2.7 Розрахунок фундаменту під вежо-лебідочний блок

Вихідні дані:

Назва блока – вежолебідочний з вежою

Маса блока, кг – 263000

Клас важкого бетону, МПа – В20,В40

Інертний наповнювач – гравій 0,5

Допустимий тиск на грунт, КПа – 215, грунт чорнозем

Найменша зимова відємна температура, − 28

Об’ємна маса, кг/м³ −

Визначаємо водо-цементне співвідношення

де, R_б – границя міцності бетону після 28 днів затвердіння, R_б =20 МПа

К – коефіцієнт, який залежить від виду інертного заповнювача

(К=0,5 – для гравію)

R_ц – марка цементу, R_ц = 40 МПа

Приймаємо

По [3, с.104] в залежності відношення визначаємо об’ємне співвідношення бетонної суміші: піску і гравію.

Вибираємо для водо-цементного співвідношення об’ємне співвідношення бетонної суміші 1:х:у на 1 м³ бетону

де, х=2,3 – об’єм піску в бетоні

у=4,2 – об’єм гравію в бетоні

Визначаємо об’єм цементу, м³

де, Ц- кількість цементу (кг) на 1м³ бетону, Ц = 253

По об’ємному співвідношенні визначаємо об’єм піску П₀ і гравію Г₀ на 1 м³ бетону

По водо-цементному співвідношенню визначаємо об’єм води на 1 м³ бетону

В₀=0,65·0,253=0,16445

Площа підошви фундаменту визначається з умови забезпечення стійкості грунту, на якому змонтована машина-фундамент. Вона визначається розрахунком.

При центральному прикладанні навантаження N тиск Р розподіляється, рівномірно по всій площі опори F

де P - питомий тиск під підошвою фундаменту, МПа

N - навантаження на основу фундаменту, кН

F - площа опори підошви фундаменту, м²

P_д - допустимий тиск для матеріалу фундаменту, МПа

З цієї формули знайдемо площу опори

Виходячи з умов міцності фундаменту, що верхня його площина повинна бути на 100…200 мм більшою за габарити машини приймаємо площу опори F=14 м²

По конструкції опори вежолебідочного блоку попередньо ширину назначаємо 2 м, то довжина буде

За тип фундаменту вибираємо бетонний блок, який виготовлений із бетону важкого класу.

Розрахункова глибина промерзання грунту

де Н_н – нормативна в даному регіоні глибина промерзання

m_t – коефіцієнт впливу теплового режиму споруди на промерзання грунту, (m_t=0,7-1)

Нормативна глибина промерзання Н_н

де – сума середньомісячних від’ємних температур повітря за зиму

Тоді

Тоді розрахункова глибина промерзання грунту

h₁=126·0,95=119,68 см=1,2 м

Висоту наземної частини фундаменту приймаємо 0,2 м

Тоді загальна висота фундаменту

Н=1,2+0,2=1,4 м

Визначаємо об’єм фундаментного блоку

V=14·1,4=19,6 м³

Знаходимо масу фундаментного блоку, беручи питому вагу бетону в межах γ=1750…2750 кг/м³

N_б=19,6·2000=39200 кг

Визначаємо середній тиск на грунт з врахуванням маси фундаменту та порівнюємо його з допустимим тиском

P<[P_д]

212 кПа<[215кПа]

Маса цементу для приготування бетону

Ц=253·19,6=4958,8 кг

Для визначення кількості компонентів і для виготовлення фундаментного блоку масу цементу переводимо в об’єм

Об’єм цементу

Ц₀=0,2·19,6=3,8145 м³

Об’єм піску

П₀=0,4·19,6=8,7733 м³

Об’єм гравію

Г₀=0,8·19,6=16,021 м³

Об’єм води

В₀=0,2·19,6=3,2232 м³

Потрібно при виготовленні фундаментного блоку всі вираховані компоненти збільшити на 10…12% враховуючи виробничий (людський фактор) і технологічні втрати. Приймаємо компоненти фундаментних блоків з врахуванням 10% втрат

Об’єм цементу

Ц₀=3,8+3,8·0,1=4,2 м³

Об’єм піску

П₀=8,8+8,8·0,1=9,7 м³

Об’єм гравію

Г₀=16+16·0,1=18 м³

Об’єм води

В₀=3,2+3,2·0,1=3,5 м³

В нашому випадку під вежолебідочний блок потрібно чотири фундаментні блоки з такими габаритними розмірами:

довжина L=1,87 м

ширина B=1,87 м

висота H=1,4 м

Тоді об’єм фундаментного блоку рівний

V=1,87·1,87·1,4=4,89566 м³

Маса одного блоку

P=4,9·1300=6364,4 кг

Загальний об’єм чотирьох фундаментних блоків

V_заг=4·4,9=20 м³

Що задовольняє прийнятому загальному об’єму фундаментного блоку

Загальна маса чотирьох фундаментних блоків

Р_заг=20·1300=25457,4 кг

2.8 Розрахунок кількості тракторів

Для розрахунку кількості тракторів приймаємо наступні дані:

Швидкість руху трактора – 0,97 м/с [4, с.376 ]

Кут нахилу до горизонту − 8° [Дані практики]

Маса вежолебідочного блоку – 263 [Паспорт БУ-5000-ЕУ]

Рисунок 2.1 – Схема до розрахунку кількості тракторів для перетягування

Кількість тракторів для перетягування блоку

де R – зусилля , необхідне для перетягування вежі, Н ;

P – тяглове зусилля одного трактора, Н ;

k₁ – коефіцієнт, який враховує нерівномірність роботи тракторів, k₁ =1,2 – 1,3;

Зусилля, яке передається на грунт від ваги вежі Q розкладається на дві складові Q₁ і Q₂. Зусилля Q₁ напрямлено перпендикулярно до дороги

де  - кут нахилу дороги;

Тоді

Зусилля Q₂ напрямлено в сторону протилежну рухові трактора

Зусилля R складається із зусилля Q₂ і сил тертя F , яке виникає від вертикальної сили Q₁ до дороги, тому

, (2.19)

f – коефіцієнт тертя кочення або ковзання, f = 0,06 – 0,1

Тяглова сила трактора залежить від потужності двигуна

де N_тр – потужність трактора , N_тр =130к.с 100 кВт

_тр – к.к.д. трактора , _тр = 0,7 – 0,8;

V – швидкість руху трактора, м/с

Підставляючи дані у формулу (2.16), знаходимо n

Приймаємо для транспорування вежолебідочного блоку на полозах і санних основах 10 тракторів.

2.9 Розрахунок буксирних канатів для фундаментного блоку

Вихідні дані:

Маса блоку, кг – 6364,36

Розміри, мм:

А − 1870

В − 2000

С – 1870

Коефіцієнт нерівномірності – 1,35

Рисунок 2.2 – Схема строповки вантажу

Визначити зусилля в кожній вітці стропа

де М – маса блока, кг

g - прискорення вільного падіння, м/с²

 - кут, утворений стропом і перпендикуляром, опущеним з точки підвішування стропів до перетину діагоналей (див. рис. 2.2)

де d - діагональ прямокутника

d=1870+1870 = 2645 мм

де А і С - сторони прямокутника

Примітка. При виборі діаметру каната для стропів коефіцієнт запасу К потрібно вибирати:

При піднятті вантажів масою до 50т. К=6;

При піднятті вантажів масою >50т. К=8

Вибираємо талевий канат згідно ГОСТ 7679-78:

діаметр, мм – 10

діаметр дротинок зовнішнього шару,мм – 0,6

розрахункова площа січення всіх дротинок, мм² – 34,8

границя міцності матеріалу дротинок канату, Н/мм² −1600

розрахункове розривне зусилля сумарне всіх дротинок, кН – 558

розрахункове розривне зусилля каната в цілому, кН − 474