Проект здания насосной станции II подъема. Обоснование объемно-планировочного решения. Конструкция монтажной площадки, страница 5

Проверка на всплытие предусматривает соблюдение следующего условия

k' × N << ∑F, где k' – коэффициент устойчивости; N – расчетная сила, поднимающая емкость и равная рА (р – гидростатическое давление подземной воды, кН, приходящееся на 1 м² днища, за вычетом веса 1 м² плиты днища q_дн; А – площадь днища, м²).

Гидростатическое давление равно весу столба воды высотой Н_в=2 м от низа днища до расчетного уровня подземных вод. Коэффициент устойчивости k' принят равным 1,1 при коэффициенте надежности 1,1.

N=Н_в·А=1728кН,

k' × N=1,1·1728=1908 кН.

		Рв
				LД

Сумма расчетных сил ∑F, удерживающих от всплытия сооружение в целом , складывается из сил F₁, F₂, F3, и F₄; где F₁ – суммарный вес всех конструкций подземной и надземной части, возведенных ко времени появления расчетного уровня подземных вод, с учетом понижающих коэффициентов надежности (временные нагрузки и вес оборудования в F₁ не включается); F₂ – вес грунта на консольных участках днища, выступающих за наружные грани стен на длину вылета L_Д, м; F₃ и F₄ – силы трения грунта о наружные поверхности стен; при учете веса грунта на консолях днища силы трения грунта о стены F₃ и F₄ не принимаются в расчет.

Для определения F₁ – суммарного веса всех конструкций подземной и надземной части, возведенных ко времени появления расчетного уровня подземных вод, удобно предварительно собрать нагрузки на поперечную раму машинного зала.

Постоянные нагрузки

·  вес покрытия

F_покр=0,5 g L  B+P_балки=0,5·3,945·12·6+953=1024 кН , где g – расчетная нагрузка на 1 м² покрытия, кН/м²; L – длина пролета машинного зала, м; В – шаг колонн машинного зала, м; Р_балки – вес стропильной балки, кН.

·  вес колонн

F_кол=Р_кол n_кол=80·2=160 кН, где Р _кол – масса одной колонны, кН; n_кол – количество колонн в поперечной раме.

·  вес стен и остекления

F_стен=(q_стΣh_ст+g_ост Σh_ост)В=(0,418·9,9+0,4*7,5)·6=42,8 кН, где g_ст – масса 1 м² стенового ограждения; g_ост=0,4 кН/м³ – объемный вес остекления; ∑h_ст – высота стены, м; ∑h_ост – суммарная высота остекления, м.

               Временные нагрузки (при расчете на всплытие не учитывается) - F_снег – снеговая нагрузка; q_w – ветровая нагрузка; F_кр – вес кранового оборудования с грузом; Р_нас – нагрузка от насосов и другого технологического оборудования.

          Таким образом, суммарный вес всех конструкций подземной и надземной части машинного зала, возведенных ко времени появления расчетного уровня подземных вод, будет равен

F₁=(F_покр+F_кол+F_стен)(n-1)+F_днища=(1024+160+42,8)(9-1)+8,375=9822 кН, где n – количество поперечных рам машинного зала; F_днища – вес плиты днища,

F_днища=g_дн·δ_дн·В·L_дн=8,375кН.

Сила F₂ на консольных участках днища состоит из веса воды и веса грунта

F₂=0,8 (g_в+g_г) U=0,8 (10+15,3)*90=1821 кН, где g_в и g_г – соответственно вес воды и вес сухого и обводненного грунта, приходящийся на 1 м длины консоли; U=30·2+15·2=90 м -  периметр стен; 0,8 – коэффициент условий работы.

          Вес воды

 g_в=γ₀(Н_в+δ_дн)L_ДН=10 (1,5+0,5) 0,5=10 кН/м, где γ₀ – удельный вес воды, равный 10 кН/м³; Н_в – уровень подземных вод от низа днища, м; δ_дн – толщина днища, м; L_Д – вынос консоли днища, м.

Вес грунта g_г учитывается в объеме, ограниченном плоскостями, проведенными под углом 0,6φ к вертикали. При этом в пределах обводнения принимается удельный вес грунта, взвешенного в воде, определяемый по формуле

γ_sb=(ρ+γ₀) / (1+е)=(15,5+10) / (1+0,5)=17 кН/м³, где ρ=15,5 кН/м³ – плотность грунта обратной засыпки в сухом состоянии; е=0,5 – коэффициент пористости грунта обратной засыпки,