећења која настају током рада механичке опреме. Разлози који изазивају динамичке оптерећења укључују:
- функционисање машина са неуједначеним покретним деловима;
- саобраћај и на површини земље и под земљом;
- тлачење тла током изградње јастука темељног објекта;
- одмори;
- рад пилне опреме или компресора и ваљаонице.
Карактеристике и класификација темеља за динамичка оптерећења
Изградња темељне конструкције, осмишљена да обезбеди отпорност на динамична оптерећења, неопходна је за изградњу индустријских објеката у којима су уграђени носачи и, сходно томе, основе за алатне машине. Такви темељи имају низ карактеристика које се морају узети у обзир током изградње. Пре свега, то се односи на вибрације које основа мора издржати за машине и машине.
Дизајн основе за динамичко оптерећење
Искључене флуктуације могу бити статичне и динамичне. Појава динамичког оптерећења повезана је са флуктуацијама током рада индустријске опреме и грађевинске опреме, операција експлозије или снажних ветрова. Дизајн базе се врши у складу са СНиП 2.02.05-87.
Главни циљ је да обезбеди безбедан рад машина, без повреде зграјене зграде. Основе машина са дизајном динамичног оптерећења:
- Монолитна, где је присуство јама, бунара или рупа, који су део опреме.
- Зид. Имају базу у облику роштиља, зидова и горње плоче подупиране колонама.
- Оквир, који представља дизајн са горње плоче и греде који се нагну на доњу плочу базе кроз низ регала.
- Осветлили где стубови стварају подршку.
Како би успјешно издржали прилично високе динамичке оптерећења, подигнута база мора:
- Имајте велику масу, пружајући отпор постојећим и предстојећим оптерећењима. Ниво базне отпорности на вибрације директно зависи од његове масе.
- Будите изванредни за њихову трајност, обезбеђујући дуготрајно функционисање саме опреме и зграде у којој је инсталиран.
- Имате прилично високу инерцију. Темељ, подигнут под опремом, да издржи ефекте корозивних средина. То укључује маст, моторна уља и друге флуиде који имају деструктивни ефекат на подлогу и саму тлу.
Приликом изградње такве основе потребно је пратити препоруке са тачношћу и поштовати све успостављене стандарде у погледу димензија и правила за изградњу основе и причвршћивање опреме на њему.
Важно је осигурати потпуно одсуство нагиба гриљице. Тиме се обезбеђује равномерна расподела оптерећења и тиме продужава радни век опреме и основе.
Главни захтев за темеље на којима је инсталиран удар или друга опрема јесте да се придржавају стандарда о заштити на раду и да обезбеде делотворну заштиту од штетних ефеката динамичког оптерећења на опреми која се инсталира како на бази, тако иу њеној непосредној близини.
Опрема темељ
Да би се усагласили са овим условима, неопходно је кад конструисање таквих основа строго поштује норме које је поставио СНиП:
Према упутству, основе машина подложних динамичким оптерећењима изграђују се у облику монолитне плоче. Могу бити монтажне и монтажне монолитне. Према постојећим захтевима и нормама, темељ за динамичко оптерећење се поставља са монолитним армираним бетоном. Класа бетонске масе која се користи за његову конструкцију је Б15. Разлика основе испод машине са динамичким оптерећењем од основа за стамбене зграде лежи у њиховом дизајну.
Пројектовање основа машина са динамичким оптерећењима
Већина динамичких оптерећења је шок. Ово може бити један импулс или различито вањско оптерећење. Ови феномени узрокују слободне или присилне осцилације.
Генератор турбина - опрема са динамичким оптерећењима
Поуздане основе опремају се за уградњу машина:
- ротирајуће једнако, укључујући електромоторе и генераторе турбина;
- ротирајући не само уједначено, већ и са транслационим и повратним кретањем, а то могу бити компресори или мотори са унутрашњим сагоревањем;
- узвраћајући истовремено са ударцима.
Машине и механизми могу имати утицај на темељ, чинећи узвраћање у комбинацији са неуједначеном ротацијом или преношењем насумичних оптерећења на базу. За прецизно дизајнирање основе за динамичко оптерећење потребно је професионално обрачунавање. Коефицијенти крутости за темеље на природној платформи одређени су формулама:
где је кз коефицијент крутости за вертикална транслацијска кретања основе;
И - подручје платформе;
Сз - крутост основе у примени прогресивног вертикалног кретања темеља.
Са хоризонталним покретима темеља:
Сви радови су неколико обавезних корака, током којих се израчунава амплитуда осцилације базе, која мора у потпуности бити у складу са утврђеним правилима. Постављање вредности притиска испод подлоге и израчунавање чврстоће свих елемената који чине темељ.
Приликом избора бренда бетона ради стварања армиранобетонске конструкције, потребно је узети у обзир присуство утицаја на темељ и динамичка оптерећења, статистичка оптерећења и високе температурне вредности процеса истовремено. Погледајте видео како одабрати прави бренд бетона.
Платформа на којој ће опрема бити инсталирана треба да обезбеди сигурност и ефикасност рада, а израчунавање материјала и параметара треба да гарантује дуг животни век. Основа за дизајнирање ђона, која има у већини случајева правоугаони облик, је тачно израчунавање. Прије свега, вреди напоменути да је висина основа машине минимална, па је уско повезана с величином монтажних вијака и дубином њиховог уграђивања.
У овој фази изабрана је конструкција граде бетона, која, у складу са СНиП-ом, мора бити најмање М150 или М200. Израчунавање основе врши се за уградњу и појединачног модела и неколико динамичких оптерећења. Извођење ових радова повезано је са одређивањем центра гравитације и узимајући у обзир таласе које се размножавају у земљи током рада ниских фреквенција или других машина.
Конструкција основе за динамична оптерећења
Неопходан услов за јачину конструкције је одвајање основа машине из база зграда специјално пројектованим шавовима. Приликом пројектовања основе машина са динамичким оптерећењем, обавезно је израчунати техничке карактеристике опреме, амплитуда осцилација машина и оближњих структура. Потребно је узети у обзир динамична оптерећења која дјелују на опреми и причврсних вијака.
Када инсталирате колоне, морате користити "наочаре"
Од посебног значаја су вредности ограничавајућих осцилација читаве основе и његових делова. Опрема која се инсталира на темељу која се гради захтијева додатне тачке подизања или бунара, које су такођер подложне одређеним оптерецењима и флуктуацијама. Када започиње изградњу основе машина са динамичким оптерећењем, потребно је узети у обзир присуство додатних причврсних вијака и других елемената са којима се опрема испоручује након испоруке.
Машине са динамичким оптерећењима су инсталиране што је више могуће од објеката који су преосетљиви на вибрације, укључујући и ступце за подршку. Уградња машина на отвореном простору захтијева доступност података о дубини замрзавања тла. У већини случајева, машине са динамичким оптерећењем се постављају на плитку основу. Ако се конструкција такве подлоге врши на сложеном земљишту, онда се користи структура шипа, колоне у којима се различите дубине продирања у земљиште.
Такве колоне обично се израђују у "стаклу", који је ојачан и напуњен бетоном. Ове армиране бетонске стубове постају поуздана подршка за будуће подлоге. Они поуздано ојачавају земљу. Стварање темеља за машине са динамичким оптерећењем захтијева фазно извођење радова, узимајући у обзир карактеристике које поседује опрема.
Бетонирање се врши у континуираном режиму. Ако је потребно, технологија извођења радова омогућава изградњу радних зглобова, чије локације су назначене на цртежима и уграђене у фази пројектовања.
Приликом избора места где ће опрема бити инсталирана, потребно је узети у обзир утврђену удаљеност од машине до тачке на којој се налазе пратеће колоне или друга опрема. Ово растојање не сме бити мање од једног метра од удубљених делова машине. Подлога на којој остали зидови стуба или стубова не могу бити повезани са базом, опремљени за машине са динамичким оптерећењем. Гледајте видео о томе како да инсталирате колоне подршке.
Након одређивања удаљености од сваке колоне за подршку, пређите на ознаку, у складу са којом припремите јамо. У отвореним радионицама дубина јаме одређује дубина замрзавања тла. Брушење се врши темељним влажењем и компактношћу.
Након постављања оплате и постављања арматурне мреже, неопходно је поставити шаблон на оплату. Користећи рупице припремљене у њему, причврстите темељне вијке помоћу навртки.
Оплата се прелива у слојеве. Кондензира сваки слој, дебљине од 15 цм, спајањем. После 28-30 дана изврши се испитивање чврстоће и тек после тога потпишу сертификат о прихватању.
Динамично оптерећење на темељима
Електричне машине, турбинска јединица
Јединствена ротација и повезани покрети
Машине са ручним механизмом
Неуједначена ротација или померање кретања
Вожња електромотора ваљаоница
Повратни покрет
Дизајн отпорност тла у дну основе, доживљавајући динамичка оптерећења, одређује се формулом:
где је Р израчуната отпора земљишта за темељ који не доживљава динамичко оптерећење (види Предавање 1); - фактор редукције узет у зависности од врсте динамичког утицаја:
Врста динамичног утицаја
Динамички график
Неуравнотежене центрифугалне силе инерције машина са равномерно ротирајућим ротором
Машине са ручним механизмом
Машине чији покретни делови праве неправилне ротације и преносе тренутке
Импулсне машине
Карактеристике крутости основе тла одређују коефицијенти еластичности, које је први представио Д. Барцан:
где су А и јаф - респективно, површина стопала и тренутак инерције површине подножја основе у односу на централну осу око које се врти; з - фактор облика основе основе; Еел, - модул еластичности и Поиссонов однос земљишта базе;
Цз, Ц, Цк - коефицијенти еластичности базе, респективно, под једнаком компресијом, неуједначеном компресијом и униформним смицањем (кН / м 3); Кз, К, Кк - смањени коефицијенти еластичности основе, респективно, са једнаком компресијом, неједнаком компресијом и униформном смицом.
Са темељима који нису уједначени у дубини, карактеристике деформације земљишта су Еел и су усредсређени на дубину стиснутих слојева.
Израчунавање основа за периодична динамичка оптерећења
акција. Схема дизајна фондације
То је апсолутно крут печат (слика 8.1) на еластичној подлози, чије су деформацијске карактеристике одређене еластичним коефицијентима према формули (8.1). Вертикално статично оптерећење К које се примењује у центру гравитације и једнако тежини возила, темељу и земљишту на својим надвишењима, делује на темељ. Када машина ради, темељи се
вертикално динамичко оптерећење Псин Δт, где је П амплитуда динамичког оптерећења (кН); т је време (е); = 2π / Т (рад / с) - кружна фреквенција; Т је период осцилације. Информације о параметрима динамичког оптерећења садржане су у техничком пасошу на машини. Од акције статичког оптерећења
се узнемири. Деловање динамичког оптерећења проузрокује поравнање основе з (т), која је функција времена. Вертикална оптерећења која делују на темељ темељита на равнини тла једнаку производу седимента темељних материја и коефицијента еластичности под једнаком компресијом Кз.
Равнотежна једначина пројекција на вертикалној оси свих сила,
дјелујући на фондацији у времену т, има облик:
где је м маса возила, темељ и прајмер његових превлака, сведени на тежину основе.
Претворимо једначину (8.2), претпостављајући да поједноставимо запис з (т) з:
где је фреквенција природних осцилација основе са машином и тлом на својим надвишењима (1 / с); је фреквенција присилних осцилација пријављена у темељ, када се машина ради (рад / с).
Посебно решење једначине (8.3) узима се у облику: з = З0синет. Амплитуда осцилацијеЗ0 одређена супституцијом у једначини (8.3) њеног конкретног решења:
Из добијеног рјешења произлази да у случају ⎝ дође до резонанца и динамично поравнање основе з тежи до бесконачности. У нормама за дизајнирање основа са динамичким оптерећењем, амплитуда осцилација основе је ограничена на 0,15-0,25 мм. Анализирати утицај пројектних параметара основе
динамичке карактеристике представљамо алтернативне изразе за амплитуду осцилација:
где је з0, ст - седиментна основа од статичког дејства динамичког оптерећења; је динамички коефицијент.
Потребно је напоменути да у формулама (8.4, 8.5), учесталост природних осцилација темеља има димензију 1 / с, а учесталост присилних осцилација рад / с. Стога, пасош интерно фреквенција динамичко оптерећење флуктуације ф, изражен у Хз, потребно је проузроковати угаоне фреквенције умножавање би 2. Студенти се подстичу да се провери валидност (8,3 - 8,5), упркос очигледним нетачних димензије својих конститутивних фреквенција природних и принудних вибрација, понављајући закључке ових формула за динамичко оптерећење Псин (2фт) и узимајући у завршним изразима 4 2 2 ⋅ ф 2 = 2.
Анализирајући формуле (8.5), можемо закључити следеће закључке. Динамички фактор зависи од односа фреквенција природних и присилних осцилација основе. Његова вриједност се узима у апсолутној вриједности и тежи јединству када се одмакне од резонанце у региону нискофреквентних осцилација. Када се одмакне од резонанце у региону високе фреквенције, овај коефицијент тежи на нулу. Амплитуда осцилација се смањује са повећањем ригидности основе и површине носача основе, као и са смањеном масом темељне конструкције. Темељи исте масе имају мању амплитуру осциловања ако су развијенија у плану (слика 8.2).
хоризонталне и угаоне осцилације подрума (два степена слободе).
Када се понаша на врху основе хоризонталног периодичног оптерећења Пксин Δт (слика 8.3) настају хоризонтална и угаона осцилација подрума, амплитуди које се утврђују формулама:
где је Х рам силе силе Пк у односу на основу основе; Јам - момент инерције масе целокупне инсталације у односу на осу која пролази кроз заједнички центар гравитације, окомито на равнину осцилације (кгм 2 или кНмс 2).
Основе за електричне машине и турбине јединица при брзини ротације н> 1000 рев / мин (ф = 16,67 Хз, = 105 рад / с) динамичком оптерећењу се не обрачунава, изузев почетном периоду оптерећења.
Израчунавање основа за динамичне ударне оптерећења. Динамичне ударне оптерећења настају током рада ударних чекића и ковања. Чекић се састоји (слика 8.4) кревета, покретног дела (чекића), радног стола, трака подслона, плоче подшилице и подлоге.
Маса темељ (т) и површина основе фундације одређују емпиријске формуле:
где м0 и м1 - респективно, маса чекића и маса кревета са радом (т); в је брзина чекића у тренутку пред ударцем (м / с); х - висина пада чекића; г - гравитационо убрзање; - фактор опоравка утицаја, у зависности од еластичности својства удара; Рд - процењени отпор земље; мф и А - респективно, маса основе са земљом на њеним надвишама и површином дна основе.
Коефицијент опоравка утицаја је узет: када се штити
производи од челика - 0,5; када печате
производи од обојених метала - 0; ат
3 ковања - 0,25. Брзина и тежина чекића
зависи од конструкције машине.
Постоје лаке, средње и тешке
чекићи. За лаке чекиће (тежина до
1 т) брзина у тренутку удара је 8 м / с. Маса средњих чекића варира
од 1 до 3 тоне, а брзина је 7 м / с. Тешки чекићи тежак више од 3 тоне имају брзину од 6,5 м / с. Након додељивања пројектних параметара основе са препорученим параметрима за
Формуле (8.7) одређују амплитуду вертикалних осцилација подрума:
где је м маса кревета, чекић, чвороба и основа са земљом на надворе;
Саз - коефицијент еластичности основе према формулама (8.1).
Добијена вредност амплитуде вертикалних осцилација подрума упоређена је са дозвољеном нормом. Ако границе амплитуде утврђене нормама вертикалних осцилација нису испуњене, структурни параметри фундације се редефинишу, на примјер, повећавају површину своје базе, повећавају чврстоћу базе итд.
Дистрибуција осцилација у масном тлу. Динамична оптерећења на темељима изазивају осцилације у околном масиву земљишта (Слика 8.5). Истовремено, постоје динамички утицаји на зграде и објекте који се налазе у непосредној близини. Процес ширења еластичних таласа у маси тла је пригушен и процењен је коефицијентом релативне дисипације.
Практично, флуктуације у маси тла могу утицати на грађевинске објекте који се налазе на удаљености од десет и стотина метара од извора осцилација, на примјер, из пруге. Атенуација амплитуде површинског таласа у низу може се процијенити према формули:
где је зр, З0 - амплитуда осцилација на растојању р и р0 од извора вибрација (центар основе); р0 - радијус извора осцилација (подрум); 0 - коефицијент апсорпције енергије таласа (м -1).
Величност коефицијента апсорпције енергије таласа зависи од врсте тла која чине масив и претпоставља се да је једнака: за слабу прашину
глине тла 0.03-0.04; за песке 0.04-0.06; за густе глине 0.06-0.1.
Вибрациони амортизери. Дизајниран за промену фреквентних карактеристика система "темељ - темељ - горња структура" како би се смањиле амплитуде присилних осцилација основе. Као што је већ речено, динамички коефицијент осцилаторног процеса се смањује с обзиром да се фреквенција природних осцилација структуралног система смањује од учесталости присилних осцилација (динамичког оптерећења). У пракси се то постиже употребом амортизера вибрација. Постоје два главна типа амортизера вибрација: амортизери вибрација са причвршћеним масама (слика 8.6 б); амортизери вибрација са опругама - амортизери (слика 8.6 а). Зглобне масе значајно повећавају површину подножја темељнице и мало повећавају његову масу. У складу са формулама (8.5), то доводи до смањења амплитуде осцилација основе. Карактеристике крутости опруга-амортизера одабране су тако да искључују феномен резонанце током рада динамичке машине.