5.Пример выполнения динамических характеристик свайного фундамента

Требуется определить динамические характеристики свайного фундамента насосного агрегата ЦНС-180-1422 с приводом от электродвигателя СТД-1250-23У4.

Свайный фундамент включает 6 железобетонных призматических свай из бетона класса В 30 сечением 30*30 см и длиной 12 м.

План расположения свай показан на рис.2. Сваи прорезают слой мелких рыхлых водонасыщенных песков толщиной 3.8 м, слой текучепластичных суглинков с показателем консистенции I_L=0.3 b модулем деформации, равным Е=20 МПа. Головы свай заделаны в ростверк, размеры которого показаны на рис.2.

Рис.2.Свайный фундамент насосного агрегата ЦНС-180-1442

Расстояние от центра тяжеси ростверка с машиной до подошвы ростверка составляет 0,55 м, масса насосного агрегата m_на=12290 кг, масса насоса- 4185 кг, масса электордвигателя 8105 кг.

5.1.Определяется приведенная масса установки, учавствующей в вертикальных колебаниях

_;

m _r =m_на+abhγ_b=12290+1.7*5.0*0.56*2500= 26102.5 кг,

где γ_в=2500 кг/м³- плотность бетона.

;

k^*= 2 - для сплошных железобетонных свай.

Значение удельного упругого сопротивления грунтов С_р определяются по табл. 2 и 3.

С_р1= 1*10⁴ кН/м³, l₁=3.8 м;

С_р2=1.5*10⁴ кН/м³, l₂=3.1 м;

С_р3=4,50*10⁴ кН/м³, l₃=l^*-(l₁+l₂);

С₀=1*10⁴ кН/м³;

м;

5.2. Находится приведенный коэффициент жесткости свайного фундамента при равномерном сжатии k _z.,red :

=

E_b=2.9*10⁷ Кн/м², U=1.2 м;

=2*1,2*2*10⁴(1+ )= 55,392*10⁴ кН/м³;

α= =

= ³

5.3. Определяется приведенная масса установки, учавствующей в горизонтальных колебаниях свайного фундамента:

кг;

β^*_x=0,25β^*_z=0,25*2,875=0,71875.

5.4. Находится приведенное значение коэффициента жесткости свайного фундамента при упругом равномерном сдвиге:

_

α= 2α_€ ;

;

К= 12000 кН/м⁴(по табл. 4);

L_p=1.5d+0.5=1.5*03+0.3=0.95 м;

I=

γ _c =3.

α_{€ =}

=

К_х,red= (Nα³E_bI)/P =

5.5. Определяется момент инерции массы всей установки относительно оси, проходящей через общий центр тяжести перпендикулярно плоскости колебаний

θ_φ,r =m_r

= 6*2475*0.36²=1924.56 кг*м²

= 6*225*0,36²=174,96 кг*м²

θ_φ,red= 7205,4+0,7185*1924,56+174,96=8763,64 кг*м²

Момент инерции массы всей установки относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы ростверка перпендикулярно плоскости колебаний

θ_φo,red= θ_{φ. red}+ h²₂m_r.= 8763,64+0,55²*26102,5=16659,6 кг*м².

5.6. Определяется момент инерции свайного фундамента относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы ростверка:

r ₁= r ₂ = r ₄ = r ₅ = 2.33 м;

r ₃ = r ₆ =0.469 м.

θ_φ,red = 60666,6+0,7185*2475*20,33+225*20,33 = 101406,0 кг*м².

5.7. Определяются приведенные коэффициенты жесткости свайного фундамента при упругом неравномерном сжатии

=

=

5.8.Находится значения относительного демпфирования для установившихся (гармонических) колебаний:

ζ _z=0.2;

ζ_х= 0,6 ζ_z=0,6*0,2=0,12;

ζ_φ= 0,5 ζ_z=0,5*0,2=0,1 ;

ζ_ψ= 0,3 ζ_z=0,3*0,2=0,06.