Таяз іргетастарды есептеу

Іргетас негізінің шөгуін есептеу үшін табан өлшемдерін және топыраққа берілетін қысым мәнін білу керек. Осыған байланысты іргетас негізінің өлшемдері алдын-ала негіз топырағының есептік кедергісіне қатысты есептеледі, яғни іргетас негізін шектік жағдайлардың 2-ші тобы бойынша есебіне сәйкес.

Орталықтан жүктелген іргетас деп тең әсерлі сыртқы жүктемелер іргетас табанының орталығы арқылы өтетін іргетас аталады. Орталықтық жүктелген іргетастарды жобалаған кезде келесі тексеру комплексінде орындалуы қажет:

pR; ;, (1)

мұнда р - іргетас табанының негізіне түсірілетін сыртқы жүктемелерден, іргетастың өз салмағынан және оның кесіндісіндегі топырақтың орташа қысымы; R - ҚНжЕ 2.02.01-83 бойынша анықталатын топырақ негізінің есептік кедергісі.

Іргетас орнату тереңдігін анықтаған соң оның өлшемдері топырақтың есептік кедергісінің мәнін қолдананып есептеледі. Формулада R-ді анықтау үшін 2 белгісіз - іргетас табанының ені және топырақтың есептік кедергісі болғандықтан, оған тепе-теңдік шартын қолданамыз:

N=F+G, (2)

мұнда N - топырақ реакциясы; F, G - сәйкес сыртқы жүктеме мәні, оның кемеріндегі топырақ пен іргетастың өз салмағы. Топырақ реакциясын формула арқылы анықтайды (сурет 1)

1-сурет. Орталықтан жүктелген іргетасқа әсер ететін жүктемелер схемасы

N=AR₀, (3)

мұндағы А - іргетас табанының ауданы; R_o - іргетас өлшемдерін алдын-ала анықтау үшін ҚНжЕ бойынша негіз топырақтарының есептік кедергісі. Оның кемерлерінде жатқан топырағымен бірге іргетастың салмағы.

G=Ad, (4)

мұнда d - іргетас орнату тереңдігі; - іргетас калаунның меншікті салмағы;-, топырақтың және іргетас калаунның меншікті салмақтарының әртүрлі мәндерін ескеретін коэффициент; темірбетон іргетас үшін=20кН/м³. Шыққан мәндерді бастапқы формулаға қойсақ, темірбетон іргетастар табанының шамамен өлшемдерін анықтау үшін теңдігін аламыз:

А =(5)

Іргетас табанының ауданын білсек, табан өлшемдерін анықтуға болады :

Табан өлшемдерін формулаға қойған соң есептелетін негіз топырағының есептік кедергісін нақтылау нәтижелері бойынша іргетас табанының өлшемдерін анықтаймыз. Бұл тәсіл кезекті жақындату тәсілі деп аталады.

Іргетас денесінің конструкциялануы темірбетон және бетон конструкцияларын жобалау мөлшерлеріне сәйкес жүргізіледі. Іргетас биіктігін келесі факторларға сәйкес анықтайды:

1. жұмыстарды өндіру жағдайынан (әдетте іргетастың жоғарғы шекарасын қатысты белгіге– 0,15 әкеледі);

2. конструктивті шешімге байланысты - іргетаста ұстынды орналастыру стакан түбінің минимальді қалыңдығы және т.б.;

3. Іргетас материалының беріктігі (іргетас биіктігі түсірілетін есептік жүктемелер әсері шарты бойынша анықталады ).

Қорғау қабатының қалындығын құрғақ топырақтарда 3,5 см кем емес, суға сіңіргіш - 7,5см етіп тағайындалады.

Барлық өлшемдерді анықтап болған соң іргетас табанына түсірілетін орташа қысым анықталып және 1-ші тәуелділік жағдайы тексеріледі (1)

(6)

Іргетастың соңғы әрі нақты өлшемдері оның деформациялық есебі негізінде, яғни шектік жағдалардың 2-ші тобы бойынша анықтайды.

Орталықтан тыс жүктелген іргетастардың есебі келесі жағдайларда жүргізіледі:

pR (7)

Орталықтан жүктелген іргетастармен салыстырғанда (тағы 1 жағдай қосылады):

,

мұнда p_max - іргетас табаны астындағы максималды шеткі қысым.

Жалпы жағдайда орталықтан тыс жүктелген іргетасқа әр түрлі жазықтықтарда әсер ететін көлденең және тік моменттер мен күштер жүктемелері әсер етеді. Сондықтан орталықтан тыс жүктелген іргетас деп тең әсерлі сыртқы жүктемелері оның табанының ауырлық орталығынан өтпейтін іргетас аталады (сурет 2).

Жобалау кезінде шартты түрде, реактивті қысым қатаң іргетас табаны бойынша сызықтық заңдылық бойынша үлестіріледі, ал оның максимальді және минимальді өлшемдері мына формула бойынша есептеледі:

(8)

мұнда М_х, М_у – әсер етіп тұрған жүктемелердің іргетас табанының бас осьтеріне қатысты моменттері; W_x, W_у - бас осьтеріне қатысты іргетас табанының аудандық кедергі моменттері.

2-сурет. Орталықтан тыс жүктелген іргетас схемасы.

Момент бір жазықтықта әсер еткен кезде (8) формуласы мына түрге келеді.

(9)

Жоспардағы тік бұрышты табаны бар іргетас үшін

A=bl; ; M=(F_w+G)e

Сонда

(10)

мұнда l және b – тік бұрышты іргетас табанының сәйкесінше үлкен және кіші беттері; е - тең әсерлі сыртқы жүктеменің эксцентриситеті;

3 суретте экцентриситет өлшеміне байланысты іргетас табаныны астындағы кернеулер эпюралары.

Орталықтан тыс жүктелген іргетастарды жобалау кезінде қысымның табан бойынша біркелкі үлестіруіліне қол жеткізу керек, бірақ оны іске асыру әрқашанда орындала бермейді. Сондықтан реактивті қысымның трапеция түріндегі эпюрада р_min /р_max қатынасы шектеледі. Ауыр көпірлік краны бар ұстындар үшін р_min /р_max =0,25, ал қалған іргетастарға Pmin=0 (осының арқасында табанның іргетастан үзілуін болдырмайды) қолданылады. Орталықтан тыс жүктеменің әсерін іргетасты момент жағына тарту арқылы азайтуға болады. Эксцентриситет жағына қарай іргетас табанының ауырлық центрін ығыстыру іргетас табаны бойынша кернеулерді түзетудің басқа жолы болып табылады (сурет 3). Орталықтан тыс жүктелген іргетастарды жобалау тәжірибесінде тең әсерлі сыртқы күштер іргетас табанының бас осьтеріне қатысты ығыстырылған жағдайлар жиі кездеседі (сурет 4 А нүктесі). Бұл жағдайда бұрыштық нүктелердің қысымы.

(11)

3-сурет. Қысым эпюралары: орталықтан тыс жүктелген іргетас табаны бойынша.

4-сурет. Симметриялы емес

іргетас схемасы

Қысым максималды бір нүктеге әсер ететін болғандықтан келесі шартты орындаған жөн

p_mах<1,5R. (12)

Бұл жағдайда қысымдарды түзету үшін іргетас табанының ауырлық центрін теңәсерлі жүктемелер түсетін нүктелерге ығыстыру жолмен іске асыруға болады.

Соңғы жылдары іргетас пен негіздерді жобалау үшін сенімділік теория әдістері кеңінен пайдалануда. Кез-келген құрылғының пайдалану тиімділігін оның сенімділігін білмей бағалауға болмайды, бұл тұрғыда сенімділік кез-келген өнім сапасының маңызды көрсеткіші ретінде қарастырылып отыр. Құрылысқа байланысты сенімділік түсінігі өзіне жобалау кезінде сенімділікті қамтамасыз ету, ғимараттар мен үймереттерді салып, пайдалану процесстерін бірдей қосуы қажет. Осы процестің негізгі критериі инженерлік үймереттерді пайдалану уақыты көп және аз шығындар кезінде жақсы пайдалану сипттамаларын алу болып табылады.

«Негіз - іргетас - имарат» жүйесінің сенімділігі деп жүйенің дайындау және салу оған қоса пайдалы функциялау кезінде де барлық сыртқы әсерлерді қабылдау қабілеті мен пайдалану процесінде сапасын сақтауды түсінеміз.

Ғимарат пен имараттарды пайдалануына табиғи-климаттық жағдайлар және сыртқы орта әсері үлкен әсер етеді, бұл сенімділік теориясын үймереттер есебінде пайдалануды қиындатады. Бұл топырақ негізді үймереттерге қатысты, себебі «негіз – іргетас – ғимарат» жүйесінің ең жауапты элементтерінің бірі болып табылады.

Іргетас сенімділігінің түсінігіне ғимаратты дұрыс пайдаланғанда сыртқы әсерлерді қабылдап және оларды негізге беру қабілеті жатқызылады. Ал негіз сенімділігіне берілген уақыт аралығында ғимарат және онда орналастырылған жабдықтар толықтай дұрыс пайдаланып сыртқы әсерлердің бірігуін (жүктемелер, техникалық және табиғи-климаттық жағдайлар) қабылдай алу қасиеті жатқызылады. «Негіз - іргетас» жүйесі элементтерінің сенімділік мінездемесін сандық сипаттау негіз топырағының құрылыс қасиеттерінің сондай-ақ жүктеме мен әсерлер өзгергіштігін ескеріп жасалады. Бұл заңдылықтарды шығарудың 2 жолы бар:

1. Жүктемелер мен әсерлердің, топырақ қасиеттерінің өзгеруімен сипатталатын табиғи физикалық процесстер кезіндегі тексеру мен зерттеуге негізделеді;

2. Мүмкіндік теориясы мен математикалық статистика әдістерінің мәліметтерін жүйе бойынша енгізу арқылы негізделеді. Бұл жағдайда физикалық процестерді зерттеу көмекші сипатында және жүріп жатқан процестердің сапалық жағын негіздеу үшін қолданады. Осы жол физико-математикалық параметрлік теориясының негізі болып табылады 1/3 аса аз сенімділігі бар абсолютті қатаң ретінде қарастыруға болады.