ПЗ (печать) (Проект горного железнодорожного однопутного тоннеля), страница 6

3.5 Проверка прочности тоннельных обделок

Проверка прочности тоннельной обделки выполняется по вычисленным усилиям, т. е. по изгибающим моментам и нормальным силам, см. п. 3.4.3, в соответствии с [4].

Проверка будет произведена для трех наиболее характерных сечений:

1. В замковом сечении тоннельных обделок.

2. В сечении с максимальным отрицательным изгибающим моментом.

3. В пяте тоннельных обделок.

Тоннельные обделки будут рассчитываться как внецентренно сжатые конструкции, при выполнении условия:

е₀ ≤ е, (3.9)

где е₀ – величина эксцентриситета продольной силы относительно центра

тяжести;

е – величина эксцентриситета, зависящая от толщины тоннельной

обделки.

Данные величины определяются по формулам:

е₀ = ;

(3.10)

е = ,

где M – величина изгибающего момента, кН·м;

N – величина продольной силы, кН;

h – толщина тоннельной обделки, в рассматриваемом сечении

Проверка прочности при внецентренном сжатии производиться по выражению:

N ≤ α·m·R_b·b·h·(1 – ), (3.11)

где α – коэффициент, принимаемый равным 1,0;

m – коэффициент, принимаемый равным 0,9, в соответствии с [2];

R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, по [3];

b – ширина сечения тоннельной обделки, м;

h – толщина сечения тоннельной обделки, м.

При невыполнении условий (3.9), сечения тоннельной обделки должны проверяться как работающие на изгиб по формуле:

M ≤ α·m·R_bt· . (3.12)

Проверка прочности тоннельных обделок сведена в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 – Расчетные характеристики тоннельных обделок

Вывод: условия по прочности тоннельных обделок при внецентренном сжатии для бетона B30, при выполнении условия (3.9), и работающих на изгиб выполняются. Не требуется увеличение толщины тоннельной обделки и ее армирование.

3.6 Армирование тоннельных обделок

По расчету п. 3.5 было установлено, что армирование тоннельных обделок всех типов по расчету в установленных породах не требуется, следовательно, из условий трещиностойкости тоннельных обделок бетона марки B30 будет выполняться минимальное армирование. Минимальная площадь армирования А_min в соответствии с [3] определяется по формуле:

А_min = 0,003·h₀·b, (3.13)

где h₀ –величина, см, определяемая по формуле:

h₀ = h – а; (3.14)

а = а_з + , (3.15)

где а_з – защитный слой бетона, принимаемый 2d арматуры или 30 мм;

d – диаметр арматуры, мм.

Расчетная схема для определения величины h₀ приведена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Расчетная схема для определения величины h₀

Результат расчетов по армированию тоннельных обделок, а также подбор арматуры сведены в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 – Результат расчетов и подбор арматуры

Продолжение таблицы 3.7

Расположение арматуры в тоннельных обделках различных типов, как и их сечения, приведены в Приложении Г.

Армирование плит, производится аналогично армированию тоннельных обделок (3.13 – 3.15). Расчет армирования плит тоннельных обделок сведен в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 – Результаты расчетов армирования плит

Армирование плит тоннельных обделок приведено в Приложении Г.

Вывод. В данном расчете была подобрана минимальная площадь армирования тоннельных обделок, а также был осуществлен подбор арматуры класса А300. Конструктивная арматура была принята разных диаметров, для подбора под минимальную площадь армирования А_min. Монтажная арматура и хомуты приняты диаметром d = 10 мм, продольная арматура принята d = 14 мм.