Совместный расчет конической оболочки и кольцевой плиты конечной жесткости на сжимаемом основании
5.141. Указания раздела относятся к расчету тонкостенной системы, состоящей из конической оболочки, опертой на кольцевую или круглую плиту конечной жесткости, лежащую на линейно-упругом, винклеровском основании.
Расчет оболочки для первого (см. рис.62, а) и третьего (см. рис.62, в) типов опирания ничем не отличается от аналогичного конического фундамента, опертого на жесткую плиту, и выполняется с использованием указаний пп.5.135, 5.136. Плиту конечной жесткости в этом случае следует рассчитывать на действие сил, расположенных по линии контакта.
Для шарнирно неподвижного (рис.63, г) и защемленного (рис.63, д) типов сопряжения конической оболочки с плитой конечной жесткости усилия взаимодействия и определяются программой в результате решения системы методом сил.
Расчет конической оболочки, лежащей на сжимаемом основании, подкрепленной опорным кольцом
5.142. Для статического расчета упругой изотропной осесимметрично нагруженной оболочки, лежащей на линейно-упругом, винклеровском основании (см. рис.61, а), принята следующая система разрешающих уравнений в нормальной форме:
(295)
При этом усилия
и
находятся по следующим формулам:
;
(296)
.
(297)
5.143. Граничные условия для оболочки, свободно лежащей на сжимаемом основании и имеющей в верхней части жесткую вставку, которая обеспечивает передачу осевого усилия от сооружения на оболочку (см. рис.61, а), имеют вид:
при
;
;
;
(298)
при
;
;
.
(299)
5.144. Для расчета подкрепляющего опорного кольца (кольцевой плиты) допускается использовать уравнения (295), приняв угол конусности 0.
5.145. Краевую задачу о расчете конической оболочки в случае отсутствия опорного кольца и для оболочки, сопряженной с опорным кольцом, следует решать методом начальных параметров в сочетании с приемом деления отрезка интегрирования на промежуточные части.
Для решения краевой задачи системы разрешающих дифференциальных уравнений и граничные условия должны быть представлены в векторном виде, и отрезок интегрирования разделен на ряд промежуточных частей так, чтобы было возможно численное интегрирование векторного разрешающего уравнения в пределах любого отрезка.
Пример расчета фундамента в форме конической оболочки, опертой на грунт или кольцевую плиту
Параметры такой оболочки
одинаковые (см. рис.62, а):
8
м,
17,43
м,
9,86
м,
0,4
м. Параметры плиты (см. рис.63, а):
11
м,
23
м,
3
м, толщина плиты в месте сопряжения с
оболочкой 5 м, коэффициент постели
основания
50
МН/м
.
Материал: бетон М 200,
24000
МПа,
195000
МПа. Фундаменты нагружали осесимметричной
нагрузкой
511000
кН. Расчеты выполнены при отсутствии
поверхностной нагрузки (
0,
0).
Значение внутренних усилий показано на рис.64, а, б, где 1, 2, 3, 4 - типы закрепления оболочки на плите, 5 - соответствует оболочке, опертой на грунт. Эпюры усилий в плите приведены на рис.64, в, г.
Рис.64. К расчету конической оболочки, опертой на грунт или кольцевую плиту конечной жесткости
а - величины меридиональных и кольцевых моментов в оболочке; б - величины меридиональных
и кольцевых усилий в оболочке; в - величины поперечных усилий в плите; г - величины меридиональных
и кольцевых моментов в плите (1, 2, 3, 4 - типы закрепления оболочки на плите, 5 - оболочка, опертая на грунт)
Величины напряжений растяжения и сжатия в плите и оболочке должны быть не более расчетных характеристик бетона, определяемых по СНиП II-21-75.