Краткая характеристика объекта и его технологии
Метантенк является вновь возводимым сооружением в составе проекта «Реконструкция системы биологической очистки на городских очистных сооружениях г. Курска». Всего в составе проекта...
21,1
метров
диаметр сооружения
16
метров
проектная глубина заполнения сооружения сточными водами
160
свай
входят в фундамент сооружения
2,2
метра
максимальная толщина ростверка
Метантенк является новым сооружением в рамках проекта реконструкции системы биологической очистки городских очистных сооружений Курска. В проекте возводятся два идентичных метантенка. Это монолитные железобетонные резервуары с площадками для обслуживания. Метантенки предназначены для анаэробной обработки осадков сточных вод при температуре +55°C, в результате чего выделяется метан. В рабочем состоянии метантенк заполнен осадками на высоту 16 метров от днища и метаном в верхней камере. Доступ на площадку обслуживания осуществляется по наружной металлической лестнице.
Резервуары имеют круглую форму с наружным диаметром 21 100 мм и высотой 20 500 мм. Днище-ростверк заглублено на 5,1 метра. Сооружение частично погружено в грунт и опирается на железобетонные сваи сечением 300х300 мм. Днище имеет переменную толщину от 0,7 до 2,2 метра. Стены метантенка имеют толщину 800 мм и три зоны различного армирования. Покрытие выполнено монолитной плитой толщиной 400 мм, с центральной горизонтальной частью и наклонными краями. В плите предусмотрены технологические отверстия и закладные детали для оборудования.
Для доступа к оборудованию на покрытии установлены стальные лестницы и технологические площадки. Лестницы опираются на сооружение только в горизонтальном направлении, а площадки передают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки на плиту покрытия. Свайный фундамент установлен на плотном водонасыщенном песке, чтобы преодолеть слабые грунты под сооружением. Днище метантенка расположено ниже уровня грунтовых вод, что требует проверки на всплытие.
Расчетная модель строительных конструкций и свайного основания сооружения была создана с использованием программного комплекса ПК «Лира 10.12». В этой модели учитывается совместная работа строительных конструкций и основания в соответствии с положениями СП 22.13330.2016 и СП 24.13330.2021. Физико-механические и деформационные характеристики грунтов основания были взяты из материалов инженерно-геологических изысканий и внесены в редактор «Грунт» ПК «Лира 10.12» для построения объемной инженерно-геологической модели.
Пространственная расчетная модель включает конечные элементы КЭ 42,44 (тонкой оболочки), КЭ 16,17 (толстой плиты) для моделирования ростверка, КЭ 57 (упругой сваи), а также КЭ 10 (универсальный пространственный стержень). Модель состоит из 25555 узлов и 27467 конечных элементов. При построении сетки пластинчатых элементов использовались различные шаги триангуляции, а сетка адаптировалась под реальное пространственное положение конструктивных элементов и условия их соединений. Наиболее насыщенными узлами являются плита покрытия и днище-ростверк сооружения. Соединения стержневых КЭ и одноузловых элементов-свай производились с применением абсолютно-твердых тел для снижения пиковых значений усилий.
Характерной особенностью модели является сложная конфигурация плиты покрытия с различными деталями в монолитном исполнении. Жесткости конечных элементов были приняты с учетом максимально адаптивной схематизации проектных решений. Днище-ростверк разделено на три различные по толщине зоны с самостоятельными схемами армирования. Стены сооружения разделены на три зоны с различным армированием, что позволяет подобрать экономически обоснованное и механически надежное армирование. Элементы стальных конструкций включены в расчетную схему с фактическими жесткостями, соответствующими выбранным поперечным сечениям металлопроката. Конструктивные решения и армирование свай соответствуют параметрам, установленным в типовом проекте серии 1.011.1-10 (выпуск 1), а условия их заложения основаны на материалах инженерно-геологических изысканий.
Сбор нагрузок и воздействий на строительные конструкции выполнен в соответствии с положениями различных сводов правил. Всего в расчетной модели использовано 17 загружений и 56 расчетных сочетаний нагрузок.
Собственный вес конструкций
В программном комплексе «Лира 10.12» собственный вес конструкций автоматически учитывается на основе введенных данных о геометрии сечений и материалах. Исключением являются отдельные конструктивные элементы, такие как теплоизоляционные и гидроизоляционные слои, которые добавляются в расчетную модель отдельно. Коэффициенты надежности для различных типов нагрузок варьируются от 1,05 до 1,3.
Давление от веса грунтов и отмостки
Резервуар частично заглублен в грунт, поэтому нижняя часть стен испытывает боковое воздействие от веса грунтов. Давление определено на основе положений СП 22.13330.2016 и имеет трапециевидное распределение по вертикали. Коэффициент надежности для нагрузки от собственного веса грунтов составляет 1,15.
Давление от веса грунтовых вод
Расчет воздействия грунтовых вод важен для сценариев, связанных с опустошением резервуара. Давление воды на днище вызывает обратный изгибающий момент и учитывается в расчетных сочетаниях нагрузок с коэффициентом надежности 1,1.
Снеговые нагрузки
Снеговая нагрузка рассчитывается отдельно для покрытия основного резервуара и стальных площадок. В расчетной модели учтены два варианта снеговой нагрузки.
Здесь перечислены только некоторые виды нагрузок. Всего в расчетной модели смоделировано 17 загружений различными видами нагрузок, а также 56 расчетных сочетаний нагрузок в соответствии с требованиям раздела 6 СП 20.13330.2016.
Более подробную информацию о выполненном расчете сооружения, об учтенных нагрузках, их сочетаниях и результатах расчета вы можете получить в статье на vk.com кликните ниже картинку с интересующей вас информацией
Конструктивные решения
Резервуар имеет круглую форму в плане с наружным диаметром 21 100 мм и высотой 20 500мм. Внутренний диаметр...
Описание расчетной модели сооружения
Моделирование строительных конструкций и основания сооружения выполнено в расчетном программном комплексе...
Нагрузки, воздействия и их расчетные сочетания
Сбор нагрузок и воздействий на рассчитываемые строительные конструкции выполнен в соответствии с положениями...
Расчет внутренних усилий в стальных и железобетонных конструкциях
Вычисления внутренних усилий в железобетонных и стальных конструкциях метантенка, а также оценка работы свайного основания были выполнены в расчетном комплексе...
Результаты расчета
Свайное поле, проектируемое для резервуара должно отвечать требованиям, предъявляемым СП 24.13330.2021 и СП 22.13330.2016. Для рассматриваемого объекта...
Конструкционные расчеты
Подбор и проверку армирования для монолитных конструкций можно выполнить с использованием модуля «конструирование» ПК «Лира 10.12». Преимуществом этого метода является...
Вы можете прямо сейчас заказать расчет строительных конструкций
Все расчеты я выполняю лично и поэтому гарантирую устранение любых замечаний экспертов в оперативные сроки