Меню

Принцип построения эпюр давлений

Построение эпюры природного давления

Вертикальное нормальное напряжение от собственного веса грунта будем определять по формуле:

где γi – удельный слой грунта i-го слоя (кН/м 3 ), hi — толщина i-го слоя грунта (м).

Для песчаных и супесчаных грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, будем учитывать взвешивающее действие воды:

Удельный вес грунта слоя 2 с учётом взвешивающего действия воды будет равен:

γsb2 = (26,8-10)/(1+0.69) = 9.94 (кН/м3), следовательно на глубине 6.1 м, т.е. в

Удельный вес грунта слоя 3 с учётом взвешивающего действия воды будет равен:

γsb3 = (27.0-10)/(1+0.4) = 12.2 (кН/м 3 ), следовательно на глубине 7.6 м, т.е. в

Таким же образом находим:

По сле этого строим эпюру природного давления грунта (рис. 1.1)

Оценка расчётного сопротивления песка мелкого

Расчётное сопротивление грунта будем определять по формуле [1] :

Для определения расчётного сопротивления грунта выпишем следующие данные:

где gс1 и gс2 — коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 5.4;

k — коэффициент, принимаемый равным: k1=1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k1=1,1, если они приняты по табл. приложения Б СП;

Мg , Мq , Mc — коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5;

kz — коэффициент, принимаемый равным:

d1 — глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

где hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf — толщина конструкции пола подвала, м;

gcf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3 (тс/м 3 );

db — глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м).

γII, γ’II — осреднённые значения удельного веса грунтов с учётом взвешивающего действия воды, залегающих ниже и выше подошвы фундамента на глубину, равную половине ширины фундамента 0,5b, определяемое по формуле:

Таким образом, имеем:

γс1 = 1,3; Принимаем по таблице 5.4, СП 22.13330.2011

R=1,3*1/1 * (1.15*1*1*16.6 + 5.59*0.57*16.6 +(5.59-1)*1.1*16.6+ 7.95*3)= =275.5 (кПа).

Оценка расчётного сопротивления супеси твердой

γ’ΙΙ = (18.0*0.5+16.6*2.1) /2.6 = 16.86 (кН/м 3 )

R=1,25*1/1*(0.43*1*1*18.0+2.73*0.77*16.86+(2.73-1)*1.9*16.86+ 5.31*10) =220.87 (кПа)

Читайте также:  Значение давления 130 на 90

Оценка расчётного сопротивления суглинка полутвердого

γ’ΙΙ = (12.2*0.5+9.94*2.1+18.0*1.9+16.6*2.1) /6.6 = 14.55 (кН/м 3 )

R=1,25*1/1*(0.43*1*1*12.2+2.73*4.81*14.55+(2.73-1)*1.9*14.55+5.31*26)= =496.84 (кПа)

Оценка расчётного песка мелкого

γ’ΙΙ = (9.07*0.5+12.2*1.5+9.94*2.1+18.0*1.9+16.6*2.1) /8.1= 13.92 (кН/м 3 )

R=1,3*1/1*(1.34*1*1*9.07+6.34*6.33*13.92+(6.34-1)*1.9*13.92+ 8.55*4)= =1171.87 (кПа

Все полученные значения сведём в таблицу:

Таблица 2.1. Прочностные и деформационные характеристики грунтов. Оценка несущей способности грунтов

№ пп Наименование грунта Расчётное сопротивление грунта R, кПа Модуль деформации E, кПа Заключение о несущей способности грунта
Песок мелкий 275.5 Грунт несущий
Супесь твердая 220.87 Грунт несущий
Суглинок полутвердый 496.84 Грунт несущий
Песок мелкий 1171.87 Грунт несущий

Определение нагрузок на фундамент

№ п/п Нагрузки Нормативная нагрузка Коэффициент надежности но нагрузке Расчетная нагрузка
На единицу площади, кН/м 2 От грузовой площади, кН На еденицу площади, кН/м 2 От грузовой площади, кН
Под несущую стену
Постоянные
1.1 От плит межэтажных перекрытий (6.3/2)*1п.м.*3,5*4 44.1 1,1 15.4 48.51
1.2 От плит покрытия (6.3/2)*1п.м.*2,5 2.5 7.875 1,1 2.75 8.66
1.3 От веса стен 1п.м.*3.0*18*0,51*4*0,75 * 82.62 1,1 90.88
Временные
2.1 На межэтажные перекрытия (6.3/2)*1п.м.*2.6*4*0,9) ** 9.36 29.48 1,2 11.23 35.37
2.2 Снеговая (6.3/2)*1п.м.*2.4*0,7 1,68 5.3 1.4 2.35 7.42
Итого 27.54 169.37 31.73 190.84
Под колонну
Постоянные
1.1 От плит межэтажных перекрытий 6.3*6*3,5*4 529.2 1,1 15.4 582.12
1.2 От плит покрытия 6.3*6*2,5 2,5 94.5 1,1 2.75 103.95
1.3 От веса колонн 0,4*0,4*3.0*25*4 1,1 52.8
Временные
2.1 На межэтажные перекрытия 6.3*6*2.6*4*0,54 ** 5.61 212.28 1,2 6.73 254.73
2.2 Снеговая 6.3*6*2.4*0,7 1.68 63.5 1.4 2.35 88.9
Итого 23.8 947.48 27.23 1082.5

Постоянные: q1=2.5 кН Временные: q1=2.4 кН

l1=6.3 м, l2=3 м, l3=6 м, h1=3.0 м, n=4 * — проемность 25% A1=9 м 2 A – грузовая площадь;

Нормативное значение снеговой нагрузки определим: So = 0,7·cl·ct·μ·Sg =0,7·1·1·1· 2,4=1,68

где cl=1 – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытия под действием ветра или иных факторов; ct=1 – термический коэффициент; μ=1 – коэффициент перехода снега с покрытия на землю; Sg – вес снегового покрова на 1м 2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый по СП 20.13330.2011 в зависимости от снегового района Sg=2,4

Читайте также:  Высокое давление немеют пальцы ног

Проэктирование и расчет фундамента мелкого заложения.

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-16; Нарушение авторского права страницы

Источник

Эпюры гидростатического давления

Задача 2

Задача 1

Примеры решения задач

На какую высоту над уровнем жидкости в сосуде поднимется жидкость в трубке пьезометра (рис. 2.3), если на поверхности жидкости гидростатическое давление ро = 1,7 ат, плотность жидкости =1000.

В системе СИ ро = 1,7 ат = Па.

Жидкость в трубке пьезометра поднимается под действием избыточного давления ризб = ро ратм = 172264 – 101332 = 70932 Па.

Высота подъема жидкости

7,23 м.

Для изоляции емкости, заполненной жидкостью с вредными газами, от атмосферного воздуха используют гидрозатворы. Гидрозатвор конструктивно представляет собой u – образную трубку – см. рис. 2.4. При технологическом выпуске части жидкости из емкости, в ней понизится давление, т.е. образуется вакуум рвак = 2000 Па. Какая минимальная высота колена гидрозатвора обеспечит его нормальное функционирование? Какое абсолютное давление на дно сосуда возникнет при этом, если уровень оставшейся в сосуде жидкости Н = 2 м, а плотность ?

При возникшем вакууме рвак = 2000 Па разность высот жидкости в коленах гидрозатвора составит Т.е. высота колена гидрозатвора должна быть не менее 0,2 м.

Давление на поверхности жидкости ро = ратрвак = 101332 – 2000 = 99332 Па.

Давление на дно рд = ро + Па.

Решение множества практических задач связано с построением эпюр давления. Эпюра давления – это график распределения давления по длине контура тела, погруженного в жидкость. Основное уравнение гидростатики (2.23) является уравнением прямой линии, где свободный член – это давление на поверхности жидкости — p, а угловой коэффициент – ρg. Изменение гидростатического давления по глубине, подчиняется линейному закону, поэтому для построения эпюры гидростатического давления действующего на плоскую фигуру необходимо найти только две точки, через которую проводится прямая линия.

Рассмотрим построение эпюры избыточного давления, которое оказывает поток жидкости глубиной Н на плоскую стенку, имеющую произвольный угол наклона (рис. 2.5а и 2.5б).

Если на поверхности жидкости действует атмосферное давление, то задача упрощается, и нас интересует только избыточное давление, создаваемое самой жидкостью. Для построения эпюр выбираем две точки: первую – на пересечении поверхности жидкости со стенкой и вторую точку конца стенки в месте пересечения стенки с дном. В верхней точке жидкость избыточного давления не создаёт, потому что высота жидкости над этой точкой равна нулю. В нижней точке жидкость создаёт максимальное давление pн=ρgH. Откладываем это значение на линии нормальной к стенке в любом выбранном нами масштабе. Вектор ρgH характеризует давление жидкости в точке О. Гидростатическое давление – величина векторная, т.к. кроме числового значения имеет направление действия. Направление давления всегда перпендикулярно поверхности, на которую оно действует. Эпюра имеет вид треугольника. Причём форма треугольника избыточного гидростатического давления зависит от величины плотности жидкости.

Читайте также:  Законное давление на работника

а) б)

Рис. 2.5. Схемы построения эпюр давления на произвольно наклонные прямые стенки

При наличии избыточного давления на поверхности жидкости (ратм) эпюра принимает вид трапеции.

При этом промежуточное значение вектора давления в произвольной точке i определяемое длиной отрезка, равного рi = p + ρ g hi , где hi – глубина погружения точки i в жидкость.

Рис.2.6. Схема построения эпюры давления на внутреннюю

Немного сложнее построение эпюры давления на криволинейную поверхность (рис.2.6). В связи с тем, что в каждой точке вектор гидростатического давления перпендикулярен поверхности, и величины векторов различны, эпюра приобретает сложную геометрическую криволинейную форму. Для построения такой эпюры двух точек совершенно недостаточно, и чем больше расчётных точек мы выберем на внутренней поверхности цистерны, тем точнее ломаная линия приблизится к плавной кривой.

Делим высоту уровня жидкости в цистерне на десять равных частей, и определим десять точек на внутренней поверхности цистерны, в которых мы будим откладывать рассчитанные значения векторов давления. Векторы давления в каждой расчётной точке направлены по нормали к поверхности, и следовательно, имеют радиальное направление, т.е. лежат на линиях, проходящих через центр. Величина каждого вектора находится как произведение: ρ g hi, где hi – высота столба жидкости над соответствующей расчётной точкой. В случае, если на поверхности жидкости давление ризб, вектор давления удлиняется на это значение.

Источник

Adblock
detector