[SergeyMetallist]

Как известно, при расчете грибовидного фундамента на выдергивание считается, что в работу вовлекается пирамида грунта с нижнем основанием по плите фундамента и верхнем большим за счет угла внутреннего трения. Так вот можно ли этой методикой пользоваться при расчете на всплытие подземного резервуара с выступом днища 10-20 см за грань стены. Если да, то получается что при высоте резервуара 5 м, ширина верхнего основания пирамиды выпирания 1,5-2 м. С трудом верится, что эти 10 см могут зацепить такой массив грунта... Укажите, в чем ошибка в рассуждениях. Заранее спасибо за ответ.

[Виkтор]

Сообщение от Бармаглотище Пригруз от столба воды в любом случае не учитывается. ... Поэтому бочка пытается всплыть, засыпка грунтом - придавить.

Если бочка погружена в обводненный грунт, то учитывается вес воды и вес сухого и обводненного грунта. (подробнее - см. вложение).

Сообщение от Бармаглотище Если угв на поверхности земли - то все плотности "пригруза" уменьшаем на 1 г/см3.

Ж.б. резервуар "взвевишвается" водой непосредственно самой выталкивающей силой Архимеда, никакие вычеты 1 г/см3 делать не нужно.
Формулу учета взвешивания воды - см. вложение 2

[Julianna]

Сообщение от Виkтор Ж.б. резервуар "взвевишвается" водой непосредственно самой выталкивающей силой Архимеда, никакие вычеты 1 г/см3 делать не нужно.

То есть во взвешенном состоянии учитывать только грунт ?

[Николай Г.]

Сообщение от Виkтор Формулу учета взвешивания воды - см. вложение 2

Эта формула по погрешности не далека от банального вычитания 1г/см3, можете руками проверить, цифры будут 0,96-0,99

[Бармаглотище]

Сообщение от Виkтор Если бочка погружена в обводненный грунт, то учитывается вес воды и вес сухого и обводненного грунта. (подробнее - см. вложение). Ж.б. резервуар "взвевишвается" водой непосредственно самой выталкивающей силой Архимеда, никакие вычеты 1 г/см3 делать не нужно. Формулу учета взвешивания воды - см. вложение 2

ок, учитывай пригруз от столба воды.
Но тогда ровно этот же столб воды учитывай в гидростатическом давлении на днище, т.е., увеличивай его. Вспомни А*Н0.

Кроме формул, есть простейшая физика. Есть обычный закон Архимеда. Откуда, кстати, формулы и выведены. Суть проста. Все, что имеет плотность меньше воды - всплывает. Выталкивающая сила - разница плотностей на объем. Все что тяжелее воды - тонет. "тонутельная" сила - разница плотностей на объем. Все, что одинаково по плотности с водой - висит на месте. "Нулевая плавучесть".
А дальше - обычное суммирование сил, направленных "вверх" и сил, направленных "вниз".

Насчет "учета взвешивающего действия воды по формуле". Ну, да, правильнее брать "истинную" плотность грунта с учетом фактической пористости (добавлено). Но... Разница не столь велика, на самом деле, и идет "в запас" на несколько %.

Offtop: Теперь жду замечаний, что плотность воды не всегда 1 кг/см3

[Виkтор]

Сообщение от Julianna То есть во взвешенном состоянии учитывать только грунт ?

Если грунт не водоупор, и коэффициент фильтрации позволяет воде "взвесить" частицы грунта, то да.
Почитайте, что такое взвешивающее действие воды по отношению к грунту и особенности данного процесса по отношению к глинам, ну и, чего совсем не ожидал, бетону .

Сообщение от Николай Г. Эта формула по погрешности не далека от банального вычитания 1г/см3, можете руками проверить, цифры будут 0,96-0,99

Плотность для типа грунта (для учета взвешивающего действия) принимается одинаковой, вне зависимости от гранулометрического состава, прочности и т.д. Коэффициент пористости же может варьироваться от, например, для песков от 0,5 до 0,8.
Учитывать эту погрешность или нет - решать вам можете руками проверить

Сообщение от Бармаглотище ок, учитывай пригруз от столба воды. Но тогда ровно этот же столб воды учитывай в гидростатическом давлении на днище, т.е., увеличивай его. Вспомни А*Н0.

Почему точно такое же? Величины будут различными - пригруз=удельный вес с учетом взвешивающего действия, а гидростатическое давление на подошву=совсем другая песня. Вы же не будете спорить, что всплыть бочке легче в обводненном до самой отм.планировки, чем, если, например, бочка в обводненном грунте (не воде), а выше бочки "сухой" грунт? (это к вопросу про А*H0, хотя, признаюсь, не совсем понял к чему вы ее вспомнили).
Вообще, самый плохой случай: разработали котлован, установили бочку, ушли. Пришли - котлован заполнен водой, бочка плавает на поверхности воды. Поэтому для подобных конструкций лучше для спокойствия делать приписочку типа "засыпать после монтажа"

Сообщение от Бармаглотище Разница не столь велика, на самом деле, и идет "в запас" на несколько %.

То, что идет в запас в одном случае, отрицательно влияет в другом. Расчет на всплытие, кстати, в этом плане показателен. Не даром в СП20 сказано:

7.4 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке f = 0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

[Бармаглотище]

Сообщение от Виkтор чего совсем не ожидал, бетону

берете безмен. Цепляете к нему кусок бетона. Взвешиваете. Затем - опускаете в наполненную водой ванну до полного погружения. Любуетесь на изменившиеся циферки.

на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.

Берем задачу, которую дала Julianna.

У нас есть уровень УГВ по поверхности земли. Следовательно, все рассматриваемые объекты погружены в воду.

У нас есть:
1. Бочка. То, что она из железобетона - не играет абсолютно никакой роли. У этой бочки есть внешний объем и внутренний. Для удобства мысленно их разделяем. Внутренний объем заполнен воздухом, плотность которого примем за 0. И есть сама бочка.
2. Грунт над бочкой.

Пригрузочную плиту пока не учитываем.

И все это погружено в воду. На бочку действуют выталкивающие силы, равные объему бочки (внешнему), умноженные на плотность воды. И действует сила тяжести, равная массе бочки. Переход от кг к Н опускаем. таким образом, получаем выталкивающую силу, равную сумме внутреннего объема*плотность воды и объема, занимаемого самой бочкой, также умноженного на плотность воды. При этом еще имеется сила тяжести, равная объему самой бочки, умноженный на плотность материала бочки. После элементарных преобразований получаем выталкивающую силу (объем воздуха внутри бочки)*плотность воды и пригружающую силу (объем материала бочки)*(плотность материала бочки - плотность воды), что равно. так?
Теперь грунт.
Грунт - штука интересная. Это много-много мелких частиц грунта, между которыми есть пустоты. В природном залегании часть этих пустот также заполнена водой. Кол-во пустот, заполненных влагой - есть характеристика "влажность". Поэтому та плотность, которая обычно подразумевается, - это масса объема грунта, включающего сами частицы грунта, пустоты и воду в части этих пустот. Поэтому "плотность" есть нессколько расплывчатое понятие. Плотность бывает "насыпная" (с пустотами, влагой и т.д.), бывает "истинная" - это плотность самих частиц грунта. Вспоминая ту самую формулу, вами приведенную - что мы видим? мы видим плотность частиц (истинную плотность), плотность воды и пустотность. По сути, это переход от "насыпной" плотности с некоторой пустотностью и влажностью к истинной плотности при нахождении частиц грунта в воде. Преобразуя формулу "1 - (плотность скелета/плотность частиц) = пористость е /(+пористость е) получаем плотность насыпная=плотность истинная/(1+пористость е). Посмотрите на свою формулу - не видите очень большой схожести? И правильно, если видите. та формула из формулы пористости и вырастает.
так вот. Что действует на грунт?
на грунт действует сила тяжести плотность грунта * истинный объем и выталкивающая сила плотность воды*истинный объем частиц грунта. Вот и получаем итоговую "равнодействующую" в виде Объем грунта * (плотность грунта - плотность воды)
Можно поиграться с формулами и даже найти "несхождение" при подстановке (плотность скелета грунта - плотность воды) вместо гамма sb - но эта погрешность не слишком значительна и ее не будет вовсе, если вместо объема грунта подставлять объем частиц грунта (т.е., за вычетом пористости).

Что в итоге имеем в нашей системе?
А имеем мы, после всех математических преобразований силу "вверх" (объем воздуха в бочке * плотность воды) и силы вниз (плотность бочки - плотность воды)*объем материала бочки и (плотность частиц грунта - плотность воды)*объем частиц грунта.

Укажешь ошибку в рассуждениях?

----- добавлено через ~13 мин. -----

Сообщение от Виkтор Вы же не будете спорить, что всплыть бочке легче в обводненном до самой отм.планировки, чем, если, например, бочка в обводненном грунте (не воде), а выше бочки "сухой" грунт?

Конечно.
Ведь выше УГВ на грунт выталкивающая сила не действует и пригруз идет с полной плотности.

[Виkтор]

Сообщение от Бармаглотище берете безмен. Цепляете к нему кусок бетона. Взвешиваете. Затем - опускаете в наполненную водой ванну до полного погружения. Любуетесь на изменившиеся циферки.

Т.е. вы хотите меня убедить, что на тело, погруженное в воду действует выталкивающая сила? Так я это со школы прекрасно помню И уж тем более, не спорю с этим. Поэтому и было мной сказано в #61

Ж.б. резервуар "взвевишвается" водой непосредственно самой выталкивающей силой Архимеда, никакие вычеты 1 г/см3 делать не нужно.

Сообщение от Бармаглотище Берем задачу, которую дала Julianna.

Для понимания, зададимся исходными данными:
Условно, бочка резервуар с бетонными стенками, днищем и крышкой;
V бетонной бочки = 1м3;
V бетона / V воздуха в бочке = 1/3. Или V бетона = 0,25 м3, а V воздуха=0,75 м3;

Сообщение от Бармаглотище На бочку действуют выталкивающие силы, равные объему бочки (внешнему), умноженные на плотность воды.

Тут все верно, т.е.
F выталкив. = pgV = 1 тс
Удерживающая же сила - это вес бетонной части бочки, т.е.:
F удерж. = Vбетона * удельный вес бетона = 0,25 * 2,4 = 0,6 тс
Итого, бочка всплывает. Коэффициент: К=F удерж. / F выталкив. = 0,6 / 1 = 0,6
Запоминаем этот коэффициент, считаем по вашему:

Сообщение от Бармаглотище После элементарных преобразований получаем выталкивающую силу (объем воздуха внутри бочки)*плотность воды и пригружающую силу (объем материала бочки)*(плотность материала бочки - плотность воды), что равно.

Равно чему?

Сообщение от Бармаглотище так?

По вашим преобразованиям:
F выталкив. = V воздуха в бочке * 1т/м3 = 0,75 тс;
F удерж. = Vбетона * (удельный вес бетона - 1т/м3) = 0,25 * 1,4 = 0,35 тс
Итого, бочка всплывает. Коэффициент: К=F удерж. / F выталкив. = 0,35 / 0,75 = 0,466

Как видите, 0,6 не равно 0,466. Разница 22%

Сообщение от Бармаглотище Теперь грунт.

Думаю, на данном этапе смысла переходить к грунтам рановато

[Бармаглотище]

Эквилибристика. На кой черт этот коэффициент? Мне надо знать, сколько тонн надо, чтобы удержать бочку в земле.
А в обоих вариантах расчета бочке не хватает 0.4 тонны для прекращения всплытия.

Offtop: Можем еще с десяток вариантов с разными бочками посчитать. Разница между "тонны вверх" и "тонны вниз" будет одинаковой.

[Виkтор]

Сообщение от Бармаглотище Мне надо знать, сколько тонн надо, чтобы удержать бочку в земле.

По вашим преобразованиям: F выталкив. = V воздуха в бочке * 1т/м3 = 0,75 тс;
Т.е. вам необходимо 0,75 тонн пригруза для того, чтобы бочка не всплывала.
На самом же деле необходим пригруз >= F выталкив. = pgV = 1 тс
Это для тех исходных, которые я предложил:

Условно, бочка резервуар с бетонными стенками, днищем и крышкой; V бетонной бочки = 1м3; V бетона / V воздуха в бочке = 1/3. Или V бетона = 0,25 м3, а V воздуха=0,75 м3;

Как я понял, на свой же вопрос

Сообщение от Бармаглотище сколько тонн надо, чтобы удержать бочку в земле.

В предложенных условиях, вы отвечаете: "0,75тс и бочка не всплывет"

Так?

[Бармаглотище]

Сообщение от Виkтор По вашим преобразованиям: F выталкив. = V воздуха в бочке * 1т/м3 = 0,75 тс; Т.е. вам необходимо 0,75 тонн пригруза для того, чтобы бочка не всплывала. На самом же деле необходим пригруз >= F выталкив. = pgV = 1 тс Это для тех исходных, которые я предложил: Как я понял, на свой же вопрос В предложенных условиях, вы отвечаете: "0,75тс и бочка не всплывет" Так?

нет, не так.
я отвечаю:

Сообщение от Виkтор По вашим преобразованиям: F выталкив. = V воздуха в бочке * 1т/м3 = 0,75 тс; F удерж. = Vбетона * (удельный вес бетона - 1т/м3) = 0,25 * 1,4 = 0,35 тс

F требуемого пригруза = F выталкив - F удерж. = 0,75-0,35 = 0,4.

Ну ей-богу, выспитесь там уже. Выталкивающая снизу вверх, удерживающая - сверху вниз... Для равновесия не хватает 0.4 т. Ну третий закон Ньютона же, уравнения равновесия теоретической механики и т.д.
Offtop: Все эти вопросы показывают, что вы даже не попытались вникнуть в то, что я писал. Не увидели знакомой формулы - ой, шеф, усе пропало, все неправильно, так считать нельзя, какой-то невнятный безразмерный коэффициент, нафиг никому не нужный, получился другим!

[Виkтор]

Сообщение от Бармаглотище F требуемого пригруза = F выталкив - F удерж. = 0,75-0,35 = 0,4.

Так я же вам писал из условия F выталкивающая = F удерживающая (т.е. бочка не всплывает, но и не тонет). Может слово пригруз вас смутило, не знаю.

По моей версии для обеспечения данного условия необходимо, чтобы вес бетонной части бочки был равен 1тс.
В этом случае p(воды)gV(воды=p(бетона)*V(бетона)=1тс
Так сколько, все-таки, по вашей версии, должна весить бетонная часть, чтобы "зависнуть" в воде? 0,75тс?

[Бармаглотище]

Сообщение от Виkтор Так я же вам писал из условия F выталкивающая = F удерживающая (т.е. бочка не всплывает, но и не тонет). Может слово пригруз вас смутило, не знаю.

Так условие не выполняется при данных цифрах. Что в вашем варианте, что в моем - 0.4 т не хватает для нулевой плавучести, сиречь состояния равновесия.

Сообщение от Виkтор Так я же вам писал из условия F выталкивающая = F удерживающая (т.е. бочка не всплывает, но и не тонет). Может слово пригруз вас смутило, не знаю. По моей версии для обеспечения данного условия необходимо, чтобы вес бетонной части бочки был равен 1тс. В этом случае p(воды)gV(воды=p(бетона)*V(бетона)=1тс Так сколько, все-таки, по вашей версии, должна весить бетонная часть, чтобы "зависнуть" в воде? 0,75тс?

И опять у вас пробел в логике. Чтобы бочка весила (на воздухе) 1 т вместо 0,6т - надо и объем бетона увеличить, нет? ну не получится в те же 0,25м3 запихнуть еще 0,4т.

Предположим, что у вас бочка весит 1 т, внешний объем бочки - тот же самый 1 м3. Тогда объем бетона - 1/2.4=0,417 м3 (округленно). Воздуха - 0,583 м3.

По моей версии тогда:
F выталкив. = 0,583 т.
F удержив. = 0,417*(2,4-1)=0,583 т. Висим и не шевелимся, однако

----- добавлено через ~7 мин. -----
Или другим путем пойдем. Будем считать, что вы ее делаете не из бетона.
оставляем Объем воздуха 0,75, а материала - 0,25. Тогда плотность вашего материала бочки будет 1/0,25=4 т/м3.

Снова проверяем "по моей версии".
F выталк. = 0,75т
А удерж. = 0,25*(4-1)= ... неужели?! ...0,75т. Невероятно - но равновесие выявлено. Как же так-то, а?
Offtop: Может, что-то в консерватории подправить?

[Ильнур]

Сообщение от Бармаглотище ...Теперь жду замечаний, что плотность воды не всегда 1 кг/см3 ...

Воды - нет. Но всплывает подземное сооружение не всегда в чистой воде. Например, морская вода плотнее на пару %%.
Соленная вода в грунте может быть еще плотнее. И вообще, вольфрамовый лом во ртути не тонет..

[Бармаглотище]

Сообщение от Ильнур Воды - нет.

И воды не всегда 1 г/см3. 1 г/см3 - это около 4 градусов по цельсию. При температуре, скажем, 43 градуса по цельсию плотность воды составляет уже 0,99 г/см3

[Ильнур]

Сообщение от Бармаглотище И воды не всегда 1 г/см3. 1 г/см3 - это около 4 градусов по цельсию. При температуре, скажем, 43 градуса по цельсию плотность воды составляет уже 0,99 г/см3

Согласен. Методика расчета на всплытие на 2017 г морально устарела и требует модернизации, с учетом многочисленных претензий со стороны потребителей насчет плотностей.

[Бармаглотище]

Виkтор
Давай немного математические преобразования вспомним, раз уж без детального рассмотрения сообразить не можешь? = ))

По твоей методике условие равновесия: (Vбет+Vвозд)*Ро вод = Vбет * Ро бет (Ро - плотность)
По моей: Vвозд*Ро вод = V бет * (Ро бет - Ро вод). Изгаляться будем над "моим" условием равновесия (следи внимательно за мыслью).
Выносим в правой части плотности из скобок, умножая каждую на множитель за скобками Vвозд*Ро вод = V бет *Ро бет - V бет *Ро вод
Переносим вычитаемое из правой части в левую со сменой знака Vвозд*Ро вод + V бет *Ро вод= V бет *Ро бет
В левой части выносим общий множитель за скобки (Vбет+Vвозд)*Ро вод = Vбет * Ро бет и о, чудо! получили "твое" условие равновесия. Как так-то?

Получается, что "твое" условие равновесия - это то же самое, что и "мое", только математически немного "перетасованное", а по сути - одно и то же? = ))

[Виkтор]

Так то оно так, вот только, например, vant будет считать по предложенному им СП метрополитены (см. вложение)
И там как раз тот коэффициент, который вы почему-то игнорируете.
Например, отношение
-Vбетона / V возд = 0,9
-V общий (Общий объем) = 1м3 (а тогда V воздуха = 0,5263 м3; V бетона = 0,4736 м3

Теперь считаем по-моему: К=1,14 (не проходит), т.к. должен быть не менее 1,2. Необходимо пригружать
Считаем по вашему: К=1,26 (проходит)

[Ильнур]

Сообщение от Виkтор Так то оно так...Теперь считаем..

А можно всю выкладку?

[Виkтор]

Сообщение от Ильнур А можно всю выкладку?

Я даже для вас пустую табличку сделал, под ваш вариант
ЗЫ:

Методика расчета на всплытие на 2017 г морально устарела и требует модернизации

[Виkтор]

Offtop: Вот вложение (не понял, как в правке добавить)