Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет коэффициент заложения откоса

Расчет коэффициент заложения откоса

Ваша корзина пуста

Расчет заземления — Онлайн калькулятор

Расчет заземляющего устройства

В современном мире, мы не представляет свою жизнь без использования электричества. Оно вокруг нас повсюду и именно оно позволило человечеству перейти на совершенно новый уровень развития. Переоценить его важность невозможно, однако при всех своих положительных качествах, за своей безобидностью и простотой, скрывается колоссальная энергия, которая представляет смертельную опасность.

Для того чтобы обезопасить помещения, где постоянно находятся люди, было создано специальное устройство – заземлитель. Это набор проводников, которые предназначены для отвода электрической энергии от приборов к грунту, тем самым исключая поражение током человека. Он состоит из заземлителей (горизонтальных и вертикальных стержней) и заземляющих проводников.

Наш сервис предлагает вам выполнить расчет заземления с помощью удобного онлайн-калькулятора. На основании типа грунта, климатической зоны и видов заземлителей, программа предоставит результат по сопротивлению отдельных стержней, а также общему сопротивлению на растекание. Мы работаем только по последним актуальным данным, в качестве источников использовались:

  • правила устройства электроустановок;
  • нормы устройства сетей заземления;
  • заземляющие устройства электроустановок – Карякин Р. Н.;
  • справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования – Барыбина Ю. Г.;
  • справочник по электроснабжению промышленных предприятий – Федорова А. А. и Сербиновского Г. В.

Калькулятор расчета заземления

Для того чтобы упростить расчеты, мы предлагаем вам воспользоваться простым и точным калькулятором расчета заземления.

Наш онлайн-калькулятор расчета заземления учитывает все поправочные коэффициенты и работает на основании приведенных формул. Для того чтобы выполнить надежный расчет, вам необходимо заполнить поля программы правильно.

  • Грунт. Укажите верхний и нижний слой грунта, а также глубину.
  • Климатический коэффициент. Поправка в расчетах на основании климатической зоны:
    • I зона — от -20 до -15°С (Январь); от +16 до +18°С (Июль);
    • II зона — от -14 до -10°С (Январь); от +18 до +22°С (Июль);
    • III зона — от -10 до 0°С (Январь); от +22 до +24°С (Июль);
    • IV зона — от 0 до +5°С (Январь); от +24 до +26°С (Июль);
  • Вертикальные заземлители. Количество вертикальных заземлителей (предполагаем любой число, по умолчанию 5), их длина и диаметр.
  • Горизонтальные заземлители. Глубина заложения горизонтальной полосы, ширина полки и длина стержня (берется из расчета 1:3, 1:2 или 1:1 к длине вертикального заземлителя – чем больше, тем лучше).

Нажимая кнопку «Рассчитать» вы получите следующие показатели:

  • удельное электрическое сопротивление грунта;
  • сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
  • длина горизонтального заземлителя;
  • сопротивление горизонтального заземлителя;
  • общее сопротивление растеканию электрического тока.

Последний параметр является определяющим. Следите, чтобы нормативное сопротивление (2 Ом — для 380 вольт; 4 Ом — для 220 вольт; 8 Ом — для 127 вольт) в электрических сетях было всегда больше, чем расчетное.

Пример расчета заземления на калькуляторе

Предположим, что наш дом расположен на черноземных почвах с толщиной пласта 0,5 м. Мы живем на юге России в четвертой климатической зоне. Предположительно, в качестве заземлителей будут использоваться 5 вертикальных электродов диаметром 0,025 м и длиной 2 м, горизонтальные стержни на глубине 0,5 м – длиной 2 м с шириной полки 0,05 м.

Читайте так же:
Объем котлована с откосами по спланированной местности

Тогда, перенеся все значения в калькулятор расчета заземления мы получим общее сопротивление на растекание равное 4,134 Ома.

Если в нашем частном доме однофазная сеть с напряжением в 220 Вт, то это значение недопустимо, так как этого заземления будет недостаточно.

Добавим еще один вертикальный электрод и получим значение 3,568 Ом. Это величина нам вполне подходит, а значит такое заземление гарантировано защитит вашу постройку и ее обитателей.

Если вы получаете значение близкое к критическому, то лучше увеличить количество или размер электродов. Помните, что расчет контура заземления крайне важен для безопасности!

Как рассчитать заземление в частном доме вручную

Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:

  • 2 Ом — для 380 вольт;
  • 4 Ом — для 220 вольт;
  • 8 Ом — для 127 вольт.

Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

  • Ro – сопротивление стержня, Ом;
  • L – длина электрода, м;
  • d – диаметр электрода, м;
  • T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
  • pэкв – сопротивление грунта, Ом;
  • ln — натуральный логарифм;
  • π — константа (3,14).

  • Rн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2, 4 или 8 Ом).
  • ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, в зависимости от зоны).

Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.

Определение расчетного сопротивления грунта основания

Определение расчетного сопротивления грунта основания. Сравнение результатов, полученных в модуле ГРУНТ с ручным расчетом.

Выполняется сравнение расчетного сопротивления грунта основания полученного в модуле ГРУНТ с результатами ручного расчета по СП 22.13330 «Основания зданий и сооружений».

Исходные данные

Размеры фундамента bxl=20х30м; глубина заложения фундамента d=2м; здание с гибкой конструктивной схемой; подвал отсутствует; характеристики грунтов определены по таблицам. Нагрузка на основание N=120000кН; среднее давление по подошве фундамента p=200кН/м 2

Характеристики грунтов основания:

Напластование грунтов:

Параметры нагрузки:

Параметры расчета:

Результаты расчета в модуле ГРУНТ

Rz=392.085кН/м 2 по подошве фундамента (отметка +98.000).
Rz=570.161кН/м 2 на глубине 3.5м от подошвы фундамента (отметка +94.500).

Читайте так же:
Они косят до откоса

Определение расчетного сопротивления грунта основания под подошвой фундамента R (отметка +98.000)

Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

γС1 и γС2 – коэффициенты условий работы по табл. 5.4 СП 22.13330;
k – коэффициент, принимаемый равным 1, если характеристики определены непосредственными испытаниями и 1.1, если по таблицам;
Mγ, Mq и Mc – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
kz – коэффициент, принимаемый равным 1 при b 10, здесь Z0=8м;
b – ширина подошвы фундамента;
γII – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;
γ’II – осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;
cII – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведённая глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала;

hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf – толщина конструкции пола подвала;
γ cf – расчётное значение удельного веса конструкции пола подвала;
db – глубина подвала.

γС1=1.25 и γС2=1, т.к. непосредственно под фундаментом залегает грунт ИГЭ-2 песок пылеватый.
k=1.1 т.к. характеристики грунтов определены по таблицам.
Коэффициенты Mγ, Mq и Mc определяются по таблице 5.5 СП 22.13330 в зависимости от угла внутреннего трения φ. Данная таблица составлена на основании формул:

№ИГЭhi, мγi, кН/м 3hi*γi, кН/м 2
11.0017.6517.65
21.0017.2017.20
2.0034.85
среднее значение17.425

Осредненные характеристики определяются по формуле:

Коэффициент, зависящий от ширины фундамента: kz=Z0/b+0.2=8/20+0.2=0.6

Определение расчетного сопротивления грунта основания на глубине 3.5м от подошвы фундамента (отметка +94.500)

Распределение напряжений по глубине сжимаемой толщи:

По глубине сжимаемой толщи должно выполняться условие (условие 5.9 СП 22.13330):

где σzp, σzγ и σzg – вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента.

Определим σz и Rz на глубине Z=3.5м от подошвы фундамента.

Rz определяется для условного фундамента шириной:

где Az=N/σzp=120000/196.224=615.55м2; σzp=196.244кН/м2 – дополнительное давление на глубине Z=3.5м от подошвы фундамента (определено при помощи модуля ГРУНТ); a=(l-b)/2=(30-20)/2=5м.

Средневзвешенные значения характеристики грунтов определяются по глубине ZR=4+0.1*20.23=6.23м.

№ИГЭhi, мγi/γsbi, кН/м 3Сi, кПа, кН/м 2φi, градhi*γi, кН/м 2hi*Сi, кН/мhi*φi, м*град
31.50017.8508.00022.00026.77512.00033.000
43.00018.35020.00018.00055.05060.00054.000
51.52318.85050.00016.00028.70976.15024.368
6.023110.534148.150111.368
средние значения18.35224.59718.490
№ИГЭhi, мγi/γsbi, кН/м 3hi*γi, кН/м 2
11.00017.65017.650
23.00017.20051.600
31.50017.85026.775
5.50096.025
среднее значение17.459

Коэффициент, зависящий от ширины фундамента: kz=Z0/b+0.2=8/20.23+0.2=0.595

Расчет глубины заложения фундамента по СП 22.13330.2011

5.5.2. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Читайте так же:
Заделка швов пвх откосов

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно ГОСТ 25100 переход пластично мерзлого грунт

5.5.2. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно ГОСТ 25100 переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

5.5.3. Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

(5.3)

где Мt– безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства – по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d – величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30 м; крупнообломочных грунтов – 0,34 м.

Значение d для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где dfn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330

Онлайн расчет глубины заложения фундамента

Минимальную глубину заложения фундаментов во всех грунтах, кроме скальных, рекомендуется принимать не менее 0,5 м, считая от поверхности наружной планировки. (РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ , МОСКВА 1978).

Расчетная глубина промерзания

5.5.4. Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м,определяют по формуле

где dfn – нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 – 5.5.3;

kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений – по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Коэффициент kh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °C

Расчет заземления

2017-07-28 Теория Комментариев нет

В продолжении темы заземления (системы заземления, системы уравнивания потенциалов) в этой статье коснемся методики правильного расчета защитного заземления, но для начала вспомним что такое защитное заземление и для чего оно применяется.

Читайте так же:
Что нужно для отделки дверных откосов

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Для чего это надо? А надо это для предотвращения поражения людей электрическим током при прикосновении к металлическим частям, оказавшемся под напряжением вследствии нарушения изоляции. Если бы заземление отсутствовало, то человек, стоя на земле и прикоснувшись рукой к корпусу такого прибора, мог бы запросто получить удар током. А при наличии заземляющего контура, в случае пробоя на корпус, ток будет утекать в землю по заземляющему проводнику, так как сопротивление заземляющего контура намного меньше, чем сопротивление человека и соответственно уже не принесет такого вреда.

Вот вкратце то, что касается назначения защитного заземления. А теперь перейдем к методике расчета.

Расчет заземления делается для определения числа заземляющих стержней и длины горизонтальных пластин, которыми эти стержни соединяются. Сам расчет сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя.

Сопротивление растекания — это сопротивление, которое оказывает току грунт.

На практике это сопротивление относят не к грунту, а к заземлителю, поэтому чаще используют термин сопротивление заземлителя.

Rзм — сопротивления заземлителя, Uзм — напряжение на заземлителе, Iзм — ток, протекающий через заземлитель.

Это сопротивление зависит от конструкции заземлителя, размеров и количества заземляющих проводников, глубины их заложения и проводимости грунта. Чем меньше будет сопротивление, тем меньше будет величина опасного потенциала на корпусе.

Различаются два типа заземления — выносное и контурное. Выносное заземление делается за пределами площадки, на которой находится заземляемое оборудование. Контурное заземление выполняется по контуру площадки с заземляемым оборудованием, а также внутри площадки.

Выносное и контурное заземление

В качестве заземлителей ПУЭ рекомендует использовать естественные заземлители, в качестве которых могут быть использованы металлические конструкции зданий, соединенные с землей, трубопроводы (кроме тех, что применяются для транспортировки горючих и взрывных жидкостей и газов), металлические оболочки кабелей (за исключением алюминиевых), обсадные трубы и т.п. Если сопротивление естественных заземлителей удовлетворяет требуемым нормам (меньше 10 или 4 Ом, в зависимости от нагрузки), то устройство искусственных заземлителей не требуется.

В случае, если естественные заземлители не соответствуют требуемым нормам, либо нет возможности их использовать, применяют искуственные заземлители. В качестве искуственных заземлителей могут применяться уголок 50Х50, 60Х60 с толщиной стенки не менее 4мм, стальная труба с толщиной стенки не менее 3,5мм, пруток – 10 мм2 и т.д. Для соединения стержней используется стальная полоса толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм2. Конечно в продаже имеются уже готовые комплекты для заземления, состоящие из омедненных штырей с резьбовым соединением, которые удобны в монтаже и весьма долговечны, но стоят они недешево.

Читайте так же:
Крутизна откосов насыпей принимается

Длина заземляющего стержня должна быть не менее 1,5 — 2м. Заземляющие стержни забиваются в землю на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остаётся 0,5 — 0,8 м. Расстояние между стержнями берется из соотношения их длины — a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL где a — расстояния между стержнями; L — длина стержня, 1 — 3 соотношение.

Формула для определения сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня) имеет такой вид:

Pэкв — эквивалентное удельное сопротивление грунта, L – длина стержня, d –диаметр стержня, Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня.

В случае установки заземляющего устройства в неоднородный грунт (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:

Ψ — сезонный климатический коэффициент, ρ1, ρ2 – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Н – толщина верхнего слоя грунта, t — заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.

Приблизительное удельное сопротивление грунта

ГрунтУдельное сопротивление грунта, Ом·м
Торф20
Почва (чернозем и др.)50
Глина60
Супесь150
Песок при грунтовых водах до 5 м500
Песок при грунтовых водах глубже 5 м1000

Заглубление горизонтального заземлителя находится по формуле:

Количество необходимых заземлителей без учета сопротивления горизонтального заземления определяется по формулам:

Rн — нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, Ψ – коэффициент сезонности вертикального заземлителя.

Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств

Характеристика электроустановкиУдельное сопротивление грунта ρ, Ом·мСопротивление Заземляющего устройства, Ом
Искусственный заземлитель к которому присоединяется нейтрали генераторов и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В:
660/380до 10015
свыше 1000.5·ρ
380/220до 10030
свыше 1000.3·ρ
220/127до 10060
свыше 1000.6·ρ

Формула для сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

Lг, b – длина и ширина заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; ηг – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей

Lг — длину самого горизонтального заземлителя находим исходя из количества заземлителей:

Lг = а · (n — 1) — в ряд; Lг = а · n — по контуру;

а — расстояние между заземляющими стержнями, n — количество заземлителей.

Далее находим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

Полученное при расчете количество вертикальных заземлителей округляется до ближайшего большего.

Конечно такая методика расчета заземления довольно сложна и вряд ли будет использоваться домашним мастером, поэтому я предлагаю в качестве альтернативы использовать для расчета программу Электрик v7.0.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector