Анализ конструкций фундаментных свай

Аннотация

В работе представлено анализ фундаментных свай с теплообменниками и без них, их конструктивные особенности, недостатки и преимущества. Было установлено, что большинство свай имеет сложную форму теплообменника или самой сваи. Теплообменники могут быть одинарными, двойными и тройными U-образными, W-образными и спиральной формы. Наиболее перспективными являются сваи с U-образными теплообменниками. Их применение исключает механическую нагрузку на стены здания. Нет дополнительных расходов на бурение скважин. Они имеют увеличенную тепловую эффективность и низкие гидродинамические потери на перекачку теплоносителя, особенно при использовании теплообменников с параллельными двойными U-образными трубами. В таких конструкциях проблема нарушения герметичности сведена к минимуму и соответственно достигается высокий уровень экологической безопасности. При этом, использование жидкости как теплоносителя, за счёт изменения температуры, давления и её объёма может привести к разрушениям, сначала труб теплообменников, а потом и конструкции сваи. Наличие растворённого кислорода в жидком теплоносителе способствует появлению сквозной коррозии труб теплообменников, и как следствие разрушение железобетонной конструкции сваи в целом. Использование труб теплообменников в качестве арматуры также может приводить к их повреждению и, соответственно, к приведенным выше проблемам. Проведенный анализ известных конструкций фундаментных свай позволяет сформировать требования к перспективным конструкциям энергетических свай и, соответственно, даст возможность разработать новую конструкцию забивной сваи с U-образным теплообменником в которой учтены все приведенные в работе недостатки. Прежде всего нужно провести оптимизацию конструкции теплообменника, а именно, геометрию поперечного сечения труб, форму укладки труб в теле сваи, методы фиксации труб теплообменника в теле сваи и количество таких фиксаторов.