Расчет строительных конструкций башенных градирен

6.102.Расчет железобетонных конструкций градирен следует выпол­нять по СНиП 2.03.01-84.

6.103.Ленточный фундамент башни должен рассчитываться как много­пролетная неразрезная балка. Нагрузки на фундамент следует принимать из расчета веса оболочки башни с учетом собственного веса и ветрового воздействия.

Расчет отдельно стоящих фундаментов металлических башен градирен следует производить как внецентренно нагруженных на основное сочета­ние нагрузок.

Расчет кольцевого фундамента железобетонной башни выполняется в последовательности:

производится сбор нагрузок от собственного веса фундамента, от веса грунта на обрезе фундамента, от давления воды, от максимальной ветровой нагрузки и нормативной нагрузки от собственного веса башни;

определяется среднее напряжение на грунт;

определяется расчетное давление на основание (по СНиП 2.02.01-83);

производится проверка устойчивости фундамента, расчет на сдвиг;

определяется расчетная нагрузка на 1м длины фундамента от макси­мальной расчетной вертикальной сжимающей нагрузки от ветра и собствен­ного веса башни;

определяются крутящий и изгибающий моменты, воспринимаемые фун­даментом;

определяются усилия в фундаменте без учета термовлажностных воздей­ствий: изгибающий момент, горизонтальная составляющая нагрузки от соб­ственного веса башни на 1м длины, растягивающее усилие (распор) ;

определяются усилия в фундаменте с учетом термовлажностных воздей­ствий и потребная площадь сечения арматуры;

проверяется ширина раскрытия трещин.

Для типовых проектов градирен грунты в основании надлежит прини­мать непучинистые, непросадочные, уровень грунтовых вод - ниже подошвы фундаментов. При неблагоприятных грунтовых условиях следует принимать дополнительные мероприятия по обеспечению надежности фун­дамента башни градирни.

6.104.Плита днища бассейна должна быть разрезана деформа­ционными швами и в швы заложена профильная резиновая лента.

Расстояния между температурно-деформационными швами устанав­лива­ются расчетом. Расчет допускается не производить при расчетных зимних температурах наружного воздуха выше минус 40°С, если принятые рас­стояния между швами не превышают 40м.

Статический расчет днища бассейна следует выполнять как плиты на уп­ругом основании на нагрузку от собственного веса оросителя, водораспре­делителя и водоуловителя, передаваемую колоннами сборного железобе­тонного несущего каркаса. При этом следует проверить несущую способ­ность и жесткость плиты при заданном ее армировании. Расчет необходимо выполнять по формулам для бесконечной плиты. Следует определить также момент в плите днища у края фундамента.

Армирование плиты должно выполняться двухрядным.

6.105.Вытяжные башни градирен следует рассчитывать на нагрузки от собственного веса, от ветра (с учетом его динамического воздействия) и от термовлажностных воздействий (железобетонные башни).

6.106.Ветровая нагрузка на вытяжную башню принимается согласно СНиП 2.01.07-85.

6.107.Эпюра аэродинамических коэффициентов по периметру кар­касно-обшивной башни принимается по данным лабораторных аэродинамических исследований. Для башен градирен, имеющих 12граней и более, допускает­ся принимать аэродинамические коэф­фициенты в соответствии с "Руковод­ством по расчету зданий и сооружений на действие ветра" (М.: Стройиздат,1978)как для шероховатых оболочек.

Учет динамического воздействия скоростного напора на каркасно-об­шивные башни производится умножением расчетной ветровой нагрузки на коэффициент ,равный 1,3для башен высотой до 90м и 1,4для башен высотой 90-150м.

6.108. Аэродинамические коэффициенты ветровой нагрузки для железо­бетонных башен градирен определяются в зависимости от степени шерохо­ватости башен по СНиП 2.01.07-85.

Нормативное значение динамической составляющей ветровой нагрузки определяется по СНиП 2.01.07-85в зависимости от максимального периода собственных колебаний башни.

6.109.Кроме внешнего давления ветровой нагрузки на железо­бетонные и каркасные башни градирен, необходимо учитывать распределенное по ее поверхности внутреннее давление с коэф­фициентом минус 0,5.

6.110.Устойчивость верхнего края железобетонной оболочки обеспечи­вается устройством ребра жесткости, ширина которого должна составлять не менее 1,0м. Момент инерции верхнего ребра жесткости вместе с примы­кающими к нему сверху и снизу участками оболочки относительно нейт­ральной оси этой части башни должен быть не менее 0,003 r⁴,где r -ра­диус срединной поверхности оболочки на уровне верхнего ребра жесткости.

6.111.Расчет железобетонной оболочки башни градирни выпол­няется по методике и программе, разработанным во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева.

Программа позволяет определить напряженно-деформированное состоя­ние железобетонной оболочки, верхняя часть которой является гиперболо­идом вращения, а нижняя - усеченным конусом.

Толщина оболочки задается непрерывной кусочно-линейной функцией. Предусмотрены следующие непрерывные по окружности условия опирания верхнего и нижнего торцов оболочки:

свободный край;

упругое защемление в кольцо;

линейно-деформируемая опора;

защемление;

шарниры всех видов.

Основными воздействиями на оболочку являются:

собственный вес;

ветровая нагрузка;

температурное воздействие.

Материал конструкции предполагается идеально упругим, линейно де­формируемым, однородным и изотропным.

В результате решения задачи определяются компоненты перемещений, усилий, моментов в оболочке и выводятся на печать в табличной форме. Оболочка схематизируется в рамках теории тонких оболочек. Принимает­ся, что компоненты поверхностной нагрузки представлены в виде отрезков ряда Фурье.

Предполагается, что температура линейно меняется по толщине оболоч­ки, произвольная по высоте и представлена в виде отрезка тригонометриче­ского ряда по широте.

Оболочка вращения разбивается на кольцевые элементы равной высоты. Число неизвестных для одного узла равно четырем. При составлении исходных данных необходимо иметь геометрию средин­ной поверхности оболочки и колоннады, условия закрепления торцов баш­ни, наличие колец жесткости, систему координат, в которой заданы гранич­ные условия, физико-механические характеристики материала оболочки, тип нагрузки (собственный вес, ветровую, температурную и пр.) и законы ее изменения по периметру и в вертикальном направлении. При расчете оболочки градирни необходимо учитывать термовлажностные воздействия на нее.

Расчет производится для термовлажностных условий зимнего периода. Принято, что перепад температуры и влажности по толщине оболочки имеет вид трапеции.

Изгибающие моменты от термовлажностных воздействий определяются как моменты для бесконечно длинного цилиндра.

6.112.Расчет трещиностойкости оболочки башни выполняется по СНиП 2.03.01-84для бетона В30 и арматуры класса А-III.

6.113.Прочность сечений оболочки необходимо проверять в зави­симости от соотношения между величиной относительной высоты сжатой зоны бето­на_ж, определяемой из условия равновесия, и граничным значением отно­сительной высоты сжатой зоны бетона_R,при котором предельное состоя­ние элемента наступает одновременно с достижением растянутой арматурой величины R_c.При этом из общих уравнений равновесия прямоугольного сечения элемента получаем выражения для определения количества армату­ры для внецентренно сжатого и для внецентренно растянутого элемента.

6.114.Расчет нижнего края оболочки выполняется как много­пролетной неразрезной балки-стенки бесконечной высоты.

Расчет ведется в двух направлениях:

в меридиональном -край оболочки свободен от нагрузки; выполняется проверка на опоре по скалыванию;

в кольцевом -на опоре сжатие или растяжение.

6.115.Минимальный диаметр стойки опорной колоннады башни должен быть не менее 400мм, а гибкость стойки  200.В поперечном сечении стой­ки могут быть круглые, квадратные и прямоугольные.

Расчетные нормальные усилия в стойках определяются от собственного веса оболочки и ветровой нагрузки. При этом расчетная длина стойки при­нимается равной 0,8ее геометрической длины. Собственный вес стойки учитывается только при расчете сжатой стойки.