Нахождение распределения температуры по глубине фундамента и определение времени его протаивания - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
Для расчета распределения температуры по глубине фундамента с течением времени было применено численное компьютерное решение. Для этого была разработана программа расчета (язык С++). В ней было реализовано решение одномерного уравнения теплопроводности
Методом конечных разностей с использованием явной разностной схемы. Распространение тепла в фундаменте считаем одномерным, т. е. в каждой точке плоскости сечения температура одинакова, и меняется она в направлении по одной оси от сечения к сечению.
Алгоритм расчета основан на следующем. Вся глубина фундамента разбивается на N сечений, между которыми расстояние равно 10 см. Затем задается начальное условие в начальный момент времени и граничное условие 1-го рода в нулевом и N-м сечениях, , где H - глубина, равная 3 м. Далее рассчитывается температура в 1-м сечении, затем во 2-м сечении и так далее до сечения (N-1). Данная процедура выполняется для каждого последующего момента времени.
Для решения нашей задачи, кроме численного компьютерного решения, использовался также аналитичекий метод. Расчет температуры на глубине 2 метра производится по формуле:
Расчет температуры на глубине 2 метра производится по формуле
Где T0 - исходная температура грунта [K];
T1 - температура источника тепла [K] (в данном случае цистерна с нефтью);
X - глубина, на которой нужно определить температуру [м];
Б - коэффициент температуропроводности ;
T - время [с].
Фундамент состоит из четырех слоев:
- 1) Бетон. Толщина 0.2 м. б = 0. 000 000 62 2) Песок. Толщина 0.6 м. б = 0. 000 001 15 3) Глина. Толщина 0.7 м. б = 0. 000 000 49 4) Гравий. Толщина 0.5 м. б = 0. 000 000 51
Мерзлый грунт. Толщина 1 м. б = 0. 000 000 49
Расчет температуры:
1) Бетон
- 2) Песок 3) Глина 4) Гравий
Значение функции erf(y) берется из таблицы:
Y |
Erf(y) |
Y |
Erf(y) |
Y |
Erf(y) |
Y |
Erf(y) |
0.0 |
0.0 |
0.3 |
0.32863 |
0.6 |
0.60386 |
0.9 |
0.79691 |
0.1 |
0.11246 |
0.4 |
0.42839 |
0.7 |
0.67780 |
1.0 |
0.84270 |
0.2 |
0.22270 |
0.5 |
0.52030 |
0.8 |
0.74210 |
1.5 |
0.96611 |
В ходе расчета были получены распределения температуры (табл. 1) по глубине фундамента, толщина которого равна 2 м, для 3, 6 и 14 суток. По полученным данным был построен график в координатах t-H.
Ряд 1 - 3 суток; Ряд 2 - 6 суток; Ряд 3 - 14 суток;
Таблица 1. Распределение температуры.
Н, м |
T, єC | ||
3 суток |
6 суток |
14 суток | |
0 |
40 |
40 |
40 |
0.1 |
34.9283 |
36.2704 |
37.3135 |
0.2 |
30.0158 |
32.5869 |
34.641 |
0.3 |
25.4028 |
28.9935 |
31.9963 |
0.4 |
21.0084 |
25.47 |
29.3739 |
0.5 |
16.8772 |
22.0359 |
26.7805 |
0.6 |
13.0394 |
18.7086 |
24.223 |
0.7 |
9.51058 |
15.503 |
21.7078 |
0.8 |
6.29266 |
12.4314 |
19.2408 |
0.9 |
3.37544 |
9.50341 |
16.8276 |
1 |
1.11792 |
6.92817 |
14.5528 |
1.1 |
-0.56185 |
4.70718 |
12.4257 |
1.2 |
-1.76417 |
2.82912 |
10.4527 |
1.3 |
-2.59235 |
1.27226 |
8.6377 |
1.4 |
-3.14149 |
0.007304 |
6.98163 |
1.5 |
-3.49188 |
-0.99975 |
5.48295 |
1.6 |
-3.70664 |
-1.78488 |
4.13785 |
1.7 |
-3.83576 |
-2.39105 |
2.93463 |
1.8 |
-3.91083 |
-2.85062 |
1.86605 |
1.9 |
-3.95305 |
-3.19289 |
0.923536 |
2 |
-3.97607 |
-3.44348 |
0.097513 |
2.1 |
-3.98828 |
-3.62407 |
-0.62233 |
2.2 |
-3.99443 |
-3.75035 |
-1.24287 |
2.3 |
-3.99743 |
-3.83703 |
-1.77562 |
2.4 |
-3.99885 |
-3.89546 |
-2.23214 |
2.5 |
-3.9995 |
-3.93419 |
-2.62393 |
2.6 |
-3.99979 |
-3.95948 |
-2.96231 |
2.7 |
-3.99991 |
-3.97588 |
-3.25837 |
2.8 |
-3.99997 |
-3.98663 |
-3.52294 |
2.9 |
-3.99999 |
-3.99407 |
-3.76666 |
3 |
-4 |
-4 |
-4 |
Из полученных данных видно, что фундамент полностью протаивает уже через 14 суток. Поэтому необходимо найти инженерное решение этой проблемы.
Похожие статьи
-
Проект жилого 9-и этажного кирпичного здания с размерами в осях 12,0 м х 22,5 м и высотой 29 м. Под зданием запроектирован технический этаж. В надземных...
-
Рис. 6 : Усиление узла примыкания стенки к днищу: 1 - песчанная подсыпка; 2 - раскосы; 3 - железобетонное кольцо; 4 - стенка РВС; 5 - днище РВС; 6 -...
-
Кольцевые фундаменты - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
В сочетании с подсыпкой на основание часто практикуется фундамент под стенку. Так, в соответствии с ГОСТ 52910-2008 "...в качестве фундамента резервуара...
-
Проектируемое сооружение следует рассматривать совместно с основанием, на котором оно покоится, так как под воздействием веса сооружения и других...
-
Свайные фундаменты - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
Традиционный подход к устройству свайных фундаментов: Такой тип фундамента достаточно часто применяется на площадках, сложенных слабыми грунтами (См....
-
Проведение геологоразведки перед проектированием оснований и фундаментов резервуаров Геологические и гидрогеологические исследования При проектировании...
-
Искусственные основания - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
К искусственным основаниям относятся: - искусственно упрочненные грунты основания (путем уплотнения, химического закрепления или забивки бетонных или...
-
Пути решения проблемы - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
Для решения проблемы протаивания возможны следующие решения: Одно из наиболее осуществимых решений это установка теплоизоляционного материала между...
-
Приемка основания и фундамента - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
Принимаемое основание и фундамент должны соответствовать требованиям рабочих чертежей проекта. Предельные отклонения размеров и формы основания и...
-
Назначение резервуарных парков Неотъемлемой частью системы нефте - и газопроводов являются резервуарные парки, которые служат для обеспечения основного...
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 в подвальной части здания, dF = 1,65 м....
-
Инженерно-геологические разрезы строятся по направлениям, являющимся наиболее информативными. В нашем случае наиболее информативными будут разрезы I-I -...
-
Железобетонный усиленный ленточный фундамент: При большой толще слабых грунтов для предотвращения значительных неравномерных осадок естественных...
-
Устройство фундаментов - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов
Фундамент -- это часть сооружения, передающая нагрузку от веса сооружения на грунты основания и распределяющая эту нагрузку на такую площадь основания,...
-
Часто для увеличения надежности конструкции и сохранении экономичности используют переходную конструкцию между естественными и искусственными...
-
Расчет фундамента в сечении 2-2 Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной...
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 dF = 1,65 м от отметки пола подвала, высота...
-
Вариантное проектирование заключается в рассмотрении как минимум 2-х различных вариантов фундаментов в одном расчетном сечении с последующим...
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной части здания dF = 1,95 м от...
-
Характеристика грунта основания Принимаем необходимые для расчета характеристики: ? расчетное сопротивление грунтов основания Rо =(150-200) кН/м2;...
-
В соответствии с заданием на проектирование запроектировано здание в д. Звездная Барановичского района. Климатический район строительства II-В....
-
Определение размеров подошвы ленточного фундамента Ширина подошвы фундамента определяется по формуле: , м Где: - расчетная нагрузка по второму...
-
Расчетная глубина промерзания грунта Нормативная глубина промерзания определяется по формуле: Где: - условная глубина промерзания (СП 22.13330.2011),...
-
Выбор глубины заложения фундамента По инженерно-геологическим условиям глубина заложения определяется необходимостью прорезки насыпного слоя и...
-
В здании на проектирование даны все необходимые характеристики грунтов, требуемые для определения размеров фундамента и его последующего конструирования,...
-
Определение эффективных методов температурно-прочностных показателей для контроля качества среднемассивных и массивных конструкций В решении механической...
-
Расчет основания и фундамента по второй группе предельных состояний - это расчет по деформациям. Расчет основания и фундамента по деформациям...
-
Рис.6 Схема отметок проектных решений Таблица 7 - Проектные решения Угол пересечения трубы с трассой, град 90 Ширина земляного полотна, м 12 Высота...
-
При выбранной глубине заложения подошвы фундамента ее площадь предварительно определяется исходя из расчетов по II группе предельных состояний по...
-
Свайный фундамент перегородка деформационный Фундаментом называют нижнюю (подземную или подводную) конструкцию здания или сооружения, которая...
-
Проектирование фундамента на естественном основании Выбор и обоснование глубины заложения фундамента Глубина заложения фундамента зависит в основном от...
-
Алгоритм решения проблемы - Эвристические методы в архитектурном творчестве
Основная цель использования эвристики в архитектурном творчестве заключается в минимизации затрат времени, средств и сил в процессе решения проблемы....
-
Экономический эффект, возникающий за счет разности приведенных затрат сравниваемых вариантов конструктивных решений, определяется по формуле: Э пз = Зб *...
-
К фундаментам мелкого заложения относятся: ленточные, столбчатые, плитные и др. Их назначение - передача нагрузки от сооружения на естественные или...
-
Определение глубины заложения ростверка Рисунок 5 - Глубина заложения ростверка 1. Определим глубину заложения подошвы ростверка FL...
-
Свайные фундаменты и сваи по несущей способности грунтов основания рассчитываются по формуле NСв FD / G, (3.1) Где NСв - расчетная нагрузка, передаваемая...
-
Шифр 0702024 Данные по грунтам основания Номер слоя Отметка подошвы слоя относительно условного нуля*, м Мощность слоя, м Уровень подземных вод, м...
-
Исходные данные: N0II=790кH, M0II=126кН, под железобетонную колонну сечением 510Ч510. Расчет производится для г. Пермь. Назначение глубины заложения...
-
Расчетная температура наружного воздуха - Строительная теплофизика
Самые холодные погодные условия в пределах отопительного периода года описываются Расчетными значениями климатических параметров . Они не являются...
-
История возведения фундаментов - Видовая характеристика фундаментов
Фундаменты начали возводить еще в глубокой древности, одновременно с развитием строительства. Большое место среди фундаментов занимали свайные постройки,...
Нахождение распределения температуры по глубине фундамента и определение времени его протаивания - Фундаменты под резервуары. Решение проблемы протаивания фундаментов