4. Расчетно-конструктивный раздел:

Выбрать и обосновать расчетную схему поперечной схемы здания или сооружения, предложить метод расчета здания или сооружения в целом. В общем виде изложить методику расчета основных несущих конструкций.

Расчетная схема стен опускного колодца

Опускной колодец рассчитывается по двум группам предельных состояний на действие строительных нагрузок, проявляющихся в период изготовления и погружения колодца, и на действие эксплуатационных нагрузок.

Основной расчет опускного колодца выполняют для периода опускания.

В период опускания оболочка оказывается в более напряженном состоянии, чем при эксплуатации. Как показывает опыт проектирования, проверка многих опускных колодцев на эксплуатационные нагрузки не требуются, так как они имеют большой запас прочности.

Порядок расчета опускного колодца («Справочник- основания и фундаменты», стр. 190)

1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Назначение основных размеров опускного колодца: толщины стен, наружного диаметра, ножевой части колодца.

2. Проверка достаточности веса колодца для его опускания. Проверка достаточности веса колодца для его опускания.

Для погружения колодца на проектную отметку необходимо, чтобы вертикальные силы, задавливающие колодец в грунт, были больше сил сопротивления грунта.

G+G_n≥К_nΣТ; где G — собственный вес колодца; G_n — до­полнительная пригрузка или усилие, пере­даваемое на колодец; ΣТ — силы трения стен по грунту; К_п — коэффициент условий работы при погружении, равный 1,15 (с.196 [5]).

Для погружения колодца на проектную отметку необходимо, чтобы вертикальные силы, задавливающие колодец в грунт, были больше сил сопротивления грунта. Коэффициент надежности=1,2.

3. Проверка колодца на всплытие, если проверка не выполняется то применяют анкерные приспособления, увеличение веса колодца.

4. Расчет стенок колодца на разрыв, если верхние слои прочнее нижних. В процессе погружения колодца возможно его зависание в результате зажатия верхней части колодца прочным грунтом.

Для определения возникающих в этом случае вертикальных растягивающих напряжений условно принимают, что верхняя часть колодца зажата, а нижняя часть висит. Определяем расчетную нормальную силу N. Подбираем арматуру, которую размещаем равномерно по периметру стен.

5. Расчет на изгиб первой секции колодца.

Перед погружением колодца и его первого яруса из-под ножа удаляются временные прокладки. При этом в конструкции колодца возникают изгибающие и крутящие моменты от собственного веса колодца.(Швецов, стр. 196, рис. 6.5.)

Расчет производится как расчет оболочки на четырех опорах.

Расчет на изгиб и кручение производят при условии: , где H- высота погружаемой части колодца, D- внутр. диаметр колодца. Определяем максимальные величины вертикальных изг. моментов опорных, пролетных, крутящих. Подбираем горизонтальную арматуру.

6. Расчет ножа на изгиб.

Нож рассчитывается как консоль, изгибаемая относительно линии с-с для 2-х расчетных случаев( расчет производится на 1 м периметра колодца).

Первый расчетный случай соответствует началу погружения колодца- нож врезался в грунт на полную высоту, консоль изгибается наружу(схемы к расчету Швецов,стр. 196, рис 6.6.) Расчет консоли ножа ведется по сечению с-с, которое рассчитывается на внецентренное сжатие. Вычисляем расчетные усилия.

Второй расчетный случай соответствует заглублению колодца до проектной отметки, когда грунт под банкеткой подобран, но нож еще не коснулся грунта по всему его периметру. Нож изгибается внутрь колодца и рассчитывается как консоль относительно сечения с-с на действие активного давления грунта и гидростатического давления воды. Вычисляем расчетные усилия.

7. Расчет стен колодца на изгиб в горизонтальной плоскости.

Проводится когда колодец погружен до проектной отметки. Расчетная нагрузка- активное давление грунта, гидростатическое давление воды, дополнительное давление грунта, вызванное перекосом колодца при его опускании. К расчету принимается участок стены над ножом высотой= толщине стены. Условно считается, что этот участок воспринимает всю нагрузку, приходящуюся на нож. Рассчитывается методами стр. механики как замкнутая рама, воспринимающая неравномерную нагрузку. Расчет вышележащих участков стен колодца производится аналогично. Определяем изг. моменты, нормальные силы.

Расчеты на период эксплуатации.

8. Расчет колодца на всплытие в период эксплуатации.

Определяем напряжения под подошвой и вычисленные напряжения не должны превышать расчетного сопротивления грунта R (или 1,2R), а при скальных грунтах- предела прочности грунта на одноосное сжатие.

Напряжение в грунте по боковой поверхности колодца не должно превышать несущей способности грунта. При нарушении неравенства необходимо увеличить размеры колодца в плане.

9. Расчет контактных напряжений под подошвой и по боковой грани колодца.

Определяем напряжения под подошвой и вычисленные напряжения не должны превышать расчетного сопротивления грунта R (или 1,2R), а при скальных грунтах- предела прочности грунта на одноосное сжатие.

Напряжение в грунте по боковой поверхности колодца не должно превышать несущей способности грунта. При нарушении неравенства необходимо увеличить размеры колодца в плане.

10. Расчет прочности конструкции опускного колодца.

При расчете прочности конструкций опускного колодца на эксплуатационные нагрузки необходимо проверить прочность, устойчивость формы и трещиностойкость наружных и внутренних стен колодца, днища, перекрытий.

Стены колодца в местах опирания балок рассчитываются на местное действие нагрузки. Ширина раскрытия трещин в наружных ж/б стенах в период эксплуатации колодца не должна превышать 0,2 мм.

Ввиду сложности конструкции колодца расчеты выполняются на ЭВМ. Днище колодца рассчитывают как плиту на упругом основании.

Краны подбирают и размещают таким образом, чтобы не было мертвых зон, куда нельзя подать краном смесь.