Страница 2: ВСН 286-72. Указания по расчету железобетонных дымовых труб (46620)

                                                 (18)

При наличии в расчетном сечении трубы ослабления проемом (см. рис. 4) напряжения в трубе следует определять по графику рис. 12 приложения 4.

Рис. 4. Расчетная схема сечения ствола с проемом в сжатой зоне:

?? - половина угла проема в трубе; x - высота сжатой зоны

2.15. При совместном действии внешних нагрузок и температуры суммарное напряжение в бетоне с подветренной стороны сечения определяют по формуле:

б = бн + бt                                                                                                      (19)

где        бн - напряжение в бетоне от расчетных нагрузок;

         ??бt - напряжение в бетоне, вызванное воздействием температурного перепада, определяемое по формуле:

                                                   (20)

В формуле (20):

 - принимаются по температуре наиболее нагретой поверхности сечения по таблицам соответственно 3 и 5 главы СНиП II-В.7-67.

 - температурная кривизна, определяемая по формуле:

,                                                     (21)

где         ??бр и бр1- коэффициенты суммарной температурной деформации бетона, принимаемые по табл. 6 главы СНиП II-В.7-67 в зависимости от температуры соответственно наиболее и наименее нагретых граней сечения (tб и tб1,);

         nt - коэффициент перегрева, принимаемый при расчете на прочность равным 1,1.

Примечание. Перепады температуры в железобетонной стенке трубы определяются расчетами температурного режима ограждающих конструкций.

Суммарное напряжение в бетоне должно удовлетворять условию:

,                                                        (22)

В формуле (22):

 - определяют по табл. 3 главы СНиП II-В.7-67 или по опытным данным в зависимости от температуры наиболее нагретой поверхности сечения.

2.16. Ширину раскрытия горизонтальных трещин определяют в зависимости от изгибающего момента, вызванного комбинацией нагрузок и воздействий, отвечающих второй группе предельных состояний (см. п. 2.1). По величине суммарного изгибающего момента по формуле (9) определяют величину С0.

Если С0 оказывается менее rя/r, то горизонтальные трещины в трубе определяют только от температурного перепада в трубе.

Если С0 равно или более rя/r, то по найденному суммарному изгибающему моменту вычисляют  и находят значения коэффициента Р по формуле:

                                                         (23)

где

.                                                     (24)

В формуле (24):

??бр - коэффициент суммарной температурной деформации бетона, определяемый по табл. 6 главы СНиП II-В.7-67 в зависимости от температуры нагретой поверхности бетона;

                                               (25)

В формуле (25):

at - коэффициент температурного расширения арматуры, определяемый по табл. 8 главы СНиП II-В.7-67 в зависимости от температуры арматуры;

бр - определяют по температуре бетона на уровне арматуры;

k - коэффициент, зависящий от процента армирования сечения продольной арматурой, определяемый по табл. 9 главы СНиП II-В.7-67;

 - напряжение в арматуре от нормативных нагрузок, определяемое по формуле (15).

Значение коэффициента a в формуле (23) определяют по формуле:

                                             (26)

Значение ??бр находят по табл. 3 главы СНиП II-В.7-67 или по опытным данным в зависимости от температуры бетона на уровне арматуры.

Коэффициент ??а должен приниматься не более 1 и не менее значения, определяемого по формуле:

                                                (27)

где k и С вычисляют по формулам соответственно:

                                            (28)

                                             (29)

или определяются по графикам на рис. 5 и 6. Значение  определяется по формуле (31);

 - коэффициент, принимаемый при определении .

2.17. Если P  1, тогда напряжение в арматуре, принимаемое в дальнейшем для расчета раскрытия трещин, равно 1,5

Если Р < 1, напряжение в арматуре atc, принимаемое в дальнейшем расчете, определяется по формуле:

,                                         (30)

где    1/tc - определяется по формуле (24).

Относительную высоту сжатой зоны (c) определяют по формуле:

,                                           (31)

где     

Значение коэффициента б определяется в зависимости от температуры наиболее нагретой поверхности бетона.

Величина  должна удовлетворять условию ??a t aRa

где    Ra - принимается по табл. 5 приложения 1.

Рис. 5. Значения коэффициента С = (1- с)(1-0,5с) в зависимости от относительной высоты сжатой зоны с.

Рис. 6. Значения коэффициента k в зависимости от ?? для разных значений h/h0:

1 - 1,05; 2 - 1,10; 3 - 1,20; 4 - 1,30

Значение коэффициента a определяют по формуле:

                                          (32)

Предельные минимальные значения коэффициента a вычисляются по формуле (27).

2.18. Ширину раскрытия горизонтальных трещин определяют по формуле:

,                                                       (33)

где    ac - среднее напряжение в растянутой арматуре, принимаемое при расчете ширины раскрытия трещин большим из двух значений:

??ac = act                                                                                                  (34)

или

,                                                 (35)

где    а - определяется по формуле

,                                             (36)

где    бр - определяется по табл. 3 главы СНиП II-В.7-67 или по опытным данным в зависимости от температуры бетона на уровне арматуры.

Расстояние между трещинами lт подставляемое в формулу (33), определяют:

при ac принимаемому по формуле (35)

,                                                       (37)

при ac принимаемому по формуле (34)

,                                                     (38)

где

;                                          (39)

,                                                      (40)

В формуле (40): б- определяют по температуре бетона на уровне арматуры;

,                                                          (41)

где    S - периметр сечения арматуры по номинальному диаметру без учета выступов ребер;

для арматуры одного диаметра:

                                                             (42)

 - коэффициент, зависящий от вида растянутой арматуры, принимаемый согласно главы СНиП II-В.1-62*.

2.19. В формулах (26, 32, 36, 37 и 39) значение  определяется в зависимости от количества лишь той арматуры, которая устанавливается у наружной поверхности трубы, т.е.

,                                                      (43)

В формуле (43):

Fab - площадь арматуры, устанавливаемой у внутренней поверхности трубы.

2.20. При расчете трубы ее гибкость рекомендуется предварительно принимать с отношением  с последующей проверкой устойчивости трубы согласно приложению 3, где Н - полная высота ствола трубы (или отдельных его участков).

Дн - наружный диаметр основания ствола (или его отдельных участков).

2.21. В многоствольных трубах (см. рис. 2) стальные стволы и металлоконструкции, расположенные внутри ж.б. ствола, учитываются только при определении масс отдельных их участков. Устойчивость самих стальных стволов проверяется по главе СНиП II-В.3-62 «Стальные конструкции. Нормы проектирования».

При прогибах трубы от горизонтальных воздействий необходимо определить в стальных стволах изгибающие моменты от заданных перемещений. По найденным моментам определяются продольные нормальные напряжения в сечениях стволов () и напряжения сжатия от веса стальных стволов и их футеровок. Согласно главе СНиП II-В.3-62 п.п. 6.17-6.20 суммарные сжимающие напряжения от продольных сил и моментов не должны превышать расчетных осевых напряжений ??01.

Расчет вертикальных сечений

2.22. Расчет вертикальных сечений производят по формуле:

                                                   (44)

где        Ra - принимается по табл. 5 приложения 1.

         act - определяется по формуле (30), в которой величина ??c определяется по формуле (31) при q = . Значение ??a вычисляется по формуле (32).

Ширина раскрытия вертикальных трещин определяется по формулам (33, 34 и 38).

2.23. Расчет внутренней кольцевой арматуры производится на перепад температуры не менее 25°, аналогично расчету наружной кольцевой арматуры.

Поверочный расчет на резонанс

2.24. Для дымовых труб со слабой коничностью (не более 1,2 %) кроме расчета на скоростной напор ветра с учетом его порывов необходим также поверочный расчет на резонанс.

Критическая скорость ветра, вызывающая резонансные колебания трубы в направлении, перпендикулярном ветровому потоку, определяется по формуле:

                                                       (45)

В формуле (45):

Т - период основного тона свободных колебаний трубы (сек);

dв - наружный диаметр верхнего сечения трубы (м).

Интенсивность аэродинамической силы F(x,t), действующей на трубу, определяется по формуле:

F(x,t) = F(x)sin ??t                                              (46)

где        F(x) = F0(x) - амплитуда аэродинамической силы, действующей на уровне с абсциссой «x»;

             ??(x) - относительная ордината первой формы свободных колебаний;

             F0 = 0,02v2dв - амплитуда аэродинамической силы, соответствующая свободному концу сооружения (кг/м);

              - круговая частота.

2.25. Резонансная амплитуда колебаний (yр(x) и изгибающий момент  в сечении трубы с абсциссой «x» определяется по формулам:

                                             (47)

                                         (48)

где        - прогиб и изгибающий момент от статически приложенной нагрузки;

          = 0,3 - логарифмический декремент колебаний;

             0,8 - коэффициент, учитывающий малую вероятность возникновения плоскопараллельного потока по высоте трубы.

Расчетный изгибающий момент  в рассматриваемом сечении трубы определяется по формуле:

                                (49)

где        - определяется по пункту 2.7 настоящих "Указаний", при этом величины  и  определяются по формулам пункта 2.6 в зависимости от

.                                                       (50)

3. Расчет оснований под фундаменты труб

Определение нормативного давления на основание

3.1. Исходными данными для расчета оснований под фундаменты труб должны служить материалы инженерно-геологических изысканий.

В соответствии с требованиями главы СНиП II-Б.1-62* "Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования" расчет оснований, сложенных нескальными грунтами, производится по второй группе предельных состояний (по деформациям). В тех случаях, когда основание сложено скальными грунтами, расчет может быть произведен по первой группе предельных состояний (по несущей способности).

3.2. Нормативные давления на основания следует определять по формуле:

,                                            (51)

где        h - глубина заложения фундамента от планировочной отметки до подошвы фундамента (м); в случае кольцевого фундамента величина h принимается равной высоте подсыпки внутри стакана фундамента и должна быть не менее высоты кольцевой плиты;

             b - диаметр круглого фундамента или ширина кольца при кольцевом фундаменте (м);

             ??0 - средний объемный вес грунта (т/м3), залегающего в пределах глубины h и ниже - на одну четверть диаметра или ширины кольца фундамента h + 1/4b;

             Сн - нормативное удельное сцепление грунтов (т/м2), залегающих в пределах глубины h + 1/4b;

             m - коэффициент условия работы, обычно принимаемый равным единице, за исключением случаев заложения фундаментов в водонасыщенных грунтах типа мелкозернистых и пылеватых песков, для которых берется соответственно m = 0,8 и m = 0,6;

             А, В, Д - коэффициенты, зависящие от среднего значения нормативного угла внутреннего трения (н в градусах) грунтов, залегающих в пределах h + 1/4b, принимаемые по табл. 1.

В случае применения железобетонной плиты в виде кольца с соотношением радиусов r1/r2  0,5 (внутреннего к внешнему) давления на грунт определяются с коэффициентами А, В, Д, вычисленными для ленточных фундаментов при ширине кольца b = r2 - r1; при r1/r2 < 0,5 давления на основании определяются как для круглого фундамента, считая условно b = 2r2.

Расчетные характеристики сжимаемого основания

3.3. Основными расчетными характеристиками сжимаемого основания конечной толщины является величина сжимаемой толщи Н и модуль деформации "Е".

3.4. Толщину сжимаемого слоя основания круглого фундамента допускается принимать равной половине диаметра (H = b/2) для глинистых грунтов и одной трети диаметра (Н = b/3) для песчаных грунтов. В случаях, когда ниже сжимаемого слоя имеются прослойки слабых грунтов, величину сжимаемой толщи основания следует определять в соответствии с главой СНиП II-Б.1-62.

Таблица 1