Расчет фундамента на вырывание

Обновлено: 11.05.2024

Расчет стойки в грунте на горизонтальную силу (на опрокидывание)

Расчетный файл в формате *.xlsx.

Сам расчетный файл в формате *.xlsx можно скачать по ссылке:

Последнее обновление 17.06.2019 г.

В файле 2 листа:

на первом — выполняете расчет по прочности закрепления,
на втором — по деформациям.

В расчетном файле красным шрифтом в разделе «Исходные данные» выделены те цифры, которые Вам необходимо заменить на свои. Так же необходимо выбрать тип грунта из выпадающего списка и указать галочкой есть ли банкетка. Коэффициенты надежности выбирайте из таблиц на том же листе. Всё остальное вычисляется автоматически.

Правильность расчетов проверена на собственном опыте многократно.

При создании файла использовалась программа Microsoft Exel 2013. Более ранние версии могут открыть файл некорректно (не проверял).

Файл шаблона для оформления этого расчета в формате *.docx можно скачать по этой ссылке: Шаблон оформления расчета.

Если вам нужен оформленный расчет то воспользуетесь этим расчетным файлом и шаблоном оформления. Вам останется только задать исходные данные и вписать полученные результаты в файл шаблона оформления расчета.

Если необходимо посчитать отдельную свободностоящую стойку, закрепленную в грунте, на горизонтальную силу и момент (расчет свободностоящей стойки на на опрокидывние) то следует пользоваться методикой, приведенной в «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ» шифр 3041тм-т2 (раздел 6, основания) стр 61-80 (руководство разработано институтом «Энергосетьпроект» в 1976г.

Варианты закрепления отдельностоящей стойки в грунте

Данный расчет в основном используется для опор линий электропередачи (ЛЭП/ВЛ), выполненных на железобетонных центрифугированных стойках, для многогранных опор ВЛ, закрепляемых на цилиндрических фундаментах и др., а так же для расчета закрепления железобетонных стоек под оборудование открытых распредустройств (ОРУ) подстанций (ПС) всех классов напряжения. Но так же расчет может быть применен для любой конструкции имеющей схожую расчетную схему и схему загружения.

Расчетная схема закрепления стойки в грунте

Этот же расчет приведен в «Пособии по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)» 1986 года и в книге авторов К.П. Крюков, Б.П. Новгородцев Конструкции и механический расчет линий электропередач (1979 г.) раздел 9-4. Расчеты в пособии к СНиП отличаются от расчетов в книге и Руководстве по проектированию ЛЭП и дают другие результаты. Долго и мучительно сравнивая все три источника и обратив внимание на их годы выпуска пришел к выводу что в Пособии к СНиП 2.02.01-83 данный расчет не верный . В пособие хотели включить этот расчет приведя его к общим условным обозначениям и преобразуя формулы, но наделали кучу ошибок и опечаток. Пользоваться им нельзя!

Литературу по теме можно скачать в разделе Нормативы

Если будут какие то вопросы или пожелания по расчетному файлу — пишите в комментарии, рад буду ответить!

Здравствуйте. Пытаюсь разобраться в расчётах фундаментов опор ЛЭП, конкретно: грибовидных с наклонной стойкой Подскажите, пожалуйста, по следующим моментам:

1. Расчёт по деформациям на вырывание с опрокидыванием: производится ли такой и, если да, то по какой методике.
Такой вопрос возник по следующей причине:
- согласно п.2.234 пособия к СНиП 2.02.01-83 крен определяется с учётом характеристик грунта основания (модуль деформации и коэффициент пуассона), видимо, только для случая опрокидвания сжатых фундаментов.
- согласно п.11.8 того же пособия можно определить предельное значение горизонтальной силы при выдёргивании с опрокидыванием, при котором расчёт деформаций не требуется. По логике пункта: при большем её значении расчёт по деформациям потребуется.
- К тому же программа Запрос из комплекса SCAD не выполняет расчёт крена при вводе выдёргивающей нагрузке (N <0).
Вобщем, в голове возникла путаница, но ощущение такое, что должен такой расчёт выполняться, ведь если не ограничивать эту деформацию, то фундамент, наверно, может повернуться так, что при разгрузке обратно в проектное положение не вернётся или его соединение со стойкой нарушится или ещё чего.

2.Работа ригеля грибовидного фундамента с наклонной стойкой
Согласно типовому проекту 407-4-41 ригеля к грибовидному фундаменту с наклонной стойкой крепятся только вдоль плоскости стойки, расположенной вертикально (лист КС7). То есть, длины установленных на фундамент ригели в плане будут направлены радиално в центр конструкции опоры. А это значит, что они будут работать только в одном направлении и будут сдерживать фундамент от опрокидывания только в случае действия горизонтальной нагрузки по касательной окружности, условной проведённой через все фундаменты опоры, а при нагрузке, направленной от или к центру опоры толку от них не будет. Так ли это?

Если всё таки выдёргивание с опрокидываением не рассчитывается, а задаётся только лишь ограничение по пункту п.11.8 пособия, то значит надо в таком случае закладывать ригели (в формулу предельной поперечной силы входит нагрузка, воспринимаемая ригелем), но если ригели фундаментов с наклонной стойкой рабтают только в одном направлении, то значит и они не спасут в опрделённых случаях. Как же тогда быть?

Люди, подскажиет пожалуйста
как считается грибовидный фундамент на опрокидывание.
При небольшой вертикальной нагрузке имеется значительный момент, поэтому такой расчет надо проводить (расчитываю фундамент под отдельностоящую опору)
Считал раньше по формуле
Куст=Муд\Мопр > 1,5
при H/b

но я не помню откуда взята эта формула :-(
может подскажите? - или подскажите еще методы такого расчета
заранее спасибо

Расчет на опрокидывание освещен в литературе по подпорным стенам.
Коэффициент устойчивости против опрокидывания >=1,5 можно найти в книге ЖБК Байкова, ЖБК Сахновского.

Спасибо. -
а это корректно? считать столбчатый фундамент на опрокидывание, пользуясь принципом рассчета подпорной стены (задумчиво)

Можно этот же принцип расчета на опрокидывание применить на человечека, едущего в трамвае.
Если он стоит с сомкнутыми ногами, то его вес умноженный на плечо (до крайней точки опоры)- очень маленькая величина, т.е. удерживающий момент маленький и если трамвай дернет, то челобрек грохнется .
Если человек примет устойчивую позицию (раскорячится)- увеличится плечо удерживающих сил и, значит, человек устоит при разгоне (торможении) трамвая. :wink:

Ответ (Можно этот же принцип расчета на опрокидывание применить на человечека, едущего в трамвае. )конечно хороший с точки зрения «…….сидящего на заборе», только прокурору это не предъявишь.
Рекомендую обратиться к пособию по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83 (гл.11 п.11.5 рис. 77. Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи) Схема твоя, судя по исходным данным. Но есть и варианты все зависит от конкретной задачи. Попробуй, может поможет.

Garbag, можешь поподробней описать конструктив грибовидного фундамента? У меня щас таже задача - момент большой, вертикалка - маленькая. Я применяю фундамент с жесткими анкерами, т. е. плита на буронабивных сваях по периметру.
По идее расчет ф-та на опрокидывание ведется по круглоцилиндрическим пов-тям(в байкове/сигалове кажись он есть). А приведенную тобой формулу я встречал в расчетах на опрокидывание башенных кранов, и там не учитываются свойства основания. Для ф-та эта формула не годится ЯТД.

могу и описать, а лучше пиши в личку.
формула на опрокидывание в принципе должна работать, потому что вырывающей силе до свойств основания дела нет, ее грунт засыпки интересует и вес фундамента.

2Serega - спасибо - пособие я это нашел и как раз по нему и считаю. а еще по пособию по проетированию ЛЭП - просто по "старому" расчету все немного проще выходило, но я боялся что экспертиза этот расчет не примет (видимо не зря боялся) - поэтому сейчас пересчитываю .

Хочу быть фотографом :)

Открыл пособие по расчету оснований.. нашел про фундаменты воздушных линий электропередач.. Там же и рисунок по расчету грибовидного фундамента.. НО - все расчеты по деформациям! Нигде не сказано, как считать по устойчивости на опрокидывание. Не думал, что это станет нерешаемой задачей((

буду краток.
надо расчетать свайный фундамент под ЛЭП в Хаты-Мансийске, в основание сложено песками средней и мелкой крупности, уровень ГВ 0,5-1,8м от поверхности.
все банально, ни когда не приходилось вести расчет фундаментов под ЛЭП, поэтому даже не могу собрать нагрузки, точнее могу, но боюсь что-нибудь упустить. переходы длиной до 500м. электрики считать в какой-то сисоффтовской программе и строили лэп, и даже выдали нагрузки на фундамент, но вот заковырка. непонятные мне и им буквенные обозначения, а точнее непонятен физический смысл величин + хелпа нет (((
к тому же полученные величины мягко говоря пугают, на одно из опор, сжимающая нагрузка, опять же не понятно сжимающая что именно нагрузка, 1000 тонн при повторном пересчете, эта нагрузка увеличилась в 10раз.
так вот как у меня 3 вопроса: как собрать нагрузки, где можно посмотреть расчет и какую программу можно использовать для расчета фундамента лэп

спасибо большое, но аксиомы я пока не забыл
а какую нить более существенную информацию. там, пример расчета)))

Электрики Вам дали задание на проектирование свайных фундаментов под опоры (по серии) ЛЭП. В серии даются нагрузки на фундамент для опоры. В общих данных указывается ветровой район, например, III район по СНиП.
Карты районирования ветровых давлений по СНиП и ПУЭ различны.
Возмите район по ПУЭ. Найдите переводной коэффициент. Умножте на переводнеой коэффициент нагрузки на фундамент. Учтите 20кН на аварийный порыв провода (рядовая опора при аварийном порыве должна быть анкерной, учтите горизонтальную силу и момент). Свайный фундамент расчитывайте по SCAD с учетом горизонтальной нагрузки. Программа выдает несущую способность сваи с учетом выдергивающей нагрузки. Подобный расчет выполняют и другие программы.

В одной из первых серий Ленинградского отделения проектного института "Энергосеть" (я могу ошибиться) была разработана методика расчета фундаментов опрор ВЛ. Все более поздние серии на нее ссылаются. Расчеты по ней очень сложные. (Вероятно, эта методика не для Вашего случая)
Надеюсь, что оказал некую помощь

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

ну нагрузка очевидно на опору. Она же не делится на ноги, она ж цельнометаллическая

А на ноги вы сами делите. Если захотите таракана - будет 6 ног и т.п. Они не знают точно тип опоры, это вы им его подтверждаете.

Вы не можете считать сами без электриков, т.к. у них там гололёд, ветер, обрыв проводов и т.п.
Если ж хотите геморрой, то можно наверное всё учесть. Но получите в итоге наверное то же что и программа.

Вообще обычно программы верифицируют и на предприятии. Вдруг у вас плохая и считает с ошибкой ?
Думаю надо выбить у начальства время на такой расчёт вручную, подтвердить качество так сказать.

в итоге вы получите силы с проводов.
А как они распределяются по опоре скажет вам скад.
Без него даже страшно подумать сколько и как это считать.
Ну или с большим запасом. Полагаю у вас даже типовая опора не пройдёт таким расчётом.
1. однозначно усилия будут разные на все ноги, но стоит ли это учитывать ?
2. так вы опору считаете, а не ноги ? Что за вопросы ? У меня чувство, что вы таким макаром ничего не посчитаете. Тут надо 3д учитывать, а не каждую ногу отдельно считать.

Сразу оговорюсь, что я КМ знаю плохо и опоры несчитал. Это я всё предполагаю.

Если опора ЛЭП имеет имеет четыре точки под свайные фундаменты, то два фундамента работают на вдавливание и два на выдергивание. Количество свай подбирается расчетом таким образом, чтобы их несущая способность была выше рачетных нагрузок на фундамент.
Если Вы сомниваетесь в предоставленных нагрузках на фундамент, то в этом случае необходим ручной счет. Быстрый грубый сбор нагрузок на вертикальный консольный жесткозакрепленный стержень (предполагается знание строительной механики). Момент в заделке стержня деленный на длину базы опоры ЛЭП дает нагрузки (вдавливающие и выдергивающие с учетом веса опоры) на фундамент. Если первая цифра и порядок полученных усилий на фундамент совпали с расчетом по программе, то предоставленным данным можно доверять.
Особо Ваше внимание хочу обратить при использовании ПУЭ. В нем приводятся повышающие коэффициенты, применяемые для районах с отсутствием метеоданных.
Если расчеты сильно разнятся, то в ПУЭ сбор нагрузок очень подробно прописан. В этом случае все надо делать в ручную. Бояться этой работы не надо. Специалистами становяться только через ручной счет и не однократный.
Успехов Вам.

Момент в заделке стержня деленный на длину базы опоры ЛЭП дает нагрузки (вдавливающие и выдергивающие с учетом веса опоры) на фундамент.

может половина длинны базы.
а как же быть с продольными и поперечными усилиями?? или они не значительны по сравнению с моментом ??

Инженер-недоучка на производстве

необходимо применять как можно больше повышающих коэффициентов. Например, коэффициент по нагрузке -1,1;

Маленькая поправка: при расчёте на опрокидывание (соответственно на выдёргивания одной из опор) нагрузку от собственного веса брать с понижающим коэффициентом 0,9 - прим. 1 таблицы 1 СНиП "Нагрузки и воздействия".
Ну а ветровые по-прежнему, с наибольшими повышающими коэффициентами.

Проблема у меня следующая. Больше года уже висит надо мной и я уже решила с ней покончить.
Разбираюсь в расчете опоры ЛЭП. Цель - подбор столбчатых типовых фундаментов под опору.

Считала в программе ЛЭП-2009 и вручную.
В программе все сделала, ввела все климатические данные, геометрию опоры и т.д. - посчитались нагрузки на сжатие, на вырывание. Затем, по ним (по нагрузкам) как-то нужно используя типовой проект подобрать фундамент.
Сразу говорю, что обычный фундамент, где нужно определять площадь подошвы, я знаю, мы это проходили на 4 курсе, но здесь по-другому как-то подбирают фундаменты.

В ручном расчете я дошла до опрокидывающих моментов и тоже не знаю, что с ними да куда. Есть много вариантов у меня, но я не знаю, какой из них верный. Использовала учебник Крюкова, там приведен расчет промежуточной опоры и усилия в элементах, как там подбираются фундаменты, Крюков не написал.

Если, кто сможет посоветовать какую-нибудь литературу, где это объясняется, буду очень рада. Также могу сбросить свои расчеты отсканированные в ЛС, может у кого-то есть свободное время и он может проверить на наличие ошибок, куда уж без них

Здравствуйте Саразан!
Мы с вами коллеги в этом вопросе! Я вот уже неделю тоже пытаюсь посчитать опору ЛЭП. Создал модель в Лире и получил нагрузки на фундамент, вот только с пульсацией никак не могу разобраться!
1.Как вы считали пульсацию, если вручную, то как определяли первую частоту собственных колебаний?
2. На какие режимы нужно считать промежуточные опоры?
С подбором фундаментов я пока не занимался, считаю что это следующая фаза. Пытаюсь правильно собрать нагрузки. Думаю что там можно разобраться. Мне дали несколько альбомов типовых фундаментов под опоры и сказали, что там как то все по графикам подбирается) Если что могу подсказать альбом по которому подбирать, только скажите название вашей опоры.

Как вы в Лире задавали модель? Опору нарисовали по монтажной схеме, а потом жесткость стержням задавали? У меня была такая идея, но как-то решила я не связываться.
и ветровую нагрузку тоже надо прикладывать к опорам, там же. Хотя. может я тоже попробую как-нибудь тоже в Лире посчитать)

1) Я пульсацию не учитывала, у меня опора ниже 40 м - 24,7м
2) Вообще на самый опасный режим рассчитывается.
Можно, наверно и на все попробовать и сравнить. Я считала по учебнику Крюкова, он почему-то показал пример для нормального режима (ветер без гололеда, направленный перпендикулярно оси линии).

Наверно голодед зависит от района строительства, его может быть очень мало, чтоб его учитывать, знаю, что некоторые опытные инженеры с ним вообще не связываются))

Аварийный режим не может быть, по моему мнению, самым опасным, т.к если это обрыв провода, то вес провода не учитывается и давление ветра на провод, если обрыв троса, то аналогично. И к тому же продолжительность действия нагрузок аварийного режима невелика.

Однако когда одна из нагрузок мала и при расчёте основания ее влиянием можно пренебречь, режим нагружения относят к простым. Так, фундаменты одностоечных свободностоящих железобетонных опор, блочные фундаменты одностоечных узкобазных и портальных металлических опор могут рассматриваться как опрокидываемые, хотя на них действуют также сжимающие силы.
На опрокидывание в режиме сложного нагружения работают фундаменты металлических и широкобазных опор, в том числе и свайные. Наиболее характерным примером опрокидываемого фундамента является фундамент одностоечных свободностоящих железобетонных опор.

1. Расчет оснований одностоечных железобетонных опор.

При проверке трещиностойкости расчет оснований по деформациям должен производиться для промежуточной стадии работы грунта, соответствующей действию нормативных нагрузок.

Кроме давления на боковую поверхность стойки (трапецеидальная эпюра) и боковые поверхности ригелей (равнодействующая А для верхнего и A1 для нижнего ригеля), опрокидыванию стойки противодействуют также силы трения Τ1, Т2, Т3, T4 и Т5, развивающиеся на боковой поверхности и подошве стойки и на боковых поверхностях ригелей. Так как рассматривается пространственная задача, необходимо учитывать, что пассивное давление грунта увеличивается за счет сил трения на боковых поверхностях призм выпирания.
Эти силы трения могут быть определены по методу, примененному для подсчета сопротивления грунта вырыванию анкерных плит, но в практике расчета одиночных стоек на опрокидывание влияние боковых массивов принято учитывать путем введения не действительной, а расчетной ширины стойки

Заделанная в грунт часть стойки опоры рассматривается как абсолютно жесткая.
Давление на грунт передается посередине верхней и нижней трети подземной части стойки посредством жестких связей, работа грунта участка средней части не учитывается.
Ввиду нарушения сплошности грунтовой массы самой стойкой взаимное влияние связей О и 1 не учитывается.
Так как при выводе расчетных формул в работе Б. Н. Жемочкина учитывалось упругое однородное полупространство, работающее на сжатие и на растяжение, а в действительности грунт может воспринимать только сжатие, модуль деформации уменьшен вдвое. Кроме того учтено снижение модуля деформации на 20%.

С учетом сделанных допущений получается следующая формула для определения угла поворота стойки в основании: при закреплении без ригелей.
В результате в предлагаемых формулах угол поворота увеличен в 2,5 раза (что равносильно уменьшению в 2,5 раза модуля деформации).

Расчет железобетонных подножников при действии горизонтальных сил.

где Fx и Fy — площади проекций подножника на вертикальные плоскости, перпендикулярные направлениям сил Рх и Ру (с учетом площадей соответствующих ригелей).

Проверка оснований вырываемых подножников, на которые действуют горизонтальные силы, производится по формуле:

Расчет оснований массивных бетонных фундаментов на действие горизонтальных сил.

Расчет на опрокидывание фундаментов узкобазных стоек металлических опор.

В основу предлагаемого метода положены следующие допущения.

Удерживающий момент создается вертикальными нагрузками (вес фундамента, опоры, проводов, тросов, оборудования), весом грунта на уступах, а также равнодействующей сил трения, которые возникают при повороте фундамента на боковой поверхности призмы грунта, основанием которой является плита подножника; при этом сдвиги в массе грунта по боковой поверхности призмы возрастают пропорционально удалению от ребра АВ. расстояния АВ. На стороне, противоположной ребру АВ, интенсивность сил трения постоянна и соответствует максимальному удалению от оси поворота.

В качестве рабочей гипотезы принято, что силы трения, которые вовлекают в работу грунт, находящийся непосредственно у плоскостей сдвига, пропорциональны величине сдвигов, т. е. также находятся в линейной зависимости от высоты поворота.
В этом случае опрокидыванию фундамента противодействует вес усеченного клина с криволинейной боковой поверхностью, определяющейся переменным углом наклона ξχ, который изменяется от нуля до максимального значения ξ.

Преобразования уравнений статики дают следующие формулы для расчета прочности основания:
полный предельный удерживающий момент (с учетом веса самого фундамента)

Читайте также: