Сбор нагрузок на наихудший фундамент

3.1. Сбор нагрузок на наихудший фундамент.

3.1.1. Нагрузки от вибрирования бетонной смеси – 2 кПа (200кг/м²).

3.1.2. Боковое давление бетонной смеси:

Р_бет = J·(0,27·V+0,45)·K₁·K₂, где

J – объемная масса бетонной смеси, = 2500 кг/м³;

К₁ – коэффициент, учитывающий пластичность бетонной смеси, К₁=1,2 для АБН;

К₂ – коэффициент, учитывающий температуру бетонной смеси, К₂=0,85;

V – скорость роста высоты укладываемого бетона, определяется после нахождения числа захваток.

Ведущим процессом при производстве бетонных работ является укладка бетонной смеси, ибо она всецело определяет темп бетонирования и всю организацию работ.

Для конструкций, к которым не предъявляется специальных требований, производительность определяется числом рабочих-бетонщиков. Наименьший размер захватки должен быть не меньше производительности звена рабочих минимального состава.

Производительность бетонщиков в смену:

,где:

n - количество рабочих в звене

В_н – процент выполнения норм;

Н_вр – норма времени;

1,16 – коэффициент, учитывающий зимние условия работы;

=53,05 м³/см

Отсюда следует, что максимальное кол-во захваток не более: смен. Минимальное количество захваток:

 , где n - количество специализированных бригад (4 бригады), t_б – продолжительность твердения бетона (41,1 ч.), К – ритм потока (8 часов).

=9,137 см.

При разбивке объекта на захватки необходимо стремится к максимальной загрузке применяемых машин и механизмов, увеличению оборачиваемости опалубки. Этого можно достичь при большем числе захваток, т.к. максимальное число захваток – 18, то и разбиваем
объект на 18 захваток. Трудоемкость бетонирования на весь объект 38,78 чел.смен. Одно звено выполнит этот объем работы за: см. Коэффициент выполнения норм у бетонщиков составит: 19,39/18=107%.

м/ч

Тогда Р_бет = 2500·(0,27·8,17+0,78)·1,2·0,85=7614 кг/м².

Следовательно эпюра распределения нагрузки по высоте имеет трапецеидальный вид: Р₀ = 200 кг/м²; Р_max = 7614 + 200 = 7814 кг/м².

Рис. 7: Распределение усилий, действующих на опалубку при уплотнении бетона: а) гидростатическое давление бетонной смеси; б) нагрузка от вибрирования бетонной смеси; в) суммарная нагрузка на опалубку.

3.1.3. Значение нормативной равномерно распределенной нагрузки:

 кг/м².

3.1.4. Значение расчетной нагрузки:

Р_р= 1,3·Р_н = 1,3 · 4007 = 5209 кг/м².

3.2. Шаг установки прогонов из расчета по несущей способности:

, где

R_и – сопротивление изгибу, кг/см²;

= 1 м;

- толщина щита опалубки;

q – значение погонной нагрузки.

q = P_p·a = 5209 кг/м

см.

Шаг расстановки прогонов при расчете по деформациям:

 , где:

Е – модуль упругости, кг/см² – 85000 для фанеры

δ – толщина палубы опалубки (фанеры) – 1,2 см.

y – допустимый прогиб – 1/400

q ^/ - погонная нагрузка, собранная с полосы опалубки шириной а=1м.

q ^/ - P_p ^/ ·a

P_p ^/ =1.0·P_н ^/ = Р_бет /2=7614/2=3807 кг/м²

 =8,33 см.

Расстояние между прогонами принимаем – 8 см.

Рис.8. Расчетная схема для определения погонной нагрузки q.

3.3. Расстояние между хомутами (схватками).

Рис.9. Расчетная схема опалубки:

1 – палуба щита опалубки;

2 – прогоны (ребра жесткости);

3 – хомуты (схватки).

2 – прогоны (ребра жесткости);

3 – хомуты (схватки).

Сбор нагрузок производится с полосой шириной, равной расстоянию между прогонами l₁, м; задаем материал и сечение прогонов: материал прогонов: металлический уголок №32.

Рис.10. Изображение схваток и прогонов (сечение)

S_LN32 = 1,86 см²; z₀ = 0,89 см; I_x = 1,77 см⁴.

Определим необходимые для расчетов характеристики полученного сечения:

а) координата центра тяжести сечения:

см.

б) приведенный момент инерции:

 = 77,67 см⁴

в) приведенный момент сопротивления:

Определяем расстояние между схватками из расчета по несущей способности:

см.

Определяем расстояние между схватками из расчета по деформациям:

см.

Принимаем =24 см.

3.4. Конструирование опалубки.

Рис.11. Схема опалубки ступенчатого фундамента с монтажом блоками размером на фундамент:

1 – схватка; 2- блокирующий элемент; 3 – щит; 4 – лестница; 5 – навесная площадка;

6 – монтажная петля; 7 – прогоны (ребра жесткости); 8 – хомуты (схватки).

4. Расчет технологических параметров для методов зимнего бетонирования с учетом набора прочности бетона при отрицательной температуре.

4.1. Расчет технологических параметров для метода «термос».

Один из первых методов зимнего бетонирования – термос – характеризуется меньшими дополнительными затратами по сравнению с методами электротермообработки. При этом методе положительная температура в бетоне поддерживается за счет внесенного в него тепла при нагреве воды и заполнителя при приготовлении бетонной смеси и экзотермического тепла, выделяемого при взаимодействии цемента с водой. Учитывая особенности метода, его применение ограничивается массивными конструкциями, выдерживаемыми при небольших отрицательных температурах.

4.1.1. Выделяем два этапа выдерживания бетона: при положительной и отрицательной температурах. Вычислим значения коэффициентов А, В, n, необходимых для расчета прочности бетона на двух этапах выдерживания:

, где

R₃ – трехсуточная прочность бетона нормального хранения, %; R₃ = 48.

4.1.2. Пользуясь СНиП 3.03-01-87, находим значение R_кр, R_кр = 30% для бетона В30. Также запишем нормальную температуру бетонной смеси к моменту подачи с завода: t_Б.СМ.=40⁰С- для ПЦ.

4.1.3. Вычисляем начальную температуру бетона в конструкции:

t_Б.Н. = t_Б.СМ. – (t_Б.СМ. - t_Н.В.)·0,02L_ТР, где

t_Б.Н. – начальная температура бетона в конструкции, ⁰С;

t_Б.СМ. – температура бетонной смеси, отпускаемой с завода, ⁰С;

t_Н.В. – температура наружного воздуха, ⁰С;

L_ТР – длина транспортирования бетонной смеси, км.

t_Б.Н. = 40 – (40 – (-14,8))·0,02·20 = 18,1 ⁰С.

4.1.4. Вычисляем среднюю температуру бетона за период остывания до 0⁰С.

, где

М_П – модуль поверхности, м^-1

, где

S_ПОВ – площадь опалубливаемой поверхности, соприкасающейся с воздухом;

V – объем фундамента с минимальными размерами подколонника.

м^-1

⁰С

4.1.5. Вычисляем время остывания бетона в конструкции, достаточное для набора R_кр при :

ч.