Ші Дәріс. Қадалы іргетастарды жобалау және есептеу

Ілінбелі қада жұмысының есептік схемасы келесі түрде топырақта кездеседі. Үйкеліс күші бөктер беттерінен ұзындығы бойынша бірге қосылып қада және төмен жатқан беріледі (сурет 5.1). Осы бетте топырақта кернеу пайда болады қада ортасындағы көлденең күштерді берілу есебінен. Соның мәнісінде, қада айналасында топырақ массивінің кернеуі пайда болады, пирамида бөктерінше шектеу пайда болады, ал терең бойынша кисық сызықты бет бойынша ісіну пайда болады, а_ср- ішкі үйкелу бұрыштарының үлкен орталықтанған мәні, қада өтетін жерде анықталады.

Сурет 5.1 Жеке қаданың жұмыс схемасы (П.А.Веселов б-ша)

Іргетас қадасына енетін, қада және жеке қада көтергіш қабілеті әртүрлі. Диаметрі 5…6 болатын қада орналасқан топырақ айналасында деформация пайда болады, сондықтан қада арасы ара қашықтықты С r қысым теориясында қиылыспайды және біреу болып жұмыс істейді (сурет 5.2).

2r – ге дейін әрбір қададағы жұмысты азайту барлық қада жұмысын ескере отырып қарастырады. В. И. Толубкова тәжірибесі бойынша көтергіш орнатылған.

Қаданың байланыста орналасуы, оның мүмкіндігін жекеленген түрден гөрі жоғарлатады, бұл қасиеттің жетістігі негізінен қадалар арасындағы кеңістікте іргетасты нығыздау есебінен пайда болады. Қадалы іргетаста топтама, қада, аралас қадалы іргетастар біртұтас болып шөгеді. Бұл жағдайда қадалы байланыстың шөгуі көбірек. Бұны қарастыра отырып, сонымен бірге жинақы топтаманы жобалауда және ара қашықтықтары 3d-ден кем емес.

Сурет 5.2 Іргетасқа әр түрлі ара қашықтықта орналасқан қадалар арқылы түсетін

қысым сұлбасы

а- қысымдары қиылыспайтын эпюралар;

б- жапсырмалы қысым эпюралар

ҚНжЕ 2.02.01-83 бойынша қадаманың есептік жүгі:

, (5.1)

мұнда:

F_d бірқалыпты қаданың іргетасқа түсетін есептік көтергіш қабілеті;

– сенімділік коэффициенті.

Барлық толтырмалы түрлерінің есептік көтергіш қабілетін қабақшалы қада және бағанды қадаларды ажырату келесі талаптардан тұрады:

а) қадалардың іргетасқа байланысты кедергілер;

б) қаданың материал бойынша кедергілері.

Ілінбелі және тірек қадалары үшін арналған есептік көтергіш қабілеттерін қарастырайық:

1. Тіректі қадалар. Толтырмалы қаданың көтергіш қабілеті, қабақшалық қада, бұрғылы қада мен бағанды қадалар- тіреулі іргетасқа, сонымен бірге толтырмалы қадалар аз сығымды іргетасқа тіреліп, келесі формуламен есептеледі:

F_d = RA, (5.2)

мұнда:

- қаданың іргетасқа жұмыс жасау шартының коэффициенті;

А - қаданың іргетасқа түсу ауданы;

R - қаданың астыңғы бөлігнің есептік кедергісі.

Барлық толтырмалы қадалар үшін R=20 МПа, қабықшалы қадалар - бетонмен толтырылмалы және бағанды қадалар- іргетасқа 0.5 м-ден көп емес жерде орналасса, онда:

, (5.3).

мұнда:

R_c.п - уақытша түсетін нормативті кедергі;

g_q - іргетастың қауіпсіздік коэффициенті;

l_d - қаданың есептік кіру тереңдігі;

d_f - қада бөлігінің сыртқы диаметрі, қабықшалы қадаларға іргетас қалыңдығы 3 диаметрлі қабықшадан тұрса:

, (5.4)

2. Толтырылмалы- ілінбелі қадалар. Бұл қадалардың барлық түріне арналған көтергіштік қабілеттілігі мына формуламен есептеледі:

F_d= g_с(g_сRRA + uSg_сff_ih_i), (5.5)

мұнда:

g_c - қаданың іргетас ішінде жұмыс жасау коэффициенті;

R – қаданың астындығы бөлігінен түсетін есептік кедергісі, ол ҚНжЕ-ден анықталады, ол іргетастың түріне тәуелді;

А - қаданың көлденең қимасының ауданы және көлденең қималы қаданың пиреметрі;

f_i - қадалы іргетастың үстіңгі бетінің есептік кедергісі;

g_cR және g_cf - қаданың үстінгі бетіне байланысты алынатын коэффициенттер, бұл коэффициенттер қаданың кіру қабілетіне тәуелді болып ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» бойынша алынады;

h_i - іргетастың i-нші қаданың қалындығы.

Толтырмалы қаданың толтырғыш көтергіш қабілетін (5.5) формуламен анықтайды. Айырмашылық тек қана жұмыс шартына сәйкес келетін g_c, g_cR, g_cf коэффициенттерде, сонымен бірге топырақтың астынғы бөлігіндегі қаданың есептік кедергісінде коэффициенттердің белгіленуі ҚНжЕ –ден алынады. Шаң-балшықты топырақтар үшін R- ҚНжЕ-нің кестесінен алынады, құмдақ және ірі кесекті топырақтар үшін R-топырақтың біртекті шекті массивіне сәйкес, осы айырмашылықты анықтай отырып, формуланы қолданады.

3. Қаданың көтергіш қабілетін эксперименттер әдісімен анықтау. Қаданың көтергіш қабілетін нақтылау үшін, құрылыс алаңында сынақтар жүргізіледі. Қазіргі кезде қадалар үшін төмендегі сынақтарды жүргізеді: динамикалық статикалық бұрғылау және статикалық жүктеме.

Динамикалық әдіс жұмыстың тереңдігі пайда болған кезде іске асады. Бұл әдіс қаданы ұрумен жүргізіледі, сонымен қатар қаданың топыраққа енуінен пайда болатын кедергі арқылы анықталады. Динамикалық сынақ – қаданы толтырып енгізгеннен кейін жүргізіледі, яғни жобаны орындаудан бас тартуға дейін және оның «демалысы». ҚНжЕ бойынша «демалыс» қадалар үшін үш тәуілікті құрайды, балшықты топырақтар үшін- алты тәуілік. Н.М. Герсевановтың теңдік жұмысынан пайда бодған формула қада кедергісінің шектік мәнін анықтау үшін алынады.

(5.6)

мұнда:

h - қада материалының серпімділік қабілетіне тәуелді коэффициенті;

А - қаданың көлденең оқпасының қима ауданы;

М -қаданың ену әдісіне тәуелді коэффициент;

Е_d -соғу есепті энергия(молот) немесе виброену;

s_a -«демалыс» кезінен кейінгі фактілік болдырмау (он рудан анықталады);

m₁- виброенудің толық салмағы;

e - ұрудың қалпына келтірілген коэффициенті;

m₂- қада мен қада басының қаптамасының салмағы;

m₃- подбабка салмағы.

Соғу шегуінің ең аз білдірмесі «қада-топырақ» серпімді деформация жүйесін ескереді.Бұл үшін серпімділік пен қалдық шегуді анықтап, формула бойынша F_u –ді есептейді. Динамикалық сынақ басқа әдістерге қарағанда ең қолайлы. Статикалық әдіс қаданың топырағының астыңғы бөлігі мен шет жағалы жазықтығының енуінен пайда болатын кедергісін анықтауға көмектеседі.

Қаданың астыңғы бөлігіндегі топырақ кедергісі:

R_s=b₁q_s, (5.7)

мұнда:

b₁ - топырақтың қада астына ену кедергісі коэффициенті;

q_s - топырақ кедергісінің орташа ауданға ену белгілемесі.

Топырақ кедергісінің орташа шет жағалы жазықтығының кедергісі - f келесі формуламен анықталады:

f = b₂f_s, (5.8)

мұнда:

b₂ - өтпелі коэффициент (ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» бойынша алынады);

f_s - топырақтың орташа меншікті кедергісі.

Қаданың көтергіш қабілеті:

F_u=R_sA+fhu, (5.9)

мұнда:

А - қаданың көлденең қимасының ауданы;

h - қада ұзындығы;

u - көлденең қима периметрі.

Статикалық жүктеме әдісі келесі сұлба (сурет 5.3) б-ша жүргізіледі. Гидравликалық домкрат көмегімен статикалық жүктеме салынып оның шегу шартын және оның көлемі өлшенеді. Сынақтың қорытындысы б-ша ось бойына кесте тұрғызылады «шөгу-жүктеме» (сурет 5.4).

Сурет 5.3 Статикалық жүктеме б-ша қаданың сынақ сұлбасы

1 және 5 - анкерлік қада; 2- тіреуіш арқалық; 3- домкрат; 4-сынақ қада; 6-насос

Сурет 5.4 S шөгу Р жүктемесіне тәуелділік кестесі

Бұл кесте қисықтар көрінісінде берілген. 3-ші қисық әлсіз топырақтар үшін. Қисықтың кенеттен тыс өзгеруі негізінен үйкеліс күшінің үзілуінен көрінеді, бұл жағдайда қаданың көтеріш қабілеті ескерілмейді. s=f(p) - сұлбасы көмегімен қаданың нормативті шектік кедергісін s=f(p) анықтайды. ҚНжЕ бойынша оны келесі әдіспен анықтайды: F_u.n. s=f(p) сұлбасынан жүктемені анықтайды, жүктеменің көмегімен қада шөгуді (S) деп қабылдайды. S-келесі формуламен анықтайды:

s=xs_u.mt, (5.10)

мұнда:

S_u.mt - салынатын ғимараттың немесе үймереттің шекті көлемдік шөгуі;

x - ғимараттың шекті көлемдік шөгуіне қадаманың шөгуіне өту коэффициенті.

Шартты шөгу 1сағатта 0,1мм қабылдаса, ол топырақты немесе балшықты топырақ үшін, ал =0,2 болса, онда қаттыдан қиын иілгішті топырақтар үшін.

Қаданың статикалық және динамикалық сынақтардың қорытындысы бойынша көтергіштік қабілеті:

(5.11)

мұнда:

g_с - жұмыс шартының коэффициенті;

g_q - топырақ бойынша серпімділік коэффициенті.

4. Теріс үйкелу мен оның тіркеуі жөніндегі негізгі мағлұматтар. Егер қада бойында әлсіз қатты қысымдағы топырақ қабаты болса, онда сыртқы қысым әсерінен (сурет 5.5) әлсіз топырақ үстінен жатқан топырақ қабаты шөгуді беріп, ол төменге қарай орын ауыстырады.

Сурет 5.5 Теріс үйкелудің сұлбасы

Нәтижесінде, жағалау жазықтығында үйкелу дами түседі де ол төменге қарай бағытталып, қаданы одан әрі төменге итере бастайды. Бұл үйкеліс теріс деп аталады(негативті).

Қадалы іргетастың жобасы мен оны есептеудің реті. Жеке қада мен іргетаста орналасқан қаданың жұмыс істеу мүмкіндігі бірдей емес.

Егер қаданың іргетаста орналасуы бірнеше рет қайталанса, онда иілу деформациясы кішірейеді. Сондықтан іргетастағы қада топырағының орнықтылығы жеке қадаға қарағанда әлдеқайда үлкен.

Сурет 5.6-ғы қаданы вертикальді изобарасы келтірілген (а)-жіңішкелі және (б)- жуан іргетасты қада. Сонымен бірге, сурет 5.6-ғы қаданы қолданып, кернеу астындағы аумақты терең және тығызды қабат топыраққа орналасуға жағдай туғызады. Бұл іргетасты қаданың шөгуін төмендетеді.

Бұның бәрі, ұзындығы үлкен қадаларды қолдану керектігін көрсетеді. Сонымен бірге, қорытынды шешімді технико-экономикалық теңестіру нұсқаларын қолдана отырып, қабылдау керек. Центрге және центрден тыс қондырылатын іргетасты қадаларды жобалауда проф. Б.И. Далматов келесі жағдайларды орындауды талап етеді:

Центрге және центрден тыс қондырылатын іргетасты қадаларды жобалауда проф. Б.И. Далматов келесі жағдайларды орындауды талап етеді:

а) табан топтамасының ену тереңдігін анықтау;

б) түрді анықтау, қада өлшемі;

в) қаданың жүк көтергіш қабілетін анықтау және оған түсетін есептік жүктеме;

г) қада санын анықтау;

д) фактілік жүктеме есебі;

е) іргетасты қаданың шөгуін анықтау.

Сурет 5.6 Қаданың вертикаль бойымен кернеуленген изобаралар

а- жіңішкелі; б-жуан

Табан топтамасының ену тереңдігін сайлауда, оның аз болуына тырысу керек, өйткені ол оның тиімді экономикалық шешімін қабылдайды. Бұл кезде ғимараттың конструктивті ерекшеліктерін (жертөбе саны т.б.) керу керек. Қада түрін, типін және өлшемін ғимаратқа немесе үймеретке түсетін жүктемеге сәйкес есептейді, құрылыс алаңының инженерлі-геологиялық талаптарын, іргетасты қадалардың құрылыс сынақтарындағы жабдықтары мен құрылғылары ескеріледі. Соңғы кездері үлкен жетістікке ие болып жүргендері осылар. Қада ұзындығын оның топырақта орналасуына байланысты анықталады. Көлденең қималы қадалар ұзындығына тікелей тәуелді. Қадаға түсетін есептік жүктемені анықтағаннан кейін, қада санын анықтауға кіреседі, оны конструктивті жоспарында орналыстырады. Қадалар қатар бойынан немесе шахматты тіземдемеде – осьтер аралығы – 3d орналыстырады.

Сурет 5.7 Қадалардың планда орналасуы

Темірбетон топтамасының ұзындығы ұстынның немесе қаданың есебінен не болмаса оның жоспарда едәуір кенеюінен шыққан есептерден тексереді.

Әрбір қадаға түсетін фактілік жүктемені келесі формуламен тексереді:

, (5.12)

мұнда:

N_d – іргетасқа түсетін есептік жүктеме;

N_роств, N_гр - қада салмағынан топыраққа түсетін есептік жүктеме;

n – қада саны.

Бұл жағдайда мына шарт ескерілуі қажет:

N_ср<N, (5.13)

мұнда: N - қадаға түсетін есептік жүктеме.

Қададан топыраққа берілетін кернеу келесі деформация түрлерін қабылдайды: нығыздалу, серпімді. Нығыздалу- активті зоналар шегінде, серпімді- зоналардан тыс. ҚНжЕ2.02.03-85 б-ша шартты іргетасты қаданың контурын былай анықтайды.

АБ жазықтығы- астында, қаданың астыңғы бөлігінен өтеді (сурет 5.8),қырынан- вертикальді АВ мен БГ жазықтықтары htgj_cp/4.

Аралығында өтеді, мұндағы:j_cp - қаданың ұзындық шегіндегі ішкі бұрыштың орташа үйкелу есебінің мәні. Іргетасты қада мен кәдімгі іргетастың шөгуінің есептерінде көп ерекшеліктер жоқ.

Сурет 5.8 Іргетасты қаданың шартты сұлбасы

Қадаға центрден тыс енетін іргетастың есепті жүктемесінің жобасы:

, (5.14)

мұнда:

M_x, M_y - есептік моменттер, табан топтамасының центрлік осьтерінде;

n - іргетастағы қадалар саны;

Xi, yt -басты ось пен қаданың жеке осьтеріне дейінгі ара қашықтық;

х_i, у_i - есептелетін есептік жүктеме үшін.

Рұқсат етілетін есепті жүктеме 20% көп болу қажет. Іргетасты қадаларды шөкпе топырақта суландыру әдісін қолдануға болады, егер де топырақты қадаларды олардың енуінен кесетін болса немесе орташа тығыздықты және топырақты, шаң-балшық пен оның аққыштық көрсеткіші ҚНжЕ 2.02.03-85 бойынша алынады.

1-ші типтегі шөкпе топырақты есеп 14.2 нұсқауымен жүргізіледі. Бұл жағдайда топырақтың R астыңғы бөліктегі есепті кедергімен қырлы жазықтық f_i ҚНжЕ-дегі кестелер көмегімен анықталады.

2-ші типтегі шөкпе топырақтың қадаға түсетін есепті жүктемесі:

, (5.15)

мұнда:

F_d – 14.2 нұсқауымен қаданың көтергіш қабілеті;

g_k, g_с - жұмыс шартына сәйкес келетін сенімділік коэффициенттер;

Р_n - теріс үйкелу күші ҚНжЕ бойынша анықталады.

Негізгі әдебиет: 1[198-208], 2[198-229]

Бақылау сұрақтары:

1. Қада деген не?

2. Қаданың қандай түрлері белгілі?

3. Іргетасты қадалармен олардың топтамалары қалай бөлінеді?

4. Қадаға түсетін есептік жүктеме қалай анықталады?

5. Қаданың жүк көтергіш қабілеті, сонымен бірге топырақтың жатуына әсер ететін табиғат жағдайларынан қаданың жүк көтергіш қабілеті қалай анықталады?

Дата добавления: 2015-12-08