Розрахунок і конструювання фундаменту під димову трубу

Фундаменти під димові труби мають круглу форму в плані, яка є для них найраціональнішою. В окремих випадках є доцільним влаштування кільцевого фундаменту.

Фундамент звичайно складається з плоскої круглої фундаментної плити і циліндричного стакана, на який спирається ствол труби (рис. 3.3.2.). При великому консольному вильоті плити (більше 4 – 5 м) товщина її виходить значною, і економічнішим є фундамент ребристої конструкції (рис. 3.3.10).

При влаштуванні надземного димаря стакан фундаменту засипається ґрунтом із трамбовуванням, і після засипки на рівні низу димаря влаштовують бетонну підлогу. При підземному димарі в стакані фундаменту влаштовують таке ж футерування і теплоізоляцію, як і в стволі труби. Глибина закладання фундаменту залежить від ґрунтових умов, а також від висоти труби.

Рис. 3.3.9. Круглий залізобетонний фундамент

під димову трубу з плоскою плитою:

1 – циліндричний стакан; 2 – кругла плита

Рис. 3.3.10. Круглий залізобетонний фундамент під димову

трубу з ребристою плитою:

1 – циліндричний стакан; 2 – кругла плита; 3 – ребра

Конструкція з’єднання фундаменту зі стволом труби повинна забезпечувати жорстке защемлення останнього у фундамент. У монолітних трубах це досягається випуском зі стакана фундаменту стержнів, розташування яких у плані відповідає розміщенню подовжньої арматури в нижній частині ствола. Стики стержнів виконують з напуском без зварювання. У збірних трубах з’єднання можна робити або за допомогою опорного стального стакана що прикріплюється до нижньої царги ствола, або шляхом випуску стержнів зі стакана фундаменту. Сталевий стакан з'єднують із фундаментом на анкерних болтах, що пропускають у отвори, залишені в горизонтальному листі сталевого стакана (див. рис. 3.3.5.).Випуски стержнів приварюють до закладних листів, встановлених у нішах нижньої царги.

Фундаменти під димові труби можна розглядати як абсолютно жорсткі і розраховувати їх без урахування пружних властивостей ґрунту, приймаючи епюру напруг у ґрунті прямолінійною). Діаметр фундаментної плити підбирають виходячи з таких умов:

; (3.3.1)

; (3.3.2)

, (3.3.3)

де – розрахункове експлуатаційне навантаження на фундамент від ваги труби, фундаменту і засипки ґрунтом по всій його площі; – розрахунковий експлуатаційний момент відносно центру ваги підошви фундаменту від вітрового навантаження з урахуванням додаткового моменту від ваги труби, викликаного згином ствола труби і креном фундаменту; і – відповідно площа і момент опору підошви; – нормативний опір ґрунту.

Діаметр підошви повинен бути перевірений за умовою, щоб крен фундаменту, який характеризується тангенсом кута його повороту, не перевищував 0,004.

Крен круглого фундаменту визначають за формулою

(3.3.4)

де і — відповідно коефіцієнт Пуассона і модуль деформації ґрунту.

Для розрахунку перерізів фундаментної плити потрібно знайти згинальні моменти в консольній частині по лінії примикання її до зовнішньої поверхні стакана в середній частині плити, а також значення поперечних сил по лініях примикання плити до стакана.

При рівномірно розподіленому тиску на ґрунт сума моментів уздовж кола радіусу (рис. 3.4.11) буде рівна:

(3.3.5)

Звідси отримуємо момент на одиницю довжини кола

(3.3.6)

де – розрахунковий граничний тиск на ґрунт з урахуванням коефіцієнтів безпеки за навантаженням без урахування ваги фундаменту і засипки; – зовнішній радіус стакана; – радіус фундаментної плити.

Рис. 3.3.11. Схема до розрахунку фундаменту димової труби

При визначенні моменту в консольній частині плити з підвітряного боку можна користуватися формулою (3.3.4), підставляючи в неї середнє значення тиску на ґрунт на відстані від центру плити.

Порівняння отриманих при цьому моментів з моментами, обчисленими при точному врахуванні нерівномірного тиску на ґрунт у межах консольної частини показує, що різниця в їх значеннях складає всього 2,5% при при

Окрім моменту з підвітряного боку, що викликає розтягування в нижніх волокнах консольної частини плити, потрібно визначити момент із навітряного боку, де при малому тиску на ґрунт навантаження від ваги плити і засипки може викликати момент зворотного знаку.

Момент у середній частині плити, жорстко заробленої у фундаментному стакані, на яку діють тиск ґрунту знизу і моменти від консольної частини, нерівномірно розподілені по периметру стакана, може бути знайдений за наближеною формулою:

, (3.3.7)

де - розрахунковий граничний тиск на ґрунт у центрі плити;

; - товщина стінки ствола.

Момент, отриманий за формулою (3.3.7), зі знаком “плюс” викликає розтягування верхніх волокон плити.

Розрахункова поперечна сила з боку консольної частини плити на одиницю довжини кола радіусу r₁ дорівнює:

, (3.3.8)

де – розрахунковий граничний тиск на ґрунт із підвітряного боку на відстані від центру плити.

Розрахункова поперечна сила з боку середньої частини плити на одиницю довжини кола радіусу може бути приблизно визначена за формулою

(3.3.9)

де – розрахунковий граничний тиск на ґрунт з підвітряного боку на відстані від центру плити

Товщина фундаментної плити повинна бути підібрана так, щоб головні розтягуючі напруження могли бути сприйняті бетоном. Призначення меншої товщини плити і установка необхідної в цьому випадку поперечної арматури у вигляді хомутів або відігнутих стержнів недоцільна, оскільки значно ускладнює роботи по армуванню плити.

При визначенні з боку консольної частини, що має змінну товщину, розрахункове граничне значення поперечної сили приймається рівним:

(3.3.10)

де - кут нахилу верхньої грані консольної частини плити до горизонту;

Товщину консольної частини на вільному кінці слід призначати не менше 0,25 товщини середньої частини плити і не менше 40 см.

Розрахунок армування плити доцільно проводити за методом граничної рівноваги.

Для армування плити застосовують зварні арматурні сітки, розміри і конфігурацію яких слід призначати залежно від умов виготовлення сіток і наявного зварювального устаткування. Робочу арматуру з метою зменшення ширини розкриття тріщин потрібно виготовляти із стержнів періодичного профілю класу А 400, а в деяких випадках класу А 400 С. Монтажну арматуру виготовляють з круглих гладких стержнів класу А 240. Стакан фундаменту армують зварними сітками, розташованими по його зовнішній грані. При влаштуванні надземного димаря вертикальна арматура цих сіток сприймає розтягуючі зусилля, що передаються на стакан від ствола труби.

Кільцеву арматуру ставлять конструктивно зі стержнів діаметром 12 мм з кроком 20 см. При влаштуванні підземного димаря вертикальну і кільцеву арматуру розраховують з урахуванням дії температурного перепаду.

Поиск по сайту: