Что такое номинальное сопротивление резистора. Как читать цветовую маркировку резисторов. Какие бывают допуски у резисторов. Как рассчитать фактическое сопротивление резистора.
Что такое номинальное сопротивление резистора
Номинальное сопротивление резистора — это то значение сопротивления, на которое рассчитан данный резистор согласно его маркировке. Однако фактическое сопротивление может немного отличаться от номинального в пределах допуска.
Основные характеристики номинального сопротивления резистора:
- Указывается производителем на корпусе резистора с помощью цветовой маркировки
- Измеряется в Омах (Ом)
- Может составлять от долей Ома до сотен мегаОм
- Фактическое сопротивление отличается от номинального в пределах допуска (обычно ±5%, ±10%)
Как определить номинальное сопротивление по цветовой маркировке
На корпусе резистора нанесены цветные полоски, по которым можно определить его номинальное сопротивление. Стандартные резисторы имеют 4 полоски, прецизионные — 5 полосок.
Алгоритм определения номинального сопротивления по 4 полоскам:
- Первые две полоски — первые две цифры значения
- Третья полоска — множитель (степень 10)
- Четвертая полоска — допуск в процентах
Цвета полосок кодируют числа от 0 до 9. Например:
- Коричневый — 1
- Красный — 2
- Оранжевый — 3
- Желтый — 4
- Зеленый — 5
Допуски резисторов
Допуск резистора показывает, насколько фактическое сопротивление может отличаться от номинального. Типичные значения допусков:
- ±1% — прецизионные резисторы
- ±2% — прецизионные резисторы
- ±5% — стандартные резисторы
- ±10% — стандартные резисторы
- ±20% — резисторы низкой точности
Чем меньше допуск, тем точнее резистор соответствует своему номинальному значению. Для большинства бытовых электронных схем подходят резисторы с допуском ±5%.
Как рассчитать фактическое сопротивление
Чтобы определить диапазон возможного фактического сопротивления резистора, нужно:
- Умножить номинальное сопротивление на допуск в процентах
- Отнять и прибавить полученное значение к номинальному сопротивлению
Например, для резистора 100 Ом ±5%:
- 100 Ом x 5% = 5 Ом
- Минимальное сопротивление: 100 Ом — 5 Ом = 95 Ом
- Максимальное сопротивление: 100 Ом + 5 Ом = 105 Ом
Таким образом, фактическое сопротивление этого резистора может составлять от 95 до 105 Ом.
Зачем нужно знать номинальное сопротивление
Понимание номинального сопротивления резисторов важно по нескольким причинам:
- Позволяет правильно выбрать резистор для конкретной схемы
- Помогает рассчитать параметры электрической цепи
- Дает возможность заменить резистор аналогичным при ремонте
- Необходимо при проектировании электронных устройств
Методы измерения фактического сопротивления
Существует несколько способов измерить фактическое сопротивление резистора:
- С помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления
- Косвенным методом через измерение тока и напряжения
- Мостовым методом с использованием моста Уитстона
- С помощью специализированных измерителей RLC
Наиболее простой и доступный способ — измерение мультиметром. Для этого нужно переключить мультиметр в режим измерения сопротивления и подключить щупы к выводам резистора.
Влияние температуры на сопротивление резистора
Фактическое сопротивление резистора может меняться в зависимости от температуры. Это явление характеризуется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС).
Основные факты о влиянии температуры:
- У большинства резисторов сопротивление увеличивается с ростом температуры
- ТКС измеряется в ppm/°C (миллионная доля на градус Цельсия)
- Типичные значения ТКС: от 50 до 200 ppm/°C
- Существуют резисторы с низким ТКС для точных измерений
При проектировании устройств, работающих в широком диапазоне температур, важно учитывать изменение сопротивления резисторов.
Типы резисторов по номинальной мощности
Помимо номинального сопротивления, важной характеристикой резистора является его номинальная мощность. Она показывает, какую максимальную мощность может рассеивать резистор без повреждения.
Распространенные номиналы мощности резисторов:
- 0.125 Вт — для маломощных цепей
- 0.25 Вт — стандартные резисторы общего применения
- 0.5 Вт — для цепей средней мощности
- 1 Вт — мощные резисторы
- 2 Вт и более — для силовых цепей
При выборе резистора нужно учитывать не только его номинальное сопротивление, но и мощность, которую он должен рассеивать в конкретной схеме.
Номинальное сопротивление — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
| Зависимость допускаемой мощности электрической нагрузки ( в процентах от номинальной мощности рассеяния от температуры окружающего воздуха.| Зависимость допускаемой мощности электрической нагрузки ( в процентах от номинальной мощности рассеяния от атмосферного давления для резисторов типовМТ ОМЛТ, МЛТ, том ( ГОСТ 2825 — 67 в. [1] |
Номинальные сопротивления соответствуют приведенным в таблице числам и числам, полученным путем умножения на 10, где п — целое положительное или отрицательное число. [2]
Номинальное сопротивление — значение, указанное на мере или приписанное ей. Номинальное значение меры должно выражаться числом 10, где п — целое положительное или отрицательное число. [3]
Входная кассета основного звукового тракта ( кассета индивидуального регулятора КС-1.
[4] |
Номинальное сопротивление, на которое нагружается выход основного звукового тракта, — 600 ом, минимальное — 150 ом. [5]
Номинальное сопротивление для трансформатора тока в 2 представляет собой то результирующее кажущееся сопротивление, на которое может быть замкнута вторичная обмотка без вреда для данного класса прибора; предельное сопротивление трансформатора — то сопротивление, при котором ошибки в показаниях величины топ составляют 1 ( Хю ог номинального тока. Номинальная мощность в VA указывает, как велик может быть общий расход энергии во вс х присоединенных приборах соответственно требованиям, предъявляемым к измерительным приборам данного класса. Предельная мощность — мощность, которая получается при крайних допусках нагрева. [6]
Номинальное сопротивление — это сопротивление, обозначенное на резисторе. [7]
Номинальное сопротивление — электрическое сопротивление, значение которого обозначено на резисторе или указано в нормативной документации н которое является4 исходным для отсчета отклонений от этого значения.
Диапазон номинальных сопротивлений установлен для резисторов: постоянных от долей ома до единиц тераом; переменных проволочных от 0 47 Ом до 1 МОм; переменных непроволочных от I Ом до 10 МОм.
[8]
Номинальное сопротивление и допускаемое отклонение фактического сопротивления резистора от его номинального значения ( допуск) обычно обозначены на самом резисторе. [9]
| Деформационные характеристики тензорезисторов из кремния. [10] |
Номинальное сопротивление тензорезисторов зависит от температуры, так как с ее изменением изменяются концентрация и подвижность носителей заряда. Температурная зависимость номинального сопротивления тензорезисторов имеет сложный характер. Однако для обычно используемых материалов со значительной концентрацией примесей можно считать в первом приближении, что температурный коэффициент сопротивления остается постоянным в рабочем диапазоне температур.
[11]
Номинальные сопротивления ТС Rzo могут иметь значения ( у разных типов) от единиц ом до сотен килоом. У ТС одного и того же типа диапазон номинальных сопротивлений бывает несколько уже, так как Дао сильно зависит от конструкции ТС. [12]
Номинальное сопротивление терморе-зистора
Номинальное сопротивление Raoa — это сопротивление, обозначенное на резисторе. Фактическое сопротивление резистора может отличаться от обозначенного на величину, не превышающую допускаемого отклонения. [14]
Номинальное сопротивление прибора типа Р4002 составляет 10 и 105 ом; при-бора типа Р4003 — 105 ом; прибора типа Р4004 — 106 ом; прибора типа Р4005 — 10 ом. Номинальное сопротивление одной ступени магазина типа Р4002 составляет 10е и 107 ом.
[15]
Страницы: 1 2 3 4 5
Что такое сопротивление (Impedance) микрофона и его типы?
Что такое сопротивление микрофона и его типы (Microphone Impedance)?
ЧТО ТАКОЕ ИМПЕДАНС (Сопротивление/Impedance)?
Микрофоны обычно поставляются с двумя характеристиками импеданса: выходным сопротивлением и сопротивлением нагрузки. Но какая разница? И что такое импеданс в первую очередь?
ВЫХОДНОЙ ИМПЕДАНС (Output Impedance).
Как вы, возможно, знаете, электрические аудиосигналы — это переменные напряжения. Проще говоря, импеданс — это своего рода сопротивление переменному току. Микрофоны обычно имеют выходное сопротивление менее 200 Ом (200 Ohm). Такие низкие импедансы позволяют прокладывать очень длинные кабели без ухудшения качества звука. Это значительный шаг вперед по сравнению, скажем, с электрогитарой, у которой звукосниматели с высоким импедансом теряют довольно много высоких частот при длине кабеля всего 9 метров.
ИМПЕДАНС НАГРУЗКИ (Load Impedance).
Импеданс нагрузки не является свойством самого микрофона; это входное сопротивление следующего устройства, в данном случае микрофонного предусилителя или аудио интерфейса. Говоря техническим языком, низкий входной импеданс означает высокую нагрузку на предыдущую часть оборудования. Это потому, что его выходная цепь должна работать сильнее, чтобы управлять входом с низким импедансом. В результате может быть слышимое искажение, особенно на высоких уровнях. Чтобы избежать этого, нам нужны низкие выходные сопротивления, управляющие небольшими нагрузками, то есть высокие входные сопротивления.
Для получения оптимальных результатов полное сопротивление нагрузки должно быть как минимум в пять раз выше выходного сопротивления. Таким образом, если микрофон имеет выходное сопротивление 200 Ом, предусилитель должен иметь входное сопротивление не менее 1000 Ом. И это именно та цифра, которую вы найдете в большинстве технических характеристик микрофонов как «рекомендуемое сопротивление нагрузки» или «номинальное сопротивление нагрузки».
Это минимальное сопротивление нагрузки, при котором производитель гарантирует все остальные характеристики.
РЕЗЮМЕ.
Итак, что мы делаем с этими характеристиками импеданса? Почти ничего. Практически любой студийный микрофон имеет выходное сопротивление 200 Ом или меньше. Точное значение может иметь значение для инженеров классической музыки или для FOH инженеров, которым часто приходится работать с очень длинными микрофонными кабелями. Но в домашней студии это не имеет значения. Кроме того, практически любой студийный предусилитель имеет входное сопротивление выше рекомендованного (минимального) сопротивления нагрузки. И нет проблем.
Но есть одно исключение! Некоторые новые предусилители предлагают переменное входное сопротивление. Если в вашем предусилителе есть такой переключатель, просто установите его на максимальное значение и забудьте об этом.
Если у вашего предусилителя более высокое входное сопротивление, это не проблема. Но если вы подключите свой микрофон к предусилителю, входной импеданс которого значительно ниже, вы можете потерять некоторые верхние и / или нижние частоты, а также снизить уровень звукового давления.
Однако это не повредит вашему микрофону.
Серия теоретических статей включает:
-Что такое чувствительность микрофона (sensitivity)?
-Что означает Max SPL у микрофона?
-Как частотная характеристика микрофона соотносится со звуком?
-Что такое сопротивление (Impedance) микрофона и его типы?
-Что такое собственный шум микрофона (Self-Noise)?
Как читать значения резисторов
Если вы думаете, что эти разноцветные полосы на ваших резисторах просто для галочки, подумайте еще раз! Эти полосы говорят вам значение резистора. Прежде чем вы сможете расшифровать значение резистора, вам нужно немного больше узнать о резисторах.
Существует два основных типа резисторов:
Стандартные резисторы имеют четыре цветные полосы. Три полосы говорят вам о номинальном значении , что означает значение, на которое рассчитан резистор. Четвертая полоса говорит вам допуск резистора, который указывает, насколько далеко от номинального значения может быть фактическое сопротивление.
(Производственный процесс не идеален, поэтому большинство резисторов немного не соответствуют требованиям.)Например, вы можете купить, как вам кажется, резистор на 100 Ом, но фактическое сопротивление, скорее всего, не точно равно 100 Ом. Это может быть 97 или 104 Омега, или какое-то другое значение, близкое к 100 Омега. Для большинства схем «закрыть» достаточно.
Прецизионные резисторы , которые имеют более точные значения, чем стандартные резисторы, имеют пять цветовых полос. Четыре полосы сообщают вам номинальную стоимость. Пятая полоса говорит вам о допуске.
Вы можете рассчитывать на то, что фактическое сопротивление прецизионного резистора действительно близко к его номинальному значению. Итак, если вы покупаете прецизионный резистор 100 Ом, скорее всего, его фактическое значение находится в пределах 1 или 2 от 100 Ом.
(Производственный процесс не идеален, поэтому большинство резисторов немного не соответствуют требованиям.) На следующем рисунке показана схема цветового кода стандартного (четырехполосного) резистора.
Вы используете этот цветовой код, чтобы определить номинальное значение и допуск стандартного резистора.
Расшифровка номинала резистора
Вот как можно использовать цветовой код для определения номинального значения резистора (см. рисунок):
Решите, какая полоса будет первой.
Сравните концы резистора. Обычно цветная полоса на одном конце ближе к этому концу, чем цветная полоса на другом конце. В этом случае полоса, ближайшая к одному концу резистора, является первой полосой.
Если вы не можете определить, какая полоса первая, посмотрите на две крайние полосы. Если одна из внешних полос серебряная или золотая, эта полоса, вероятно, последняя, поэтому первая полоса находится на другом конце.
Найдите цвет первой полосы в столбце с надписью «1-я цифра» и найдите число, связанное с этим цветом.
Это число является первой цифрой сопротивления. В резисторе, показанном на предыдущем рисунке, первая полоса желтая, поэтому первая цифра — 4.
Найдите цвет второй полосы в столбце с надписью «2-я цифра» и найдите число, связанное с этим цветом.
Это число является второй цифрой сопротивления. В резисторе, показанном на предыдущем рисунке, вторая полоса — фиолетовая, поэтому вторая цифра — 7,9.0003
Найдите цвет третьей полосы в столбце с надписью «X» и найдите число, связанное с этим цветом.
Это число является множителем. В резисторе, показанном на предыдущем рисунке, третья полоса коричневая, поэтому множитель равен 10 1 (что равно 10).
Поместите первые две цифры рядом, чтобы получить двузначное число.
Для резистора, показанного на предыдущем рисунке, первые две цифры — 4 и 7, поэтому двузначное число — 47.
Умножьте двузначное число на множитель.
Это дает вам номинальное значение резистора в омах. В резисторе, показанном на предыдущем рисунке, двузначное число равно 47, а множитель равен 10, поэтому номинальное значение равно
.
Простой способ умножить целое число на степень 10 (то есть 10 0 , 10 1 , 10 2 , 10 3 и т. д.) состоит в том, чтобы просто добавить ( то есть прибавьте до конца) целое число с нулями и используйте показатель степени (это маленькое выпуклое число рядом с 10), чтобы сказать вам, сколько нулей нужно добавить. Вот два примера:
22 x 10 3 . Показатель степени равен 3, поэтому вы добавляете 3 нуля справа от 22 и получаете 22 000. (Множитель в этом случае равен 10 3 , что равно 1000.)
56 х 10 0 . Показатель степени равен 0, поэтому вы добавляете 0 нулей справа от 56 и получаете 37. (Множитель в этом случае равен 10 0 , что равно 1, потому что любое число, возведенное в 0-ю степень, равно 1.)
Если у вас есть прецизионный (пятидиапазонный) резистор (который вы вряд ли будете использовать для проектов в Electronics For Kids For Dummies ), третья полоса дает вам третью цифру сопротивления, а четвертая полоса дает вам множитель.
Чтение допуска резистора
Чтобы выяснить, насколько далеко от номинального значения может быть фактическое сопротивление, посмотрите на четвертую полосу стандартного резистора (или пятую полосу прецизионного резистора). Обратитесь к предыдущему рисунку для цветового кода допуска резистора.
Скажите, что четвертая полоса резистора 470 Омега, которую вы выбрали для конкретного проекта, золотая. Золотой цвет в столбце с надписью «допуск» на рисунке представляет собой допуск в 5 процентов. Поскольку 5 процентов от 470 равны 23,5, фактическое сопротивление может быть на 23,5 Омега выше или ниже , чем 470 Омега. Таким образом, фактическое значение сопротивления может быть любым значением от 446,5 до 493,5 Ом.
Большинство стандартных резисторов имеют допуски 5%, 10% или 20%, а большинство прецизионных резисторов имеют допуски 1% или 2%. Для большинства схем — и во всех проектах в Электроника для детей для чайников — можно использовать стандартный резистор.
Для определенных цепей важно использовать прецизионный резистор с более низким допуском.
На следующем рисунке показаны еще два примера резисторов и их значения.
Вы можете измерить фактическое значение конкретного резистора с помощью устройства, называемого мультиметром . Например, когда вы используете мультиметр для измерения резистора 470 Ом с допуском 5 процентов, вы можете обнаружить, что фактическое значение составляет 481 Ом.
Об этой статье
Эта статья взята из книги:
- Electronics For Kids For Dummies,
Об авторе книги:
Кэтлин Шами — инженер-электрик и писатель, специализирующийся на высоких технологиях. опыт работы в области медицинской электроники, обработки речи и телекоммуникаций.
Этот артикул можно найти в категории:
- General Electronics,
5.
Презентация методов номинального сопротивления — оценка методов проектирования свай с использованием документации Advanced Data AnalyticsДля сравнения рассчитанной и прогнозируемой нагрузок свай было использовано несколько методов. Краткий обзор этих методов представлен в этой главе. Чтобы обеспечить пакетную обработку, методы емкости были запрограммированы на Python.
Рис. 5.1 Типичный вид профиля с заглубленной сваей и соответствующими символами
Предельная несущая способность, \(R_n\) (иначе номинальное сопротивление), забивных свай обычно определяется путем номинального сложения сопротивлений ствола и пальцев (уравнение 5.1). ).
(5.1)\[R_n = R_s + R_p = \sum f_s A_s + q_p A_p\]
где:
- \(R_s\)
Сопротивление вала
- \(ф_с\)
Сопротивление вала агрегата, сцепление
- \(А_с\)
Площадь поверхности вала
- \(Р_п\)
Сопротивление зацепу
- \(q_p\)
Сопротивление схождения блока
- \(А_р\)
Площадь поперечного сечения носка
Для свай с открытым концом необходимо учитывать забивку грунта.
В случае, когда свая забита, емкость рассчитывается по уравнению. 5.1 с использованием внешнего бокового сопротивления и сопротивления носка по всей ширине носка. Однако, когда свая с открытым концом врезается в слой грунта во время забивки, свая моделируется как не забитая или частично забитая, и уравнение 5.1 корректируется с учетом внутреннего и внешнего бокового сопротивления, а также сопротивления подошвы от площади поперечного сечения кольцевого сечения сваи. FHWA советует, вслед за Пайковски и Уитменом (1990) рекомендуется, чтобы статическое сопротивление сваи с открытым концом рассчитывалось по меньшей из формул 5.2 для закрытых условий и уравнения. 5.3 для условий без подключения к электросети (Ханниган и др., 2016a).
(5.2)\[R_n = \sum f_{so} A_{so} + q_{p} A_{pp}\]
(5.3)\[R_n = \sum f_{so} A_{so} + \sum f_{si} A_{si} + q_{p} A_{p} — W_p\]
где:
- \(f_{so}\)
Сопротивление вала внешнего блока
- \(А_{так}\)
площадь внешней поверхности
- \(ф_{си}\)
сопротивление вала внутреннего блока
- \(А_{си}\)
площадь внутренней поверхности
- \(А_{пп}\)
площадь поперечного сечения сваи и грунтовой пробки у основания сваи
- \(W_p\)
вес грунтовой пробки
5.
1. Метод Нордлунда для несвязных грунтовМетод Нордлунд (Nordlund, 1963) рекомендован FHWA (Hannigan et al., 2016a) для точного определения несущей способности забивных свай в несвязных грунтах. Этот метод является полуэмпирическим и в значительной степени зависит от определения угла трения о грунт, \(\phi\). Нордлунд (Нордлунд, 1963; Nordlund, 1979) разработал свой метод расчета несущей способности свай в несвязных грунтах на основе всего лишь 41 испытания под нагрузкой на восьми различных полигонах. Хотя этот метод был разработан для свай диаметром менее 18 дюймов, он по-прежнему является наиболее широко используемым методом в Государственных DOT для проектирования всех забивных свай, включая LDOEP (NCHRP 2015).
Для однородных (неконических) свай боковое сопротивление по методу Нордлунда рассчитывается по формуле 5.4, а сопротивление зацепа рассчитывается по уравнению. 5.5. Метод использует скорректированные значения SPT N (или, что предпочтительнее, полученные в лаборатории параметры прочности) для определения угла трения грунта для каждого слоя грунта и использует серию опубликованных таблиц и графиков для предположения корреляции для коэффициента бокового давления грунта и угол трения сваи о грунт.
Эти значения используются вместе с эффективным давлением вскрышных пород для определения бокового сопротивления для каждого определенного слоя. Коэффициенты несущей способности наконечника сваи также коррелируют с углом трения грунта с помощью диаграмм. На поверхностное трение и сопротивление вершины сваи, \(R_p\), накладываются верхние пределы, чтобы ограничить величину расчетного удельного поверхностного сопротивления и сопротивления вершины и рассчитать более безопасную предельную грузоподъемность сваи.
(5.4)\[R_s = \sum K_d \, C_F \, \sigma’_d \, \sin(\delta) \, C_d \, \Delta d\]
(5.5)\[R_p = \alpha_t \, N’_q \, A_p \, \sigma’_p\]
где:
- \(K_d\)
коэффициент бокового давления грунта на глубине \(d\)
- \(C_F\)
Поправочный коэффициент для \(K_d\) при \(\delta \neq \phi\)
- \(\сигма’_d\)
вертикальное эффективное напряжение в центре приращения глубины \(d\)
- \(\дельта\)
Угол трения между сваей и грунтом
- \(C_d\)
Периметр сваи на глубине \(d\)
- \(\Delta_d\)
длина сегмента сваи
- \(\alpha_t\)
безразмерный коэффициент (зависит от отношения глубины сваи к ширине)
- \(N’_q\)
Коэффициент несущей способности
- \(\сигма’_р\)
Вертикальное эффективное напряжение у основания сваи
5.
2. Метод Томлинсона для связных грунтовВ отчете FHWA о проектировании и строительстве фундаментов с забивными сваями (Hannigan et al., 2016a; Hannigan et al., 2016b) рекомендуется, чтобы для свай диаметром менее 18 дюймов номинальное сопротивление рассчитывалось с использованием \(\альфа\)-метод (Томлинсон, 1980) для связных грунтов. Подобно методу Нордлунда, это наиболее широко используемый метод в государственных DOT для проектирования всех забивных свай в связных грунтах, включая LDOEP (NCHRP 2015).
\(\alpha\)-метод — это эмпирический метод расчета полного напряжения, который использует прочность недренированного грунта на сдвиг для определения предельной несущей способности сваи. Единичное поверхностное сопротивление, как показывает Томлинсон, равно сцеплению грунта со сваей, которое определяется коэффициентом «альфа» (\(\альфа\)) и определяется свойствами грунта и сваи с использованием исходных таблиц и недренированного сдвига. сила, \(s_u\), с \(f_s = \alpha s_u\).
Значения \(\alpha\) обратно пропорциональны прочности недренированного грунта на сдвиг и всегда меньше 1 из-за того, что сцепление между сваей и грунтом всегда меньше, чем сцепление внутри грунта.
В связных слоях боковое и носковое сопротивления, рассчитанные \(\альфа\)-методом, основаны на уравнении. 5.6 и уравнение 5.7. При работе со смешанными грунтовыми профилями Томлинсон предоставляет поправочные коэффициенты для учета стягивания более слабых грунтов более жесткими слоями — явления, которое происходит во время забивки свай и снижает боковое сопротивление. Эти факторы учитывались в наших расчетах.
(5.6)\[R_s = \sum f_s A_s = \sum C_\alpha A_s = \sum \alpha \, s_u \, A_s\]
(5.7)\[R_p = q_p A_p = N_c s_u A_p\]
где:
- \(C_\alpha\)
адгезия
- \(\альфа\)
Коэффициент сцепления
- \(с_у\)
прочность на сдвиг в недренированном состоянии
- \(А_с\)
площадь поверхности вала
- \(N_c\)
Коэффициент несущей способности
Примечание
Для подключенных и отключенных анализов, уравнение.
5.4 через уравнение 5.7 должны быть скорректированы в соответствии с формулой. 5.2 и уравнение 5.3.
5.3. Метод
Инженерного корпуса армии США (USACE) Для бокового сопротивления в несвязных грунтах USACE указывает, что поверхностное трение увеличивается линейно до критической глубины \(D_c\) и остается постоянным ниже этой глубины. Критическая глубина, \(D_c\), является функцией диаметра сваи, \(b\), так что \(D_c = 10b\) для рыхлых песков, \(D_c = 15b\) для песков средней плотности и \ (D_c = 20b\) для плотных песков. Затем можно рассчитать боковое сопротивление по уравнению 8.
(5.8)\[R_s = \sum f_s A_s = \sum K \, \sigma’_v \, \tan \delta \, A_s\]
где:
- \(K\)
Коэффициент бокового давления грунта
- \(\сигма’_v\)
вертикальное эффективное давление вскрышных пород (\(\sigma’_v = \gamma’ D\), когда \(D
- \(\дельта\)
угол трения между сваей и грунтом (из USACE, 1991)
- \(\гамма’\)
эффективный удельный вес грунта
- \(Д\)
глубина вдоль сваи
Для сопротивления схождения в несвязных грунтах можно использовать то же отношение критической глубины, что и для поверхностного трения.
Затем можно рассчитать сопротивление зацепа по уравнению. 5.9.
(5.9)\[R_p = q_p A_p = \sigma’_v \, N_q \, A_p\]
где:
- \(\sigma’_v\)
вертикальное эффективное давление вскрышных пород (\(\sigma’_v = \gamma’ D\), когда \(D
- \(N’_q\)
Коэффициент несущей способности (от Terzaghi and Peck, 1967)
Для бокового сопротивления связных грунтов метод USACE во многом аналогичен \(\альфа\)-методу в том смысле, что сопротивление обусловлено адгезией связного материала к краю сваи и рассчитывается по уравнению. 5.10.
(5.10)\[R_s = \sum f_s A_s = \sum c_a \, A_s = \sum \alpha \, s_u \, A_s\]
где:
- \(C_\alpha\)
сцепление между сваей и связным грунтом
- \(\альфа\)
Коэффициент адгезии (согласно USACE, 1991)
Сопротивление схождения в связных грунтах рассчитывается USACE в соответствии с формулой.
5.11.
(5.11)\[R_p = q_p A_p = 9 \, s_u \, A_p\]
где:
- \(s_u\)
Прочность на сдвиг в недренированном состоянии у носка сваи, обычно среднее значение на глубине, равной двум диаметрам сваи ниже носка
Примечание
Для подключенных и отключенных анализов, уравнение. 5.8 через уравнение 5.11 должны быть скорректированы в соответствии с формулой. 5.2 и уравнение 5.3.
5.4. Пересмотренный лямбда-метод
Лямбда-метод претерпел несколько изменений с момента своего первого появления. Фохт и Виджайвергия (1972) предложили рассчитывать боковое сопротивление по уравнению. 5.12.
(5.12)\[R_s = \sum f_s A_s = \sum \lambda \, (\bar{\sigma’} + 2 \bar{s_u}) \, A_s\]
где:
- \(\лямбда\)
коэффициент проникновения сваи
- \(\бар{\сигма’}\)
среднее вертикальное эффективное напряжение между поверхностью грунта и носком сваи
- \(\бар{s_u}\)
средняя прочность на сдвиг в недренированном состоянии
Крафт и др.
(1981) пересмотрели коэффициент проникновения сваи \(\лямбда\), предложив формулы для нормально консолидированных грунтов (уравнение 5.13) и переуплотненных грунтов (уравнение 5.14). Когда информация о консолидации отсутствовала или была ненадежной, связные грунты считались переуплотненными, если \(s_u/\sigma\) было равно или больше 0,1. 92 }{АЕУ}\)
диаметр сваи
Пиковая единица поверхностного трения
длина встроенной сваи
площадь поперечного сечения
модуль упругости
смещение сваи, необходимое для развития бокового сдвига (обычно 0,1 дюйма)
5.5. Метод Американского нефтяного института (API)
Метод проектирования API широко считается лучшим методом проектирования LDOEP из-за долгой истории Института в проектировании морских платформ.
Он был представлен в отчете «Рекомендуемая практика» RP-2A в 1986 г. и был пересмотрен в 1987 и 1993 гг. Боковое сопротивление в несвязных грунтах можно рассчитать по уравнению. 5.15.
(5.15)\[R_s = \sum f_s A_s = \sum K \, \bar{\sigma’} \, \tan \delta \, A_s\]
где:
- \(К\)
коэффициент бокового заземления
- \(\бар{\сигма’}\)
среднее вертикальное эффективное напряжение
- \(\дельта\)
угол трения сваи о грунт (АПИ РП-2А, 1993)
В таблице 5.1 приведены рекомендуемые значения коэффициента бокового заземления \(K\).
Состояние | К |
|---|---|
незаглушенные, открытые трубчатые сваи (десятки и комп.) | 0,8 |
сваи полноповоротные | 1,0 |
В таблице 5.
2 приведены рекомендации по \(\дельта\), углу трения между грунтом и стенкой сваи, а также по предельному единичному трению, \(f_s\).
Почва | \(\дельта\) , градусов | Ограничение, \(f_s\) | |
|---|---|---|---|
тысяч фунтов/фут2 | кПа | |||
От очень рыхлого до среднего, от песка до ила | 15 | 1,0 | 47,8 |
От рыхлого до плотного, от песка до ила | 20 | 1,4 | 67,0 |
От среднего до плотного, от песка до песчано-илистого | 25 | 1,7 | 81,4 |
От плотного до очень плотного, от песка до песчано-илистого | 30 | 2,0 | 95,8 |
От плотного до очень плотного, от гравия до песка | 35 | 2,4 | 114,9 |
Сопротивление схождения в несвязных грунтах определяется уравнением.
5.16.
(5.16)\[R_p = q_p A_p = \sigma’ N_q \, A_p\]
где:
- \(\sigma’\)
эффективное напряжение в носке сваи
- \(N’_q\)
коэффициент несущей способности
Ни единичное сопротивление вала, \(f_s\), ни единичное сопротивление схождения, \(q_p\), не увеличиваются линейно без ограничений. API RP-2A ограничивает значения сопротивления вала и носка узла в зависимости от консистенции почвы, от очень рыхлого песка/ила до очень плотного песка/гравия.
В таблице 5.3 приведены рекомендации по \(N_q\), коэффициенту несущей способности а также ограничение, \(q_p\).
0\end{split}\]
5.2 и уравнение 5.3.
4 можно объединить, как в Таблицу 5.5.
6. Olson 90 Method
lim}\) (ksf)
0]
