Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 [ 126 ] 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

Отметим, что первый член в формуле (Х.18) соответствует случаю действия сплошной равномерно распределенной нагрузки.

В случае действия местной нагрузки (от фундаментов сооружения с определенной площадью подошвы) первый член выражения (Х.18) принимает иной вид, так как расчет величины и затухания осадок Szt во времени должен производиться от действия местной нагрузки по методу эквивалентного слоя грунта или по способу элементарного суммирования с вычислением сжимающих напряжений в различных точках сжатой зоны под фундаментом.

Следуя методу эквивалентного слоя Н. А. Цытовича и принимая треугольное по глубине очертание эквивалентной эпюры уплотняющих давлений с основанием, равным внешней нагрузке р, и высотой, равной удвоенному эквивалентному слою грунта /ia = = 2/io, будем иметь

[(•-т)-+т(+1)-»--

(Х.19)

где N=t\ причем t = t--t,, и с=-

4а "адв

Приведенными формулами следует пользоваться как для прогноза полной стабилизированной осадки фундаментов на оттаивающих грунтах, так и протекания осадок во времени.

В результате получаем величину расчетной осадки расч 5 фундаментов, которая должна быть менее предельной по СНиПу, т. е.

расч 5 < пред S. (Х.20)

Пример расчета глубины оттаивания грунтов под сооружением (возводимым на вечномерзлых грунтах с учетом их оттаивания) и определения осадок фундаментов на оттаивающих грунтах. Следует прежде всего отметить, что поставленная задача является весьма сложной, и решать ее будем, главным образом, с помощью приведенных ранее табулированных значений функций влияния и их номограмм, что, конечно, дает не точные, а приближенные расчетные величины, не вносящие, однако, существенных погрешностей в практику проектирования, но тем не менее это положение необходимо иметь в виду при использовании результатов расчетов.

Задано: размеры площади пола отапливаемого помещения - ширина В = \0 м и длина L = 20 м, температура внутри помещения 0п= -М5° С; термическое сопротивление пола (изоляция) i?o=l,0 м-ч-град/ккал] грунт ниже подошвы фундаментов--супесь с объемным весом y=1,8 т/м, влажностью 1с = 20%=0,20 и количеством незамерзшей воды (при температуре мерзлого грунта) Wa=b% = = 0,05; температура вечномерзлых грунтов на глубине 10 м 6о=-4° С; глубина сезонного оттаивания Я=1,5 м.

Необходимо определить глубину оттаивания грунтов под сооружением через 1 год, 5 лет и 50 лет от начала его эксплуатации и осадки фундаментов при площади их подошвы 1,2X20 л«, действующем давлении Рд=1,0 kFjcm и характеристиках деформируемости грунтов при оттаивании Л = 0,02 и а=0,01 см/кГ.

Определим глубину оттаивания грунтов под подошвой фундаментов в заданные промежутки времени.

прежде всего найдем теплоту таяния мерзлой супеси по формуле

? = с (Ге - Г„) If,, = С (Ге - W„) =

= 80 ООО (0,20 - 0,05)--= 20 ООО ккал\м.

1 --* и, 2\j

По табл. 10 СНиП П-Б.б-66 находим для супеси при у=18 Г/з и 1с = 0,20 коэффициенты теплопроводности Хт = 1,34 и Ям = 1,52 ккал/м-ч-град.

Определим функции влияния (параметры), необходимые для расчета глубины протаивания грунтов под сооружением:

l,R, 1,34.1,0

Ai!o,>52(-4,0)3. ХА 1,34-15

Хт6„ 1,34-15

= = ол1 1 о О,ОО00И;

дВ 20 000-102

при =1 год=8760 ч /1 = 0,00001-8760=0,09;

при t = S лет = 43 800 ч /5 = 0,00001-43 8000,44;

и при / = 50 лет = 438 ООО ч ho = 0,00001 • 438 ООО « 4,4.

Имея величины параметров а, р, /, определим глубину оттаивания грунтов через 1 год от начала эксплуатации здания: при /i = 0,09;-р = 0,30 по табл. 45 находим 1 = 0,98; глубину оттаивания определим по формуле (Х.9)

h,x = kj(,-k,)B.

При /i = 0,09; р = 0,30; а = 0,13 по номограммам рис. 160 находим gc и и сверяем их по табл. 46 и 47: gc = 0,38 и ==0,19. Тогда

Лт1 = 0,98(0.38 -0,19) 10=: 1,86 м.

Точно так же будем иметь:

для / = 5 лет /5 = 0,44; р=0,30; а = 0,13 и L/B = 2 по таблицам и номограммам находим У1 = 0,96; gc = 0,06; Ус = 0,27. Тогда

= 0,96 (0,66 - 0,27) -10 = 3,74 м;

для / = 50 лет /50 = 4,4; Р = 0,30; LIB = 2 по таблицам и номограммам находим /fei=0,94; gc = l; с = 0,31. Тогда

h-Q = 0,94 (1,0 - 0,31)-10 6,49 ж.

Определим максимальную установившуюся глубину чаши протаивания [по формуле (Х.12)]:

max Лт.с = Vc.ii-

При а = 0,13; р ==0,30 по ноуогргмме pre. 162 ес.ь.Ю; при LIB = 2 Р = 0,3 находим (по табл. 50)

0,62 + 0,74 kjj=---=0,68.

Тогда

max hr,c = hco>-yAO = 7,4:8 м.

Определим теперь осадку для фундамента заданных размеров - 1,2x20 м При действующем давлении на грунт Pq== \ кГ/см\

При расчете осадок удобнее все размеры выражать в см, а давление в кГ/см, Прежде всего находим для фундамента мощность эквивалентного слоя грунта: при 6=20/1,210 и Ло = 0,3 (для супеси) по табл. 37 Лсо=2,77. Тогда мощность эквивалентного слоя грунта /гэ, осадка которого в точности равновелика осадке фундамента заданных размеров по формуле (V.23)

Лэ = Лсо = 2,77-1,2 = 3,32 ж =-332 см.

Имея характеристики деформируемости оттаивающей супеси {Л, а) и глубину оттаивания грунтов ht, осадку фундамента определяем по формуле (VI. 14):

s, Aht + ~ (hi + 2Hht) + ah,p ji-y

Принимая BO внимание, что согласно заданию Л = 0,02; а=0,01 см/кГ; Y=l,8 Г/сл«з=:0,0018 кГ/см при /it«i = l,86 л«=:186 см

0,01-0,0018

51 = 0,02-186 + --(1862 + 2-150.186) +

+ 0,01-186-lfl - --) = 3,72 + 0,41 + 1,60 = 5,73 см.

4-332 ;

Осадка через 5 лет при /i«=3,74 ж=374 см

0,01-0,0018

55 = 0,02 - 374 + --J-(3742 + 2 -150 - 374) -f

+ 0,01-374-1(1 - --) = 7,48 +2,27 + 3,74- см,

\ 4•332 /

Осадка, соответствующая времени f=50 лет,

0,01-0,0018 0,02 - 649 + ~--(6492 + 2.150 - 649) +

/ 649 \

+ 0,01-649.1 1 - -- = 12,98 + 5,54+ 3,30 я::; 21,8 см. \ 4•о32 /

Отметим, что если глубина оттаивания ht2hQ, то последнее слагаемое формулы осадок принимает постоянное значение, равное акэРд, чему в данном случае будет соответствовать осадка фундамента, равная 0,01-332-1=3,32 см.

Определим величину осадки при максимальном развитии чаши протаивания, т. е. при fv>=7,48 ж=748 см\

S = Ah, + (/г? + 2HhJ + ah,p = 0,02-748 +

+ 0,000009(7482 + 2-150-748) + 3,32= 16,0 + 7,1 +3,3 = 26,4 см.

Произведенный расчет показывает, что в данных условиях осадка фундаментов при оттаивании вечномерзлых грунтов нод ними