§ 6. Расчет оснований

Аналогично вышкам {см. главу XV) расчет оснований ведется по двум предельным состояниям: несущей способности (прочности и устойчивости) и развитию деформаций, возникающих в процессе эксплуатации.

Основные расчетные формулы, характеризующие предельные состояния оснований, сохраняются:

для расчета на прочность и устойчивость

%Pfn_t^P; (XVI-10)

для расчета на развитие деформаций

где Р — несущая способность сооружения;

б_пр — предельная величина деформаций, определяющая возмож­ность нормальной эксплуатации.

Нормативные нагрузки и коэффициенты перегрузки

Сочетания нагрузок. При расчете основании учиты­ваются следующие нагрузки.

1. Нагрузка QI на опорные плиты (для башенной вышки) или на опорные шарниры (для мачтовой вышки), обусловленная воздей­ ствием максимальной нагрузки на крюке Гк^ах с учетом влияния воздействия в ведущей Р_в и закрепленной Р^ ветвях талевой системы, собственного веса G_B вышки и собственного веса <?_то талевой системы:

<?* - Г-'* + Р_к + Л + G_B + С_м. (XVI-12)

2. Нагрузка Q_o6 от силы тяжести оборудования, настилов, укрытий, ограждений и других узлов, смонтированных на основании.

3. Нагрузка Q^ от силы тяжести оснований.

4. Нагрузка Р_с от силы тяжести свечей, установленных в буро­ вой.

5. Горизонтальная составляющая Р^ от собственного веса свечей бурильных труб, установленных за палец.

6. Ветровая нагрузка д_к на вышку и укрытие (воздействие ветровой нагрузки на отдельные узлы оборудования не учитывается).

При расчете оснований принимаются следующие значения коэф­фициентов перегрузки: для нагрузки на крюке n-i — 1,10; для силы тяжести вышки, оборудования и оснований п₂ — 1,10; для ветровой нагрузки п₃ — 1,30; для горизонтальной составляющей от силы тяжести свечей, установленных в буровой, тг₄ — 1,10.

363

Сочетания нагрузок

При расчете оснований различают следующие сочетания нагру­зок.

Случай, когда на крюке подвешена обсадная колонна, буриль­ные свечи установлены за палец и действует рабочая ветровая на­грузка <?₀ = 250 н/м².

Расчетная формула имеет вид

tf - 0°Л + />_а + <?Л -- <&** + ?_и«₈ -h^«₄ < ^ (XVI-13)

По общей методике расчета для первого предельного состояния по указанным сочетаниям нагрузок определяются следующие дан­ные .

1. Точки приложения нагрузок, действующих на основания.

1. Расчетное усилие N. Каждая состоящая нагрузка N_i прикла­ дывается в узлах основания.

2. Точки опирания основания в процессе бурения или транс­ портирования в зависимости от рассматриваемого случая сочетания нагрузок.

2. Опорные реакции.

3. Усилия в стержнях ферм методами строительной механики, графически — построением диаграммы усилий или аналитически — способом вырезания узлов или способом сечений.

4. Несущая способность стержней, которая сравнивается с мак­ симальными расчетными нагрузками.

Случай, когда обсадная колонна установлена на подроторных балках и действует нормальная ветровая нагрузка д₀, Расчетная формула имеет вид:

^^H-to+Q*A+№<<P- (xvi-14)

Случай, когда основание транспортируется со смонтирован­ным на нем оборудованием.

Расчетная формула в этом случае примет вид:

^ = <?_ови₂-|- &_B»_a-h ?«₈ « Р- (X VI-16)

если в состав оборудования включена вышка, то

^ == Qji* + Q_o6n* + <&«а + ff«₈ < Р\ (XVT-15)

В этом случае воздействие нагрузок вычисляется с учетом наи­более невыгодных сочетаний, возникающих в процессе перевозки. В частности, учитываются наклоны и боковые уклоны, которые вы­зывают перемещение центра тяжести системы.

Проверяется правильность выбранного сечения стержня: а) подверженного осевому растяжению или сжатию на прочность по формуле

N^rnHF^ (XVI-17)

364

где т — коэффициент условий работы, принимаемый в пределах

0,9 — 1;

R — расчетное сопротивление стали растяжению и сжатию; .F_HT —площадь сочетания нетто;

б) подверженного осевому сжатию на устойчивость по форму­лам:

при ^>Я, N^m^RF^- (XVI-18)

прнЛ.,>Х_я N^mVyRF^ (XVM9)

где К_х, Я_? —гибкости стержня относительно осей z — x и у —у, Ф«! Фз- — коэффициенты продольного изгиба.

Коэффициенты гибкости X для сжатых деталей:

поясов, раскосов и стоек ферм, воспринимающих:

опорные реакции • 12о

реакции связи 200

Коэффициенты А. для растянутых деталей:

лоясоб и опорных раскосов ферм 250

прочих элементов ферм 300

При несоблюдении неравенств (XVI-11), (XVI-12) или (XVI-13) вновь выбирают сечение стержня.