Serezhin Artem YUr'evich 2016 (1198784), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Расчетная схема тоннельной обделки принята в виде подъемистого свода с упруго защемленными пятами и с загружением активными и пассивными нагрузками (рис. 4.3). Тоннельная обделка представляет собой статически неопределимую систему с относительно небольшим числом неизвестных. Причем сама система и нагрузки, действующие на нее, симметричны относительно вертикальной оси.

Рисунок 4.3 - Расчетная схема тоннельной обделки

Далее производилось составление исходной информации для расчета тоннельной обделки с помощью программного комплекса

Исходными данными, на основе, которых выполняется расчет подковообразных тоннельных обделок по разработанной программе являются следующие:

- коэффициент крепости породы по М. М. Протодьяконову –f;

-угол внутреннего трения породы-;

-удельный вес породы-;

-коэффициент упругого отпора за стеной обделки–К_с

-ширина выработки–В;

-количество расчетных сечений, которыми обделка–I;

-коэффициент условий работы горного массива–К_р;

модуль упругости материала, из которого изготовлена тоннельная обделка–Е;

-координаты центров тяжести;

-толщина расчётных сечений тоннельной обделки.

Для определения координат центров тяжести расчётных сечений и толщины тоннельной обделки в этих сечениях необходимо начертить тоннельную обделку и разбить её на конечные элементы. Схема представлена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 – Расчетная схема для определения координат центров тяжести расчётных сечений, толщины тоннельной обделки в сечениях

Определённые заданием и полученные расчётно–графическим путём исходные данные, оформлялись в виде таблиц (таблицы 4.1-4.3).

Таблица 4.1.

Исходные параметры задачи

Исходные параметры	Размерность	Величина
Коэффициент крепости породы, f	-	1,5
Угол внутреннего трения породы, φ	град	38
Удельный вес грунта, 	кН/м3	26

Окончание таблицы 4.1

Коэффициент отпора за стеной, Кс	кН/м3	365000
Ширина выработки, В	м	7,12
Количество расчётных точек обделки, i	-	8
Коэффициент условий работы горного массива, Кр	-	1
Модуль упругости материала, Е	кПа	18000000

Таблица 4.2.

Координаты и толщина обделки.

№ сече-ния	x, (м)	y, (м)	h, (м)	φ (град.)
0	0	0	0,4	0
1	1,38	0,31	0,47	29
2	2,34	0,91	0,62	52
3	2,96	1,89	0,82	73
4	3,13	3,08	0,85	90
5	3,13	4,31	0,85	90
6	3,13	5,54	0,85	90
7	3,13	6,78	0,85	90
8	3,13	8,01	0,85	90

Расчет выполнен на горное давление q=196,67 кН/м².

Таблица 4.3

Результат расчета.

№ сече-ния	Изгибающие моменты в сечениях М(кн*м)	Опорные реакции R(Кн)	Реакции отпора Ri(Кн)	Нормальные Силы N(Кн)
0	84,23	901,92	-152,48	375,92
1	1,27	-	-181,48	468,69
2	-152,03	-	-57,11	625,55
3	-140,60	-	375,92	732,84

Окончание таблицы 4.3

4	9,18	-	468,96	718,84
5	68,99	-	-	753,47
6	58,57	-	-	832,67
7	-	-	-	867,30
8	-	-	-	901,92

На основе данных полученных при расчете в программном комплексе были построены эпюры моментов М и нормальных сил N. Эпюры приведены на рис. 4.5, 4.6.

Рисунок 4.5 Эпюра изгибающих моментов.

Рисунок 4.6 – Эпюра нормальных сил

4.4. Проверка прочности сечений обделки.

Проверка прочности тоннельной обделки выполняется по вычисленным усилиям: изгибающим моментам и нормальным силам в соответствии с СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы». Проверка производится для трех наиболее характерных сечений: в замке, в пяте и в сечении с максимальным отрицательным изгибающим моментом.

В соответствии с СП 35.13330.2011[14] тоннельная обделка может расcчитываться как внецентренно сжатая конструкция.

Эксцентриситет рассчитывается по формуле:

(4.7)

где М и N – соответственно изгибающий момент и нормальная (продольная) сила в рассматриваемом сечении.

Расчет прочности тоннельной обделки для замкового сечения:

Эксцентриситет выходит за ядро сечения, следовательно, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на растяжение по формуле:

(4.8)

где коэффициент, принимаемый для тяжелого и других видов бетонов равным 1; коэффициент, учитывающий неточность в назначении расчётной схемы монолитной бетонной обделки принимаемый равным 0,9; расчётное сопротивление бетона осевому растяжению, для бетона класса В10 – 0,57 Мпа принимаемое по СП 35.13330.2011[14] ширина сечения, высота сечения, м; эксцентриситет, φ – величина определяемая согласно СП 35.13330.2012 «Мосты и трубы». в пределах от 0,7 – 1,0; η – коэффициент учитывающий влияние прогиба на значение эксцентриситета продольного усилия η = 1.

375.92 кНм _> 137,6 кНм. Условие не выполняется.

Расчет прочности тоннельной обделки для сечения с наибольшим отрицательным изгибающим моментом:

Эксцентриситет выходит за ядро сечения, следовательно, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на растяжение по формуле 4.6:

625,55 кНм _> 343,5 кНм. Условие не выполняется.

Расчет прочности тоннельной обделки в пяте:

Так как в пяте рассчитываемой тоннельной обделки изгибающий момент равен нулю, проверка прочности не выполнялась.

В процессе выполнения расчетов прочности тоннельной обделки с наибольшим отрицательным изгибающим моментом и в замковом сечении условие прочности не выполняется, следовательно, можно сделать вывод, что тоннельная обделка не способна справиться с нагрузкой и поэтому необходимо усиливать тоннельную обделку железобетонной оболочкой с бетоном класса B 30 и толщиной 15 см принятой по конструктивным требованиям согласно СП 35.13330.2011[14].

4.5 Расчет армирования железобетонной оболочки для усиления тоннельной обделки.

Железобетонная оболочка согласно СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» принята толщиной 15 см с классом бетона В - 30.

4.5.1 Подбор сечения арматуры

Армирование элементов оболочки производится симметрично, так как в

конструкции действуют усилия различных знаков («+»; «-»). Нормально армированной считается конструкция при выполнении условия:

(4.9)

где ξ – относительная высота сжатой зоны бетона; ξ_r – граничная относительная высота сжатой зоны бетонного (железобетонного) сечения элемента. Определяется согласно СП 52 .101.2003 [16] по выражению:

(4.10)

Характеристики

Список файлов ВКР