Антиплагиат (1052687), страница 4
Текст из файла (страница 4)
это вызовет наиболееневыгодное загружение;– коэффициент надежность по ответственности (табл. 1 [9]).Нормативные равномерно распределенные нагрузки: вертикальную ии горизонтальную, кН/м2, м учётом давления всей толщи грунтов надтоннелем определяют по 38 формулам:(4.9); (4.10)где – удельный вес грунтов соответствующих слоев напластований вовзвешенном состоянии (таблица 1.1)– толщина слоев напластований над выработкой:,;– число слоев напластований ( 32 см. рис. 3.2).Расчёт произведём в табличной форме (таблица 3.2)Таблица 4.2 – Расчёт горного давления для 2 участка от полного столба грунтаТипобделкиВертикальноедавление грунта,кН/м2Горизонтальноедавление грунта, кН/м2 Гидростатическое давление, кН/м2γf γf γf1 28,231,131,05 0,710,80,570,9119,03 158,18 197,332 28,2 31,1 0,71 0,57 119,03 158,63 198,23Расчётные коэффициенты надёжности по постоянной нагрузке взяты всоответствии с требования (таблица 8 [6]).Расчетная величина нагрузки от собственного веса тоннельной обделки () учитывается автоматически программным комплексом по проектнымразмерам конструкций и удельному расчетному весу материала ссоответствующими коэффициентами надежности (железобетона –и чугуна – ) из которого они изготовлены.4.2.3 Расчётные схемыПереход от реальной модели к дискретной осуществлялся путем точногопостроения реальной конструкции обделки и ее элементов в комплексеавтоматизированного проектирования AutoCAD 2015.
Затем конструкцияразбивалась на элементы и готовая (геометрически) модель конвертироваласьнепосредственно в программный комплекс ЛИРА-САПР 2013.Конструкция разбивается на 28 равных стержневых элементов типа 10(пространственный стрежневой элемент) с одинаковой жёсткостью. Шарнирыв узлах обделки отсутствуют, что реализует постоянные связи растяжения встыках обделки. Моделирование упругого отпора грунта осуществляетсяэлементами односторонних двухузловых связей, работающих на сжатие, типа265.
Они сориентированы по радиусам окружности от центра и примыкают кузлам сопряжения элементов тоннельной обделки. Определение зонотсутствия упругого отпора осуществлялось методом последовательногоприближения путем исключения дискретных упругих опор при наличии в нихрастягивающих усилий. Обеспечение граничных условий достигалось за счетналожения связей на опорные узлы элементов тоннельной обделки понаправлению степени свободы X, Y, Z, а также на узлы элементов тоннельнойобделки по направлению степени свободы Y.
Для обеспечения геометрическойнеизменяемости системы на узлы элементов тоннельной обделки,расположенные по вертикальной оси симметрии, вводятся связи понаправлению степени свободы X. Воздействие активного вертикального игоризонтального давления грунта задается в виде вертикальных Pi игоризонтальных Qi сосредоточенных сил в узлах сопряжения элементовтоннельной обделки. Нелинейное загружение формировалось простымшаговым методом с коэффициентом загружения – 0,01 и количеством шагов –100 для линейного загружения. Расчет ведётся на погонный метр тоннеля.Для обделки типов 1 и 2 расчётная схема в ПК ЛИРА-САПР 2013 будетиметь вид, приведенные на рис. 4.3.Рис. 4.3 – Расчетная схема тоннельной обделки типа 1 и 2 для 1 и 2 участкаСхема элемента, моделирующего отпор грунта (КЭ 265) приведена на рис.4.4Рис.
4.4 – Схема элемента, моделирующего упругий отпор грунта (КЭ 265)В расчётной схеме приняты характеристики:1) Для КЭ типа 10:а) 1 тип тоннельной обделки: П-образный элемент: E=98000000 кН/м2 –модуль упругости чугуна СЧ 20; tf=5 см; H=35 см; R0=72 кН/м3 – удельный весчугуна [10];б) 2 тип тоннельной обделки: брус: E=37000000 кН/м2 – модульупругости бетона B45; B=100 см; H=40 см; R0=25 кН/м3 – удельный весжелезобетона [8].2) Для КЭ типа 265 (жесткость в направлении X: Rx=2,1х105 кН/м (см.таблицу 1.1) для погонного метра обделки и длины КЭ, равной 1 м. КЭработает на сжатие «–»).Исходные значения нагрузок, необходимые для расчёта тоннельныхобделок в ПК ЛИРА-САПР 2013 на 1 и 2 расчётном участке для тоннельныхобделок тип 1 и тип 2 приведены в таблицах 4.2, 4.3, 4.4, 4.5.Таблица 4.2 – Исходные значения нагрузок для расчета тоннельной обделкитип 1 на 1 расчётном участкеNoузловКоординатыузловНагрузки на узлыX, м Z, мВертикальнаясилаQ, кНГоризонтальнаясилаP, кНСила от гидростатическогодавления водыR, кН1 0 4,200 55,8 0,11 1192 0,935 4,095 54,6 0,44 1243 1,822 3,784 51,1 0,85 1304 2,619 3,284 45,5 1,22 1355 3,284 2,619 37,9 1,53 1406 3,784 1,822 28,95 1,76 1467 4,095 0,935 18,8 1,91 1518 4,2 -1,846 10,9 1,96 1569 4,095 -0,935 8,2 1,91 16110 3,784 -1,822 8,2 1,76 16711 3,284 2,619 8,2 1,53 17212 2,619 -3,284 8,2 1,22 17713 1,822 -3,784 8,2 0,85 18314 0,935 -4,095 8,2 0,44 18815 0 -4,2 8,2 0,11 193Таблица 4.2 – Исходные значения нагрузок для расчёта тоннельной обделкитип 2 на 1 расчётном участкеNoузловКоординатыузловНагрузки на узлыX, м Z, мВертикальнаясилаQ, кНГоризонтальнаясилаP, кНСила от гидростатическогодавления водыR, кН1 0 4,200 37,2 0 1112 0,935 4,095 36,5 0,12 1173 1,822 3,784 34,3 0,23 1224 2,619 3,284 30,9 0,33 1275 3,284 2,619 26,3 0,41 1326 3,784 1,822 20,8 0,48 1387 4,095 0,935 14,1 0,52 1438 4,2 -1,846 9,9 0,53 1489 4,095 -0,935 8,2 0,52 15410 3,784 -1,822 8,2 0,48 15911 3,284 2,619 8,2 0,41 16412 2,619 -3,284 8,2 0,33 16913 1,822 -3,784 8,2 0,23 17414 0,935 -4,095 8,2 0,12 18015 0 -4,2 8,2 0 185Таблица 4.2 – Исходные значения нагрузок для расчёта тоннельной обделкитип 1 на 2 расчётном участкеNoузловКоординатыузловНагрузки на узлыX, м Z, мВертикальнаясилаQ, кНГоризонтальнаясилаP, кНСила от гидростатическогодавления водыR, кН1 0 4,200 52,7 0,11 1192 0,935 4,095 51,5 0,44 1243 1,822 3,784 48 0,85 1304 2,619 3,284 42,4 1,22 1355 3,284 2,619 38,4 1,53 1406 3,784 1,822 25,8 1,76 1467 4,095 0,935 15,7 1,91 1518 4,2 -1,846 7,8 1,96 1569 4,095 -0,935 5,1 1,91 16110 3,784 -1,822 5,1 1,76 16711 3,284 2,619 5,1 1,53 17212 2,619 -3,284 5,1 1,22 17713 1,822 -3,784 5,1 0,85 18314 0,935 -4,095 5,1 0,44 18815 0 -4,2 5,1 0,11 193Таблица 4.2 – Исходные значения нагрузок для расчёта тоннельной обделкитип 2 на 2 расчётном участкеNoузловКоординатыузловНагрузки на узлыX, м Z, мВертикальнаясилаQ, кНГоризонтальнаясилаP, кНСила от гидростатическогодавления водыR, кН1 0 4,175 34,1 0 1112 0,91 4,07 33,4 0,12 1173 1,797 3,759 31,2 0,23 1224 2,594 3,259 27,8 0,33 1275 3,259 2,619 23,2 0,41 1326 3,759 1,797 17,7 0,48 1387 4,07 0,91 11,6 0,52 1438 4,175 -1,821 6,7 0,53 1489 4,07 -0,91 5,1 0,52 15410 3,759 -1,797 5,1 0,48 15911 3,259 2,594 5,1 0,41 16412 2,594 -3,259 5,1 0,33 16913 1,797 -3,759 5,1 0,23 17414 0,91 -4,07 5,1 0,11 18015 0 -4,175 5,1 0 1854.2.4 Результаты расчётов в ПК ЛИРА-САПР 2013Произведя расчёт и получив результаты, вычерчиваются эпюры усилий вэлементах обделок:– для обоих типов тоннельных обделок на 1 участке ПК 2071+58 потеории сводообразования, т.к.
наибольшие усилия в стрежнях возникаютименно на этом участке.Полные результаты расчётов по усилиям в элементах обделок приведеныв табличной форме в приложении А, Б, В и Г.4.2.5 Расчётные усилия в обделке тип 1В обделке тип 1 максимальные усилия возникают на первом расчётномучастке. Эпюры этих усилий приведены на рис. 4.5.Рис.
4.5 – Эпюры максимальных внутренних усилий в обделке тип 1рассчитанных при помощи ПК ЛИРА-САПР 2013Эпюры расчётных усилий в обделке тип 1 на втором расчётном участкеприведены на чертеже No5.4.2.6 Расчётные усилия в обделке тип 2В обделке тип 2 максимальные усилия возникают на первом расчётномучастке по теории сводообразования. Эпюры этих усилий приведены на рис.4.6.Рис. 4.6 – Эпюры максимальных внутренних усилий в обделки тип 2 в ПКЛИРА-САПР 2013Эпюры расчётных усилий в обделке тип 2 на втором расчётном участкеприведены на чертеже No6.4.3 Расчёт в ПК Midas GTS NX 20164.3.1 Описание Midas GTS NX 2016Расчет и анализ напряженно-деформированного состояния конструкциичисленным методом был произведен в программном комплексе корейскогопроизводства Midas GTS NX (V 2.1) 2016.Программный комплекс позволяет решать широкий круг задач припроектировании подземных сооружений в нелинейной постановке, в том числете, которые в аналитической постановке классическими методами имеют оченьсложное решение, либо вообще не решаются.Расчетные схемы можно моделировать как в 2-х, так и в 3-х мернойпостановке с учетом влияния грунтовых вод и их фильтрации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
