Расчет металлической опоры на прочность

Обновлено: 08.01.2025

При сооружении воздушных линий электропередачи применяются железобетонные, стальные (металлические) и деревянные опоры (последние в данном пособии не рассматриваются). По назначению опоры подразделяются на анкерные, угловые, концевые, промежуточные, а по числу цепей - на одноцепные и двухцепные.
Унификация и типизация опор способствуют повышению технического и экономического уровней линейного строительства [6, 7, 12].

Железобетонные опоры

Железобетонные опоры применяются как в сетях низкого напряжения, так и на высоковольтных линиях электропередачи [6, 7, 12].
К достоинствам железобетонных опор следует отнести:

простоту монтажа;
малый объем земляных работ при установке;
стоимость меньшую, чем у стальных опор;
невозможность расхищения деталей опор.

К числу недостатков относят:

большой вес стоек;
слабую устойчивость железобетона к повреждениям при транспортировке, погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работах;
невозможность подъема на опору без использования автовышки;
сложность транспортировки к месту установки из-за большой длины стоек;
невозможность заглубления опор ниже трех метров, что недостаточно для надежного закрепления опор в слабых и пучинистых грунтах.

При изготовлении железобетонных опор способами укладки, обеспечивающими необходимую плотность, являются вибрирование и центрифугирование.
Металлические траверсы железобетонных опор подвергаются горячей оцинковке, поэтому долгое время не требуют ухода в процессе эксплуатации. Крепление траверс к стволу опоры может быть выполнено с помощью болтов, пропущенных через специальные отверстия в стволе (рис. 2.44, а), или с помощью стальных хомутов, охватывающих ствол и имеющих цапфы для крепления на них концов поясов траверс (рис. 2.44 б).

Рис. 2.44. Крепление траверс с помощью: а - болтов; б - хомутов

Крепление гирлянд изоляторов к траверсам железобетонных опор выполняется с помощью стандартной линейной арматуры.
На воздушных линиях электропередачи напряжением 35 кВ применяются свободностоящие промежуточные опоры: одноцепные с вибрированной стойкой, предназначенные для подвески проводов марок до АС-95/16 включительно и двухцепные с центрифугированной стойкой (Приложение 2, рис. 2.1, а, б).
Анкерные опоры для одноцепных воздушных линий напряжением 35 кВ выполняются с центрифугированными стойками и оттяжками (Приложение 2, рис. 2.2), а для двухцепных линий того же класса напряжения в качестве анкерных используются опоры для линий 110 кВ.
Траверсы промежуточных и анкерных опор металлические, оцинкованные.
Промежуточные одноцепные и двухцепные опоры для линий напряжением 110 кВ выполняются одностоечными свободностоящими (Приложение 2, рис. 2.3, а, б).
На одноцепных опорах принято треугольное расположение проводов, на двухцепных - провода располагаются по вершинам шестиугольника - схема «бочка» (рис. 2.40).
Анкерные угловые опоры 110 кВ - одностоечные, с расщепленными оттяжками, обеспечивающими прочность и жесткость при действии не только изгибающих, но и крутящих моментов. Схема такой опоры приведена на рис. 2.4 (Приложение 2).
Одноцепные промежуточные опоры для линии электропередачи 220 кВ выполняются одностоечными с треугольным расположением проводов марки до АС-400/51 включительно. Двухцепные промежуточные опоры линий 220 кВ - портальные с горизонтальным расположением проводов, с металлическими траверсами на двух цилиндрических стойках (Приложение 2, рис. 2.5, а, б). Такая опора сложна в монтаже, поэтому более целесообразно в качестве двухцепной промежуточной опоры применять две спаренные одноцепные, установленные друг против друга с фиксирующей распоркой (Приложение 2, рис. 2.6).
Анкерные угловые опоры для линий 220 кВ на железобетонных промежуточных опорах выполняются стальными.
На воздушных линиях напряжением 330 - 500 кВ применяются портальные железобетонные промежуточные опоры на оттяжках и свободностоящие с двумя перекрестными ветровыми связями из круглой стали (Приложение 2, рис. 2.7, а, б).
Оттяжки опор выполняются двойными из стального спирального каната. Траверсы опор усилены системой тяг, которые уменьшают изгибающие моменты, действующие на них от вертикальных нагрузок.

Расчет балок из труб, круглого, квадратного, шестигранного и прямоугольного проката на изгиб и прогиб — калькулятор онлайн

Калькулятор предусматривает онлайн расчёт балок из некоторых видов проката на изгиб и прогиб для различных схем их крепления и нагрузки.

Онлайн калькулятор для расчета на изгиб/прогиб

Предварительные соображения

Калькулятор предусматривает расчёт балок из некоторых видов проката на изгиб и прогиб для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой («q» на схемах 3, 4, 5, 9, 15 и др.) или сосредоточенной («P» на схемах 1, 2, 6, 7, 8 и др.)

Крепление балок может быть: а)консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1, 2, 3 и другие); б)»заделка — заделка», когда оба конца балки жестко защемлены (заделаны), схемы 6, 7, 8, 9; в)»шарнир — шарнир» (схемы 12, 13, 14, 15 и другие), причём левый шарнир неподвижный а правый подвижный; г)»заделка — шарнир» (схемы 9, 10, 11 др.)

Жесткая заделка балки предотвращает поворот балки и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости. Подвижный шарнир допускает поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскостии и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложеной к балке нагрузкой зависит также от длины балки, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости («E»). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1)*10^5 MПа; легировнной (2.1-2.2)*10^5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1*10^5 MПа, что составляет 2142000кг.см2

Из размерных характеристик поперечного сечения балки для расчёта прогиба испльзуется момент инерции сечения («I»); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки балки относительно опор. Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных кострукциях и реламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 — 1/250 длины балки.

Предназначение калькулятора для определения изгиба

Для создания каркасов различных строений самое большое распространение получила древесина. Из нее, как из пластилина, можно сотворить конструкцию любой сложности. Однако далеко не последнее место занимает и такой конструкционный материал как различные металлические профили.

Их выгодно отличает такое свойство как пластичность, долговечность и прочность. Не последнее место среди таких материалов занимают профильные и круглые трубы. Попытайтесь представить себе навес для автомобиля из профильной трубы с покрытием из поликарбоната и такое же строение из уголка.

Похоже, двух мнений быть не может. А любая балка из трубы в конструкции должна быть просчитана. Это необходимо по двум причинам:

Получить объект с достаточным запасом прочности под воздействием собственного веса, а также ветровых и снеговых нагрузок.
Подобрать минимально допустимый для строения профиль с целью минимизировать расходы на материалы.

Для достижения этой цели необходимо воспользоваться нашим онлайн калькулятором и рассчитать балку из трубы на изгиб. Это в случае, если деталь закреплена с одной стороны (консольная). Если же закреплены оба конца, понадобится рассчитать трубу на прогиб.

При этом необходимо учитывать следующие обстоятельства:

Размеры и сечение: (профильная или круглая). Для профильной прямоугольной трубы расчет производится с учетом направления воздействия. При расчете балок из квадратной трубы этот фактор одинаков для любого направления воздействия.
Прочностные характеристики материала с учетом толщины стенок и марки материала. Это особенно актуально при использовании балок из круглой трубы, расчет которой в значительной степени зависит от указанных характеристик ввиду многообразия применяемых материалов.

Виды вероятных нагрузок

Как можно классифицировать нагрузки на балку из трубы? В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» моменты нагружения конструкции можно распределить по следующим признакам:

постоянные – давление и вес которых не изменяются с течением времени, это такие, как собственный вес конструкции;
временные длительные, учитывающие вес дополнительных конструкций сооружения, включая оборудование, мебель и прочее;
кратковременные поперечные, зависящие от внешних условий эксплуатации – нагрузки от ветра, снега или дождя, для определения которых производится собственный расчет, зависящий от района расположения объекта. Такие нагружения в экстремальных условиях создают условия, при которых возможен прогиб балки из трубы.
особые условия воздействия, к которым можно отнести воздействие от удара автомобиля во время парковки, в результате которого опора может прогибаться;
сейсмические – для местностей с определенной сейсмической активностью.

Прочностью перекрытия определяется уровень безопасности проживания на загородном участке или в деревенском доме.

Степень нагружения конструкций можно подбирать по таблицам, при этом учитываются:

величина момента инерции, обозначенная в стандартах;
длина пролета;
величина нагрузки;
модуль Юнга (справочные данные).

В таблицах приводятся готовые данные, рассчитанные по специальной формуле например для круглых, квадратных и прямоугольных профилей. Все прочностные расчеты несущих конструкций по определению сложны в исполнении и требуют специальной инженерной подготовки в области сопротивления материалов. Поэтому лучше воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Чтобы рассчитать нагрузки достаточно ввести исходные данные в таблицу и на выходе можно получить точный результат быстро и без особых затруднений.

Балочная ферма, подсчет которой произведен таким образом, будет надежной конструкцией на долгое время. При правильном расчете предельная жесткость перекрытия гарантирована.

Предлагаем произвести ориентировочный расчет балок на прогиб и изгиб из круглого, квадратного, шестигранного и прямоугольного проката калькулятором.

Перед произведением расчетов настоятельно рекомендуем ознакомиться с расположенной ниже инструкцией

Определение нагрузок действующих на опоры трубопроводов

Правильный выбор расчетных нагрузок имеет очень важное значение с точки зрения создания рациональных и экономичных опор под трубопроводы.
Ниже излагаются рекомендации по этому вопросу разработанные ВНИИСТ и Гипрогазтоппромом, учитывающие по возможности действительные условия совместной работы трубопроводов и их опор.

Вертикальные нагрузки

Вертикальные нагрузки на отдельную траверсу опоры определяются по следующим формулам:

Нагрузку от одного из паро- или газопроводов, подлежащего по техническим условиям гидравлическому испытанию, следует определять по формуле

где qводы — вес воды при гидравлическом испытании.

В проектных материалах необходимо оговорить, что одновременно может опрессовываться лишь один из паро- или газопроводов, проходящих через данную опору.

При этом следует рассмотреть все возможные невыгодные схемы загружения опоры. Так, например, пусть на двухъярусной опоре (рис. 110) расположено девять паро- и газопроводов, подлежащих гидравлическому испытанию. Требуется определить расчетные схемы загружения при расчете опоры на вертикальные нагрузки.

При расчете консолей АВ, CD, EF следует учитывать поочередное заполнение водой каждого из трубопроводов, расположенных на этих консолях; при расчете консоли GH водой заполняется трубопровод диаметром 200 мм, при расчете траверсы ВС и стоек ВМ и CN — трубопровод диаметром 500 мм, при расчете траверсы FG — трубопровод диаметром 300 мм.
Если в рабочих условиях трубопроводы не будут заполнены жидкостью, то при определении сил трения не следует включать в нагрузку вес воды при гидравлическом испытании.

Ветровые нагрузки

Нормативная ветровая нагрузка, передающаяся пучком горизонтально расположенных трубопроводов на траверсу опоры, определяется по формуле

Горизонтальные усилия, действующие вдоль трассы трубопроводов, проходящих через одиночно стоящие опоры

Одиночно стоящие опоры подразделяются на анкерные (мертвые) и промежуточные.

Анкерные опоры (рис. 111) делятся на разгруженные и неразгруженные (концевые), а промежуточные опоры (рис. 112) — на двухшарнирные гибкие и жесткие.

Двухшарнирные промежуточные опоры (рис. 112, а) имеют шарниры внизу опоры и допускают, таким образом, свободное перемещение трубопровода, расположенного на этой опоре и связанного с ней при помощи шарнира, на требуемую величину температурной деформации.
Гибкие промежуточные опоры (рис. 112, б) способны обеспечить перемещение своего верхнего конца на величину требуемой температурной деформации трубопровода, расположенного на опоре.
Жесткие промежуточные опоры (рис. 112, в) неспособны обеспечить перемещение своего верхнего конца на величину требуемой температурной деформации трубопровода, расположенного на данной опоре; в этом случае температурное удлинение трубопровода сопровождается его проскальзыванием по опоре.
Горизонтальные усилия, действующие на отдельно стоящие опоры, подразделяются на:
силы трения, возникающие между трубопроводом и соответствующим опорным устройством,
распоры компенсирующих устройств,
осевые усилия, появляющиеся вследствие давления на заглушку или закрытую задвижку трубопровода; эти усилия отсутствуют, если в качестве компенсирующих устройств используются гнутые (П-образные, лирообразные и т. п.) компенсаторы.
Распор П-образных компенсаторов находят по обычным правилам строительной механики путем расчета П-образной рамы, загруженной заданными горизонтальными перемещениями на концах стоек. Его можно определять также по графикам и таблицам (см. гл. третью).
Распор линзовых компенсаторов определяют по приведенным ранее формулам (см. гл. вторую).
Горизонтальные усилия вдоль трассы, действующие на верхний конец промежуточной опоры при прокладке одного трубопровода, определяют следующим путем:
а) для промежуточных двухшарнирных опор горизонтальное усилие вдоль трассы равно нулю;
б) для гибких промежуточных опор это усилие определяется как упругая реакция верхнего конца опоры, возникающая вследствие его горизонтального смещения на заданную величину, соответствующую температурной деформации трубопровода; таким образом, гибкая стойка рассчитывается как консольная балка, загруженная заданным смещением конца;
в) для жестких промежуточных опор со скользящими или катковыми опорными устройствами для определения горизонтального усилия вдоль трассы применяется формула

Для скользящих опорных устройств этот коэффициент принимается равным: при трении стали о сталь и стали о чугун — 0,3, при трении стали о бетон — 0,6.
Применяемые катковые устройства должны гарантировать отсутствие заклинивания катка в процессе эксплуатации. При этих устройствах

Расчетные горизонтальные усилия вдоль трассы, действующие на разгруженные анкерные опоры при прокладке одного трубопровода (рис. 113) определяются следующим путем:
а) при отсутствии в смежных пролетах задвижек (рис. 113, а и в) горизонтальное усилие находят как разность усилий, включающих распор компенсатора и силы трения, или упругие реакции па промежуточных опорах, действующих слева и справа от рассматриваемой анкерной опоры; при этом меньшее по величине усилие умножается на коэффициент, равный 0,8.

Таким образом, усилие, действующее на опору H, определяется по следующим формулам: при двухшарнирных промежуточных опорах

при гибких промежуточных опорах

при жестких промежуточных опорах

В этих формулах принято, что суммарное усилие слева больше, чем справа: под ∑R1 и ∑R2 подразумеваются суммы упругих реакций промежуточных гибких опор, расположенных слева и справа от опоры H;
б) если в одном из смежных пролетов имеется задвижка (рис. 113, б и г), для определения усилия на опору Н имеем:
при двухшарнирных опорах:

Усилие, определенное по формулам (4.33) — (4.41), должно быть принято не меньше горизонтального усилия, действующего на промежуточную опору.
При двухшарнирных и гибких промежуточных опорах одновременная прокладка нескольких трубопроводов допускается лишь при условии, что один из трубопроводов максимального диаметра, называемый «ведущим», шарнирно связан с траверсами промежуточных опор. В этом случае горизонтальное усилие, действующее на стойки промежуточных опор, определяется следующим путем:

а) при одноярусных двухшарнирных опорах (рис. 114, а) горизонтальное усилие вдоль трассы, действующее на стойки промежуточных опор, равняется нулю;
б) при одноярусных гибких опорах (рис. 114, б) их стойки рассчитываются как консольные балки, загруженные на конце горизонтальным смещением, равным величине температурного удлинения «ведущего» трубопровода; таким образом, искомое горизонтальное усилие определяется как упругая реакция стойки, возникающая вследствие смещения ее верхнего конца на заданную величину;
в) при двухъярусных двухшарнирных опорах (рис. 115, а) стойки рассчитываются на горизонтальные усилия, равные суммарной силе трения, возникающей на скользящих или Катковых опорных устройствах ведомых трубопроводов, расположенных на траверсе, не несущей «ведущий» трубопровод; определенное таким образом горизонтальное усилие прикладывается к верхним концам стоек опоры, причем последние считаются защемленными на уровне нижнего яруса опоры (рис. 115, б);
г) при двухъярусных гибких опорах (рис. 116) стойки рассчитываются как консольные балки, загруженные на конце смещением, равным величине температурного удлинения ведущего трубопровода.
Расчет траверс двухшарнирных и гибких опор производится в соответствии со следующими схемами загружения:

а) сечение траверсы, несущей ведущий трубопровод, в месте шарнирного соединения с ним принимается жестко защемленным; если по одну сторону от ведущего трубопровода через траверсу проходят дополнительно один-два трубопровода, то траверса рассчитывается на сосредоточенные усилия, приложенные в местах опирания дополнительных ведомых трубопроводов (рис. 117, б), которые определяются по формуле (4.31);
б) траверсы, не несущие ведущий трубопровод, рассчитываются как свободно опертые балки, загруженные силами трения от расположенных на них ведомых трубопроводов (рис. 117, в); если число ведомых трубопроводов не больше двух, силы трения прикладываются в местах опирания ведомых трубопроводов и определяются по формуле (4.31); если же число ведомых трубопроводов, расположенных по одну сторону от ведущего трубопровода или на траверсе, не несущей ведущий трубопровод, больше двух, то при определении усилий, действующих на стойки и траверсы опоры, следует руководствоваться указаниями, приводимыми ниже.

При одновременной прокладке нескольких трубопроводов на жестких промежуточных опорах горизонтальные усилия, действующие на стойки и траверсы опор, определяются для каждого из трубопроводов по формуле (4.31), а затем умножаются на «коэффициент одновременности», равный:
при прокладке двух трубопроводов — 1,0,
при прокладке трех трубопроводов — 0,67,
при прокладке четырех и более трубопроводов — 0,5.
Если при одновременной прокладке трех трубопроводов вертикальная нагрузка от одного из трубопроводов равна или превышает 0,67 суммарной вертикальной нагрузки, действующей на опору, то в расчет вводится лишь горизонтальное усилие, вызываемое указанным трубопроводом. То же принимается и при одновременной прокладке четырех и более трубопроводов, когда вертикальная нагрузка от одного из трубопроводов равна или превышает 0,50 суммарной вертикальной нагрузки, действующей на опору.
При прокладке двух и трех трубопроводов горизонтальные усилия, определенные в соответствии с предыдущим, принимаются как сосредоточенные в местах опирания трубопроводов; при прокладке четырех и более трубопроводов суммарную нагрузку можно принимать равномерно распределенной по траверсе.
Консоли траверс П-образной опоры и траверсы Т-образной опоры следует рассчитывать па сосредоточенные усилия, приложенные в местах опирания трубопроводов.
Стойку Т-образной опоры необходимо проверять па прочность дважды: при проектном расположении трубопроводов и при одностороннем расположении трубопроводов по одну сторону от стойки; последнем случае учитывается лишь вертикальная нагрузка, создаваемая оставшимися трубопроводами.
Если через траверсу проходит несколько трубопроводов резко различного диаметра, то необходимо распределять расчетные нагрузки по траверсе в соответствии с расположением трубопроводов.
Горизонтальные усилия, действующие на разгруженные анкерные опоры, при одновременной прокладке нескольких трубопроводов определяются следующим образом:
а) при одновременной прокладке двух трубопроводов горизонтальные усилия от каждого из трубопроводов прикладываются в местах опирания трубопроводов и определяются по формулам
(4.32) — (4.41);
б) при одновременной прокладке трех трубопроводов горизонтальные усилия слагаются из:
разности распоров Р1 — 0,8 Р2 для каждого из трубопроводов,
разности сил трения qμ (1 – 0,8l2), умноженных на коэффициент одновременности, равный 0,67,
осевых усилии, вызванных давлением на задвижки;
найденные таким путем усилия прикладываются в местах опирания трубопроводов;
в) при одновременной прокладке четырех и более трубопроводов горизонтальные усилия слагаются из:
разности распоров Р1 — 0,8 Р2 для каждого из трубопроводов, разности сил трения qμ (1 – 0,8l2), умноженных на коэффициент одновременности, равный 0,5,
осевых усилий, вызванных давлением на задвижки и умноженных на коэффициент одновременности; этот коэффициент принимается равными: при двух задвижках в пролетах, смежных с опорой, — 1,0, при трех задвижках в пролетах, смежных с опорой, — 0,67, при четырех и более задвижках в пролетах, смежных с опорой, — 0,50.
Найденные таким образом усилия можно суммировать и суммарную нагрузку принимать равномерно распределенной по траверсе. Если при наличии трех или четырех и более задвижек в пролетах, смежных с опорой, осевое усилие, действующее на одну из задвижек, превышает соответственно 0,67 или 0,50 суммарного усилия, полученного путем суммирования всех осевых усилий на задвижки, то в расчет вводится лишь усилие на указанную задвижку. Точно так же если при одновременной прокладке трех, четырех или более трубопроводов одна из разностей сил трения превышает соответственно 0,67 или 0,50 суммарного усилия, полученного путем суммирования всех разностей сил трения, то в расчет вводится лишь указанная разность сил трения.
Горизонтальные усилия, действующие на концевые анкерные опоры, определяются так же, как и для разгруженных анкерных опор, за исключением того, что в расчет вводятся лишь усилия, действующие по одну сторону от опоры.

Определение усилий, действующих на элементы опор, при эстакадной прокладке трубопроводов

Трубопроводная эстакада (рис. 118) состоит из отдельных температурных блоков, которые подразделяются на промежуточные и концевые. Температурный блок в свою очередь состоит из: пролетного строения, воспринимающего вертикальные и горизонтальные усилия,
одной анкерной опоры, предназначенной для восприятия горизонтальных усилий, действующих вдоль трассы,
промежуточных стоек, воспринимающих вертикальные нагрузки, действующие на пролетное строение,
траверс, на которых прокладываются трубопроводы.
Траверсы эстакадного блока рассчитываются на сумму вертикальных нагрузок Qрасч определяемых по формуле (4.27), и равномерно распределенную горизонтальную нагрузку, расчетная интенсивность которой находится по следующей формуле:

Если через траверсу проходит несколько трубопроводов резко различного диаметра, то расчетные нагрузки по траверсе следует распределять в соответствии с расположением трубопроводов.

Концевые траверсы концевого блока необходимо проверять на прочность в соответствии с истинными усилиями, определенными из условий действительного расположения фикспунктов, задвижек или заглушек.
Анкерная опора концевого блока рассчитывается на горизонтальное усилие, слагающееся из суммы распоров компенсирующих устройств всех трубопроводов, проложенных на данном блоке, и неуравновешенной силы трения, равной 0,75 qэ ,где qв вертикальная нагрузка на единицу длины блока в m/м.
Анкерная опора промежуточного блока рассчитывается на горизонтальное усилие, включающее суммарную разность распоров Р1 — 0,8 Р2 компенсирующих устройств всех трубопроводов, проложенных на данном блоке, неуравновешенную силу трения, равную 0,15 qэ, и осевое усилие на задвижку, равное 0,68 qэ.
Пролетное строение эстакадного блока рассчитывается на вертикальные и горизонтальные нагрузки, передаваемые траверсами в местах их присоединения к пролетному строению.
Горизонтальные нагрузки, перпендикулярные к линии трассы, возникающие вследствие наличия отводов, можно не учитывать. При этом в местах подключения отводов следует давать развязку повышенной гибкости.
При отсутствии уточненной раскладки трубопроводов, компенсаторов, задвижек и фикспунктов горизонтальные усилия, действующие на анкерные опоры блоков, принимаются равными:
на анкерную опору концевого блока — 4qэ;
на анкерную опору промежуточного блока — 2qэ.
Пролетное строение рассчитывается с учетом возможной перегрузки одной из сторон поперечного сечения до 30% (рис. 119).

Проектирование механической части ВЛ - Расчет закрепления свободностоящих одностоечных одноствольных опор

К свободностоящим одностоечным одноствольным опорам относятся:

железобетонные опоры для линий напряжением до 220 кВ включительно;
одностоечные деревянные опоры;
железобетонные портальные опоры с внутренними связями для линий 330 кВ.

Стойка опоры устанавливается механизированным способом в котлованы, диаметр которых на 5-7 см превышает диаметр стойки (рис. 2.72). Для усиления закрепления могут быть установлены один или два железобетонных бруса-ригеля в верхней или нижней части стойки в зависимости от структуры грунта.
I

Рис. 2.72. Закрепление стойки в ненарушенном грунте

Условием расчета по деформациям является неравенство:
βο^=βн, (282)
где βн = 0,01 радиан - нормативный угол отклонения опоры [Приложение 2, табл. 2.6].
Для расчета закрепления одностоечных свободностоящих опор по деформациям необходимо определить угол поворота стойки в грунте β0
(параграф 2.11.1). Угол поворота вычисляется при действии расчетных нагрузок. Схема для расчета приведена на рис. 2.73.

Рис. 2.73. Схема для расчета угла поворота β 0 На рис. 2.73: цифры 1 и 2 - связи, с помощью которых передаётся давление на грунт;
Q - равнодействующая горизонтальная сила, даН-10 ;
Н - высота приложения силы Q, м; h - высота заглубления стойки опоры, м.
Для расчета угла поворота получены следующие формулы: случай заделки стойки без ригелей:
случай заделки стойки с ригелями:
где ν, vв, vн - безразмерные коэффициенты, определяемые по графику (рис. 2.74) в функции соотношения ширины (диаметра) стойки к высоте ее заглубления, то есть b/h;
E - модуль деформации, сниженный на 20% от величины, представленной в [Приложении 2 табл. 2.10], даН-10 /м ;
α - безразмерная величина, определяемая как отношение H/h .

Рис. 2.74. График для определения безразмерных коэффициентов ν
Условие расчета закрепления стойки по прочности (общей устойчивости) определяется неравенством:
Формулу (2.86) составляют как величины, имеющие физическую размерность, так и безразмерные величины.
Величины, имеющие физическую размерность:

h - высота опоры, м [6, стр. 30-37, табл. 1.25-1.31]; b = b0*код - расчетная ширина опоры, мм; b0 - действительная ширина стойки, принимаемая по [6, стр. 28, табл. 1.24]; код = коэффициент одиночности, учитывающий с помощью величины Сод трение по боковым поверхностям призмы. Величина Сод принимается по [Приложению 2, табл. 2.19].
2) A, A1 - давление грунта на верхний и нижний ригели, соответственно. Если опора устанавливается без ригелей, то величины A и A1 равны нулю.
Безразмерные величины:

Особое внимание уделяют величине Θ - глубине центра поворота стойки опоры. Это значение допускается определять по формуле:
где

Расчетная высота H, на которой приложена сила Q, находится по формуле:

Читайте также: