Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Розрахунок водонапірних башт



Розрахунок водонапірних башт складається з розрахунку резервуара, розрахунку елементів шатра (для шатрових башт), розрахунку опори і фундамента.

Розрахунок і конструювання залізобетонних резервуарів водонапірних башт практично не відрізняється від розрахунку і конструювання наземних і підземних резервуарів.

При розрахунку резервуарів враховуються такі навантаження і впливи: постійні – вага елементів резервуара, вага утеплювача, вплив попереднього напруження; тимчасові тривалі: тиск рідини; короткочасні: снігове і вітрове навантаження (при відсутності шатра), а також у необхідних випадках сейсмічні впливи.

При розрахунку резервуарів водонапірних башт необхідно розглядати такі основні сполучення навантажень: перше – всі постійні, тиск рідини і снігове навантаження; друге – всі постійні і вітрове навантаження (випадок незаповненого резервуару).

При визначенні зусиль у елементах резервуару необхідно враховувати характер з’єднання його з конструкціями опори башти (рис. 3.1.22).

 

 

Рис. 3.1.22. До розрахунку резервуару водонапірної башти

а – розрахункова схема; б – основна система метода сил; в – основна система метода переміщень

 

 

Якщо стінки резервуару мають обрис гіперболічної поверхні обертання, то в розрахунковій схемі вони можуть бути замінені вписаними конічними оболонками, жорстко зв’язаними по лініях контактів (рис. 3.1.23). Статичний розрахунок оболонок обертання, замінених вписаними конічними оболонками, виконується відповідно до вказівок рекомендації.

 

 

Рис. 3.1.23. До розрахунку резервуару водонапірної башти з обрисом гіперболічної поверхні обертання

а – розрахункова схема; б – основна система метода сил; в – основна система метода переміщень

 

Опору і фундамент водонапірної башти розраховують на дію вертикальних навантажень від ваги частин споруди (з урахуванням утеплювача, драбин, майданчиків і ін.), ваги рідини, снігу і горизонтального вітрового навантаження. Визначаючи розрахункові значення від вітрового навантаження, необхідно враховувати динамічну дію пульсацій швидкісного натиску, викликаних поривами вітру. При цьому період власних коливань башти (Т) допускається визначати, розглядаючи рідину, що знаходиться в резервуарі, як тверде тіло. Період власних коливань водонапірної башти може бути підрахований за наближеною формулою (3. 1)

 

(3.1)

- вага резервуару разом з рідиною (або без неї); ..., - вага окремих ділянок опори башти (з урахуванням ваги драбин, майданчиків і інших конструктивних деталей, розташованих у межах даної ділянки опори); - відстані від верху фундаментної плити до точок прикладання відповідно вантажів ; - згинальна жорсткість горизонтального перерізу опори; - прискорення вільного падіння.

Суцільні опори в переважній більшості випадків можуть бути розраховані як позацентрово стиснуті вертикальні консольні стержні, закладені у фундаментах.

Моменти в нормальних перерізах консолі визначають з урахуванням деформації її вісі від дії горизонтального навантаження і крену фундаменту (рис. 3.1.24, б) за формулою (3.2).

(3.2)

де - момент від горизонтального навантаження; - додатковий момент від вертикальних навантажень внаслідок відхилення осі стержня від вертикалі.

Для перерізу віддаленого від відстані від верху фундаменту (рис. 3.1. , б):

(3.3)

де - всі вертикальні навантаження, розташовані вище даного перерізу.

і - повні відхилення осі опори від вертикалі відповідно на відстані і від верху фундаменту, обумовлені креном фундаменту ( і ) і дією горизонтального навантаження ( і );

; (3.4)

При розрахунку моментів приймають гранично допустиме значення крену фундаменту, чому відповідає .

За знайденими значеннями N і M виконують розрахунок позацентрово стиснутих горизонтальних перерізів опори, найбільш небезпечними з яких виявляються перерізи, розташовані на рівні верху фундаментів.

 

 

 

 

Рис. 3.1.24. До розрахунку водонапірної башти

а – розрахункова схема; б – деформації вісі башти від дії горизонтальних навантажень і крена фундаменту

 

В опорах – оболонках від дії горизонтальних навантажень, зокрема вітрових, у повздовжніх перерізах виникають згинаючі моменти, нормальні і поперечні зусилля. У опорах циліндричної форми вони можуть бути знайдені в першому наближенні з розрахунку пружних кілець заввишки 1м, вирізаних двома горизонтальними перерізами з опори, що знаходяться в рівновазі під дією зовнішнього горизонтального навантаження, що діє на башту на рівні розташування даного кільця і внутрішніх дотичних зусиль, прикладених у кільцевих перерізах. Розрахункову схему кільця показано на рис. 3.1.25, а, епюра моментів – на рис. 3.1.25, б.

 

 

Рис. 3.1.25. До розрахунку вертикальних перерізів циліндричної опори:

а – розрахункова схема кільця; б – епюра моментів; q – розрахункове вітрове навантаження на 1 м2 поверхня оболонки; DS – приріст дотичних зусиль у межах висоти кільця

 

Опори наскрізні зі стійок і горизонтальних елементів або тільки зі стійок розраховують як просторові рами. Приклад розрахунку водонапірної з опорою у вигляді просторової рами див. [3].

Статичні розрахунку просторових сітчастих опор зв’язані з великим об’ємом обчислень і тому вимагають застосування ЕОМ.

Існують і практичні прийоми розрахунку подібних конструкцій.

У одному з таких спрощених способів розрахунку наскрізна система замінюється оболонкою, в серединну поверхню якої вписані вузли початкової системи, а товщину оболонки призначають залежно від геометрії поперечних перерізів стержнів наскрізної конструкції.

Попередня перевірка поперечних перерізів елементів стержньової системи, що спочатку приймаються, може бути виконана за зусиллями, знайденими дуже наближеними способами. Для опори тільки з похилими або тільки з вертикальними стійками зусилля в них можна визначити за формулою

, (3.5)

де – вертикальне навантаження (вага елементів споруди, рідини, снігу) на рівні, де визначають ; - кількість стійок; - кут нахилу стійок до вертикалі; - згинальний момент (визначається із розрахунку опори як консолі) від горизонтальних навантажень на рівні, де визначається ; - відстань від осі перпендикулярній площині дії , яка проходить через центр ваги перерізу наскрізної опори (на рівні визначення ), до центру ваги перерізу кожної стійки; - відстань від осі перпендикулярній площині дії , яка проходить через центр ваги перерізу наскрізної опори (на рівні визначення ), до центру ваги перерізу стійки, яку розглядають.

За знайденими зі статичного розрахунку зусиллями проводиться підбір перерізу елементів наскрізних опор.

Розміри фундаменту башти в плані визначають, виходячи з розрахунку основи за деформаціями на сумісну дію нормальної сили і моменту з урахуванням вигину опори і крену фундаменту.

Отримані розміри підошви фундаменту повинні забезпечувати стійкість башти і крен фундаменту не більше допустимого .

Стійкість башти в цілому перевіряють розрахунком на перекидання відносно перпендикулярній площині дії перекидаючого і утримуючого моментів і проходить по краю підошви фундаменту. Стійкість буде забезпечена, якщо (див. рис. 3.1.24, б)

, (3.6)

де

; (3.7)

. (3.8)

При визначенні вага елементів башти (при пустому резервуарі) приймається з коефіцієнтом 0,9, не враховують вага ґрунту на уступах фундаменту, але враховують вигін опори . При визначені приймається розрахункове граничне значення вітрового навантаження.

Крен круглого в плані фундаменту водонапірної башти можна визначати за формулою (3.9) при , де - момент відносно підошви фундаменту від розрахункового експлуатаційного значення вітрового навантаження.

(3.9)

де і Е відповідно коефіцієнт Пуасона і модуль деформацій основи.

 

Баштові градирні




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.