Расчет строительных конструкций башенных градирен

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;

- производится проверка устойчивости фундамента, расчет на сдвиг;

определяется расчетная нагрузка на 1 м 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 1 м 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.

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 40 м.

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.

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

Устойчивость верхнего края железобетонной оболочки обеспечивается устройством ребра жесткости, ширина которого должна составлять не менее 1,0 м. 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.

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.

Расчет трещиностойкости оболочки башни выполняется для бетона В30 и арматуры класса А-III.

Прочность сечений оболочки необходимо проверять в зависимости от соотношения между величиной относительной высоты сжатой зоны бетона z_сж, определяемой из условия равновесия, и граничным значением относительной высоты сжатой зоны бетона z_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.

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.

Минимальный диаметр стойки опорной колоннады башни должен быть не менее 400 мм, 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 0,8 ее геометрической длины. Собственный вес стойки учитывается только при расчете сжатой стойки.