В статье рассмотрен опыт проектирования фундамента мелкого заложения под прожекторную мачту высотой 25 метров, отмечены особенности выполнения сбора нагрузок и расчета фундамента.
Ключевые слова: фундамент мелкого заложения, прожекторная мачта .
Сбор нагрузок
К нагрузкам, действующим на прожекторную мачту, и передаваемым на верх фундамента, относятся:
— постоянная нагрузка от собственного веса мачты;
— ветровая нагрузка (w в );
— гололедная нагрузка (q гл ).
Сбор нагрузок на прожекторную мачту был произведен по указаниям [1], схема нагрузок приведена на рис. 1.
Рис. 1 Схема нагрузок на прожекторную мачту
При этом особенностью определения ветровых нагрузок явилась возможность резонансного вихревого возбуждения конструкции мачты по [1, п. 11.3]. Для выполнения проверки, по [1, ф. 11.11] были определены критические скорости ветра V cr , i для первых трех частот собственных колебаний мачты и выполнено сравнение их величин с максимальной скоростью ветра V max (z эк ), определенной по [1, ф. 11.13]. Определение частот собственных колебаний мачты выполнялось в ПК Лира-САПР. Сравнение величин V cr , i и V max (z эк ) показало, что условие [1, ф. 11.12] не выполняется, следовательно, возникает резонансное вихревое возбуждение конструкции мачты.
Интенсивность воздействия F(z), действующего при резонансном вихревом возбуждении, определялась по указаниям [1, п. В.2.1]. После вычисления величины F(z), к КЭ модели мачты в ПК Лира-САПР была приложена нагрузка от вихревого воздействия (см. рис. 2).
Рис. 2. Схема нагрузок на прожекторную мачту от вихревого воздействия (на примере третьей форме собственных колебаний)
За нагрузку на фундамент были приняты момент и перерезывающая сила в заделке мачты. При этом, так как ветровое воздействие возможно в любом направлении относительно плана фундамента, расчетом рассматривалось действие ветра вдоль стороны фундамента и по его диагонали в плане.
Конструирование
Размеры подколонника определялись по условию размещения закладной детали для последующего сопряжения конструкции мачты с фундаментом (рис. 3).
Рис. 3. Сечение по фундаменту под прожекторную мачту
Высота фундамента была назначена для обеспечения условий глубины его заложения по требованиям [2]. В рассматриваемом примере, так же была предусмотрена замена грунта. Таким образом, основной задачей конструирования явилось определение высоты и размера подошвы в плане.
Расчет фундамента
В ходе расчета были выполнены проверки несущей способности фундамента и грунта основания по I и II группам предельных состояний по указаниям [2, 3].
В ходе расчета, наибольшую сложность представили два условия работы фундамента:
- Мачты освещения были рассредоточены по всей территории строительной площадки (размерами в несколько километров), что приводит к изменению инженерно-геологических условий от фундамента к фундаменту.
- Определяющей проверкой несущей способности и фактором назначения размеров фундамента явился расчет на опрокидывание фундамента, по которому доля использования составила 99,3 %.
Литература:
1. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* (с Изменениями N 1, 2, 3)
2. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83
3. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52–01–2003 (с Изменением № 1)
