Строиельная классификация нескальных грунтов

Грунтом принято называть горные породы, которые используются при возведении сооружений в качестве основания, среды инженерной деятельности. Составными компонентами грунтов являются твердые минеральные частицы или поры (пустоты).

Оценка основания осуществляется на основе физических, физико-химических и физико-механических свойств грунта. Эта оценка выполняется в соответствии со строительной классификацией грунтов.

 

Строительная классификация песчаных грунтов

 

Наименование песчаных грунтов устанавливается в зависимости от гранулометрического состава твердых минеральных частиц.

Плотность сложения песчаных грунтов устанавливается по коэффициенту пористости:

 

e = (1+Wo)–1

где γs- плотность твердых минеральных частиц, тс/

γs= 2,65...2,67 (принимается по табл. 7 справочного материала);

γо- плотность грунта тс/

Wo - влажность грунта, доли единицы

Степень водонасыщения песчаных грунтов устанавливается по степени влажности:

SB =

где - плотность воды (1 тс/ )

 

1) Рассчитаем коэффициенты пористости песчаных грунтов по формуле:

· для крупного песка:

e = (1+0,18)–1=0.5 д.ед - плотный

 

· для песка средней крупности:

e = (1+0.25)–1=0.75 д.ед - рыхлый

 

 

2) Определим водонасыщение песчаных грунтов по степени влажности

 

 

· для крупного песка:

= = 0.96 д.ед - песок насыщен водой

 

·

для песка средней крупности:

 

= = 1.9 д.ед - песок насыщен водой

 

 

3) Глинистый пласт:

Наименование глинистого грунта в соответствии со строительной классификацией:

Ip=WL–Wp

где WL - весовая влажность на границе текучести (предел текучести)

Wp - весовая влажность на границе пластичности (предел пластичности)

I =0,25–0,18=0,07 д.ед - супесь

I =0,34–0,26=0,08 д.ед - суглинок

 

Консистенция по показателю текучести:

I = = = -0,71 д.ед - твердая

I = = = 0,5 д.ед - тугопластичная

 

Нормативные и расчетные нагрузки

 

Нормативные нагрузки.

Нормативные нагрузки от внешнего воздействия определяются в зависимости от проектных размеров водонапорной башни. (расчетная схема №1)

2.1.1 Весовая масса ствола , резервуара , воды в резервуаре и прочих конструктивных элементов (крыша, утеплитель, оборудование) определяются объемом и плотностью материала.

 

Примечание.

1. При подсчете объема воды в резервуаре наполнение резервуара принять равным 90% от его емкости.

2. Весовая масса прочих элементов принимается равной 30-40% весовой массы ствола и резервуара.

Весовая нагрузка:

= V·γ

где V-объем материала

γ - плотность материала

V=A·hc = π·dcp·tc·hc

где dcp - средний диаметр ствола (резервуара)

tc - толщина стенок

hc - высота

А - площадь сечения

dcp = d–tс

где d - диаметр ствола (резервуара)

Плотность для глинистого кирпича принимаем в пределах 1,75...1,8, плотность железобетона 2,40...2,50, плотность воды равна 1 тс/

Принимаем γс =1,8 γр =2,40 тс/

 

1) Весовая масса ствола башни:

средний диаметр ствола dcp = d–tс

dcp =3-0,41= 2,59 м.

Ac = π·dcp·tc,

Ac = 3,14·2,59·0,41=3,33,

V=3,33·16=53.28

= Vc * γc

= 1,75·53,28= 93,24 тс

 

2) Весовая масса резервуара:

средний диаметр резервуара dcp = dр–tр

dcp = 5–0,2= 1 м.

средний диаметр днища dв = dр–2tр

dв = 5–2·0,2= 4,6м

Vр= π·dcp·tc·hр + · ·tp

Vp= 3,14·1·0,2·13+ 0.785· ·0,2=11,49

= Vp * γp

= 11,49*2,4= 27,58 тс

 

3) Весовая масса воды

VВ= * *(hp-tp)*0,9

VВ= 0,785* *(15-0,2)*0,9 = = 0,785*4,6*14,8*0,9 =48,1

= Vв·γв

=48,1 · 1= 48,1 тс.

 

 

4) Весовая масса прочих элементов

= (0,3...0,4)*()

=0,35*(93,24 +27,58) = 42,29тс

 

 

2.1.2 Ветровая нагрузка:

= *

- площадь вертикальной проекции ветровой зоны водонапорной башни.

- нормативный напор ветра

= *

 

- скоростной напор ветра по высотным зонам водонапорной башни в зависимости от климатического района строительства.

- коэффициент аэродинамичности ветровой зоны водонапорной башни

 

Коэффициент аэродинамичности для ствола резервуара водонапорной башни определяется в зависимости от числа Рейнольдса:

Re =

где V­­– среднегодовая скорость ветра (для Новосибирск V=2,3 м/c)

d– диаметр ствола (резервуара)

– кинематическая вязкость воздуха

=1,45*

Re = = = 15,52* – для резервуара

Re = = 9,31* – для ствола

 

По таблице 27 справочного материала коэффициент аэродинамичности в зависимости от числа Рейнольдса для ствола составляет 0,6 и для резервуара тоже 0,6.

α = tg =0.20

=0,14

 

Определяем нормативный напор ветра в зависимости от скоростного напора ветра. Для этого водонапорная башня разделяется на 4 зоны. Скоростной напор ветра определяется по таблице справочного материала в зависимости от климатического района. Для Кургана:

До 10 метров = 0,035 тс/

До 20 метров = 0,044 тс/

До 40 метров = 0,064 тс/

=0,035*0,6=0,021 тс/

=0,044*0,6=0,026 тс/

=0,044*0,6=0,026 тс/

=0,064*0,6=0,038 тс/

=0,064*0,14=0,009 тс/

 

Находим ветровую нагрузку

 

= *

= 10*7=30

= 3*6=18

= 5*4=20

= 5*9=45

= 6/2=3

 

=0,021*70= 1,47 тс/

=0,026*28= 0,73 тс/

=0,026*54=1,41 тс/

=0,038*81=3,08 тс/

=0,009*5=0.045 тс/

∑ = 6,74 тс/

 

Снеговая нагрузка

= * = *0,1 = 7,85 тс.

 

 

Расчетные нагрузки.

За расчётные нагрузки принимаются нормативные нагрузки, откорректированные коэффициентами перегрузки (коэффициентов надёжности по нагрузке)

 

Расчетные нагрузки определяются для выполнения расчетов на прочность и устойчивость путем корректировки нормативных нагрузок соответствующими коэффициентами перегрузки :

 

Наименование			тс
Весовая масса ствола башни	199,05	1,1	218,96
Весовая масса резервуара	111,41	1,1	122,55
Весовая масса воды	794,10	1,0	794,10
Снеговая нагрузка	7,85	1,4	10,99
Ветровая нагрузка	6,74	1,3	8,76
Весовая масса прочих элементов	108,66	1,1	119,53
	Σ=1227,81		Σ=1274,88