Расчет фундаменты под лэп

Обновлено: 22.04.2024

В настоящий момент вопрос с установкой опор ЛЭП остаётся одним из самых сложных. В частности, много вопросов возникает при разработке фундамента. Необходимо правильно выбрать материал, площадку. Давайте разбираться в этом вопросе более подробно.

Если произвести простые подсчёты, то окажется, что показатель эффективности в их случае составляет порядка 50%. В частности, возвести такой фундамент можно в 2 раза быстрее, чем грибовидный фундамент. Объём земляных работ минимальный, поэтому установку можно производить даже зимой. В случае необходимости вы без проблем можете выкопать энергетические сваи и применить их повторно в другом месте.

Во время работы не потребуется осуществлять водопонижение. Фундамент будет отлично держаться даже на болотистой местности. Также вы сможете без особых проблем осуществлять установку даже поблизости с крупными зданиями.

Какие винтовые сваи применять?

В первую очередь это зависит от особенностей опор ЛЭП. В частности, для уголковых зачастую используется вариант с 4 и более сваями под каждую опору. Если нагрузка достаточно высокая и грунт слишком мягкий, то обязательно добавьте порядка 6 свай. Опора ЛЭП будет готова сразу же после присоединения к опорам.

Железобетонный фундамент

Это тоже отличный вариант. Он способен выдерживать очень большие нагрузки. Предназначен для опор, которые передают напряжение в 35-500 кВ. Особая популярность обусловлена тем, что это унифицированное решение для закрепления ЛЭП. Сами заводы ЖБК уже серийно освоили данную технологию.

Как определить нагрузки, которые будут оказываться на фундамент?

В первую очередь вам необходимо учитывать массу самой опоры, гидроизоляции, проводов. Если вы собираетесь производить работы в местности с суровой зимой, то прибавьте сюда также вес льда, который будет скапливаться наверху.
Берётся во внимание давление ветра на провода. Особенно сильно этот эффект ощущается в полях, на открытой местности. Горизонтальная составляющая учитывается лишь в случае с угловыми опорами.
Прибавляется нагрузка, которая создаётся во время установки опор, натяжения проводов.

Рис. 1 Виды нагрузок, действующих на фундаменты, и их ориентировочные значения

Естественно, все эти факторы не однородны, каждый из них имеет свой особый коэффициент. Он зависит во многом от толщины проводов, вида опор, особенностей территории и много другого.

Как правило, в техническом паспорте фундамента указывается, какие максимальные нагрузки допустимы. Для того чтобы выяснить эту величину в вашем конкретном случае, то попросту перемножьте каждый вес на коэффициент и после этого сложите. В данном случае следует не допускать того, чтобы ваше значение граничило с максимальным. Ведь никто не может ожидать, какие погодные аномалии могут произойти. Вдруг пройдёт серьёзный дождь, а потом начнётся серьёзный мороз. Либо же может начаться ураганный ветер, который увеличит нагрузку на 20-30%.

Перед прокладкой фундамента обязательно следует проконсультироваться с подготовленным специалистом. Именно он позволит указать на ошибки во время работы. Со временем у вас не будет никаких неполадок, которые повлекут за собой огромные денежные траты.

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.

Для закрепления опор в грунте применяются следующие виды фундаментов:
1) грибовидные (рис. 2.56).

Рис. 2.56. Грибовидный фундамент

На грибовидный фундамент действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. При вертикальном расположении стоек горизонтальные нагрузки создают изгибающий момент, для восприятия которого в стойку вкладывается дополнительная арматура. Если предполагается, что нагрузка на фундамент будет больше обычной, например, устанавливается анкерно-угловая опора, то стойки фундамента располагают наклонно, как показано на рис. 2.56, что значительно уменьшает изгибающий момент. Фундаменты с вертикальными стойками имеют по два или четыре анкерных болта, с помощью которых опора прикрепляется к фундаменту.
Для увеличения несущей способности фундаментов применяют ригели (рис. 2.57), если трасса воздушной линии проходит в районе с большой ветровой нагрузкой.

Рис. 2.57. Ригели
Для восприятия увеличенной ветровой горизонтальной нагрузки ригели на подножниках располагают вдоль оси воздушной линии.
Для закрепления промежуточных опор в обводненном грунте грибовидные подножники недозаглубляют и устраивают банкетку из насыпного грунта (рис. 2.58).

Рис. 2.58. Схема закрепления промежуточных опор в обводненном грунте
Схема закрепления промежуточной опоры на оттяжках показана на рис. 2.59. Фундамент опоры состоит из одного вертикального подножника грибовидной формы для опирания стойки опоры, а также трех анкерных плит, расположенных в котлованах наклонно.

2) свайные фундаменты.
Для устройства свайных фундаментов разработаны серии свай квадратного сечения (рис.2.60).

Рис. 2.60. Свая квадратного сечения
Длина свай колеблется от шести до двенадцати метров, длина пустотелых свай доходит до тридцати метров. У верхнего конца сваи имеется отверстие, за которое осуществляется захват сваи при погружении. Анкеры для крепления оттяжек присоединяются к сваям с помощью пластин, как показано на рис.2.61.

Рис. 2.61. Крепление анкеров к сваям
Расход материалов у свайных фундаментов ниже, чем у грибовидных подножников, поэтому ставить их дешевле, однако на некоторых участках трассы могут залегать грунты, не допускающие погружение свай.
3) буронабивные фундаменты.
Для устройства фундаментов воздушных линий напряжением 500 и 750 кВ, если опора П-образная свободностоящая применяются буронабивные фундаменты (рис. 2.62).

Рис. 2.62. Устройство буронабивного фундамента
Такой фундамент устраивается с помощью машины, снабженной уширителем. Вначале бурится котлован, в который вставляют арматуру и закладные части, а после этого производят бетонирование.

Далее изложены только способы расчета фундаментов в обычных грунтах [12]. Вопросы расчета фундаментов в просадочных грунтах в районах вечной мерзлоты и районах, подверженных землетрясениям, являются темой специального исследования, поэтому в пособии не рассматриваются.
В настоящее время в качестве фундаментов применяются легкие железобетонные (в некоторых случаях металлические) подножники, которые не могут уравновесить собственным весом вырывающие нагрузки, передающиеся от установленных на них опор, так как вырывающая нагрузка, действующая на современный подножник, в пять раз больше, чем собственный вес подножника. Поэтому конструктивно они выполняются так, чтобы включить в работу сопротивление грунта. Помимо подножников применяют различного рода сваи, которые должны воспринимать как сжимающие, так и вырывающие нагрузки. Для опор с оттяжками используют анкерные плиты.
Опираясь на вышеизложенное, можно сказать, что расчет фундаментов сводится к решению трех задач:

расчет оснований грибовидных подножников при действии одной сжимающей силы или совместно с горизонтальной силой;
расчет узких фундаментов на опрокидывание горизонтальными силами и моментами, действующими в вертикальных плоскостях;
расчет анкерных плит для оттяжек при действии одной нормальной вырывающей силы, приложенной центрально или нормальной вырывающей силы, приложенной совместно с горизонтальной. Для расчета любого вида фундамента используется метод предельных состояний, согласно которому расчет фундаментов опор производится по деформациям и устойчивости (несущей способности).

Расчет по деформациям. По деформациям рассчитываются основания вдавливаемых и вырываемых фундаментов, а также фундаменты одностоечных и узкобазовых опор. Условие расчета по деформациям сводится к неравенству:
S < Sп, (2.68)
где S - деформация, определенная расчетом;
S п - предельно допустимая деформация.
В зависимости от типа фундамента по методу предельных состояний проверяются следующие виды деформаций:

вертикальные осадки отдельных блоков фундаментов при действии сжимающих нагрузок - Δ у, см;
средняя осадка - Δ, см;
углы наклона (крен) фундамента под действием нагрузок, вызывающих опрокидывание - βφ, радиан;
углы поворота одностоечных свободностоящих железобетонных опор, определяемые деформациями грунта - β0, радиан.

Значения предельных деформаций фундаментов опор воздушных линий электропередачи приведены в [Приложении 2, табл. 2.6].
Расчет по деформациям производится при действии нормативных нагрузок, за исключением расчета гибких одностоечных опор, для которых расчет производится при действии расчетных нагрузок.
Расчет по устойчивости (несущей способности). Расчет фундаментов по устойчивости выполняется при действии расчетных нагрузок по условию:
(2.69)
где N - расчетная нагрузка на основание, даН;
Ф - несущая способность основания, определенная расчетом; k н - коэффициент надежности, принимаемый по [табл. 2.7, Приложения 2].
Технические характеристики фундаментов и анкерных плит для крепления оттяжек приведены в [6, стр. 20-28, табл. 1.16-1.24].

Общий вид грибовидного фундамента-подножника приведен на рис. 2.56, а расчетная схема при действии на грибовидный фундамент вырывающей нагрузки - на рис. 2.70.

Рис. 2.70. Расчетная схема при действии на грибовидный фундамент вырывающей нагрузки
На рис. 2.70:
а - размер стороны квадратной опорной плиты подножника, м;
hф - глубина заложения фундамента, м;
а1 - размер стороны призмы выпирания фундамента, м;
φ0 - угол внутреннего трения обратной засыпки, град.
Расчет грибовидных фундаментов-подножников по деформациям производится на нормативные нагрузки во всех режимах воздушных линий. Требование расчета по деформациям сводится к ограничению вертикальной осадки. Условие расчета можно сформулировать следующим образом: среднее давление по подошве фундамента не должно превышать расчетного давления на основание, то есть должно быть соблюдено условие:
σср ^= Rs, (2·75)
где σ ср - среднее давление по подошве фундамента, которое находится
по формуле (2.76), даН-10/м;
R s - давление на грунт основания подножников унифицированных опор, рассчитанное из условий предельных деформаций в нормальном
3 2
режиме работы линии, даН-10 /м [Приложение 2, табл. 2.14]:
(2·76)
где Nн - нормативная сжимающая нагрузка, даН-10 ;
F - площадь фундамента, м2;
γ з - объемный вес грунта обратной засыпки (уплотнение механическое; расположение выше уровня грунтовых вод) равен 1,7-10 даН/м ; hф - глубина заложения фундамента, м [6, стр. 20, табл. 1.16].
Расчет на вырывание учитывает действие на фундамент нормативной вырывающей нагрузки и производится по условию:
(2.77)
где m - коэффициент условий работы, определяемый по формуле (2.71);
R3 - расчетное давление, даН-10 /м [Приложение 2, табл. 2.8].
F0 - проекция плоскости верха плиты на горизонтальную плоскость, м2;
Gф - масса фундамента, т [6, стр. 20, табл. 1.16].
Расчет грибовидного фундамента по устойчивости (несущей способности) производится аналогично расчету анкерной плиты.
Пример 2.13
Пользуясь данными и результатами расчетов предыдущих примеров, рассчитать основание грибовидного фундамента-подножника марки Ф3-2 под промежуточную опору П220-2 в нормальном режиме работы воздушной линии электропередачи. Грунт глинистый с показателем консистенции J L = 0,23 и коэффициентом пористости e = 0,55.
Пояснения
Технические данные грибовидного фундамента марки Ф3-2 приведены в табл. 2.13, составленной на основе [6, стр. 20, табл. 1.16].
Таблица 2.13
Технические данные фундамента Ф3-2

Высота фундамента h, м

Глубина
заложения
фундамента
hф, м

Размер стороны квадратной опорной плиты а, м

Масса
фундамента,
т

Нормативная сжимающая нагрузка, действующая на грибовидный фундамент-подножник, равна сумме постоянных и кратковременных нормативных нагрузок, действующих на опору П220-2 (пример 2.11):

Нормативная вырывающая нагрузка, действующая на грибовидный фундамент-подножник, равна итоговой сумме постоянных нормативных нагрузок, действующих на опору П220-2 (пример 2.11):

Расчетная вырывающая нагрузка, действующая на грибовидный фундамент-подножник, равна сумме расчетных нагрузок, действующих на опору П220-2 (пример 2.11):

Для глинистых грунтов с показателем консистенции JL= 0,23 и коэффициентом пористости e = 0,55: нормативное значение модуля деформации E = 2800 даН-10/м [Приложение 2, табл. 2.10]; нормативный угол внутреннего трения фн = 21°; нормативное удельное сцепление грунта сн = 8,1 даН-10 /м [Приложение 2, табл. 2.11].
Давление на грунт основания подножника, рассчитанное из условий предельных деформаций основания в нормальном режиме работы линии для E = 2800 даН-10 /м при размере стороны квадратной опорной плиты а = 1,8 м (табл. 2.13), базе опоры b более 5 м (пример 2.11) и глубине заложения фундамента hф=2,5 м (табл.2.13): Rs = 36,1 даН-10 /м [Приложение 2, табл. 2.14].
Для промежуточной прямой опоры, устанавливаемой в глинистый грунт с показателем консистенции J L = 0,23, с относительным заглублением h / а = 2,7/1,8 = 1,5, объемным весом грунта обратной засыпки при механическом уплотнении γз = 1,7-10 даН/м , расчетное давление R з = 6,0 даН-103/м2 [Приложение 2, табл. 2.8].
Для глинистых грунтов с показателем консистенции J L = 0,23 и объемным весом грунта обратной засыпки при механическом уплотнении γз = 1,7-10 даН/м : коэффициент бокового расширения μ = 0,6
[Приложение 2, табл. 2.12]; коэффициент безопасности по грунту для угла внутреннего трения кг = 1,1, а для глинистого грунта кг = 2,4 [Приложение 2, табл. 2.13], тогда угол внутреннего трения обратной засыпки (рис. 2.70):

Для прямой промежуточной опоры коэффициент надежности к н = 1[ Приложение 2, табл. 2.7].
Решение

Найдем среднее давление по подошве фундамента (формула 2.76):

Сравним среднее давление по подошве фундамента с давлением на грунт основания подножника (формула 2.75):

то есть условие расчета по деформациям на сжатие соблюдается, и вертикальная осадка фундамента Ф3-2 находится в допустимых пределах.

Вычислим коэффициент условий работы по (2.71): т = тгр m0 mc = 1 -1,2 -1 = 1,2.
Определим вырывающую нагрузку, действующую на фундамент по (2.77):
Сравним по формуле 2.77 нормативную вырывающую нагрузку с полученной выше:
Таким образом, фундамент марки Ф3-2 не удовлетворяет условию расчета по деформациям на вырывание.
Принимаем фундамент большего размера - Ф4-2 с глубиной заложения фундамента 2,7 м; размером стороны квадратной опорной плиты а = 2,1 м; массой фундамента 3,4 т [6, стр. 20, табл. 1.16], тогда

Сравним по 2.77 нормативную вырывающую нагрузку с полученной:

фундамент марки Ф4-2 удовлетворяет условию расчета по деформациям на вырывание.
3. Произведем расчет по несущей способности.
По рис. 2.88 определим объем обелиска грибовидного фундамента-подножника марки Ф4-2, если
а = 2,1м;

Вычислим сумму площадей боковых поверхностей грибовидного фундамента-подножника марки Ф4-2:
Используя формулы (2.73) и (2.74), произведем расчет правой части формулы (2.72):

Сравним по (2.72) расчетную вырывающую нагрузку с полученной выше:
Фундамент марки Ф4-2 удовлетворяет условию расчета по несущей способности.

Читайте также: