диплом (1204397), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Проверка выполняется в двух случаях: при входе эксцентриситета в ядро сечение, при выходе из ядра сечения.

Величина эксцентриситета продольной силы относительноцентра тяжести определяется по формуле:

(5.11)

где М - изгибающий момент в сечении( ); N - нормальная сила в сечении( ).

Эксцентриситет продольной силы в замковом сечении на участке тоннельной обделки при крепости породы f=0,8 и 9,0 выходит из ядра сечения, находясь в сечении тоннельной обделки.

Проверяется сечение тоннельной обделки при крепости породы f=0,8 и 9,0 как работающее на изгиб по формуле:

(5.12)

где α - коэффициент, принимаемый для тяжелого и других видов бетонов равным 1; m - коэффициент, учитывающий неточность в назначении расчётной схемы монолитной бетонной обделки принимаемый равным 0,9 согласно [4]; - расчётное сопротивление бетона осевому растяжению, для бетона класса В35 – 1,3 (МПа); b - ширина сечения, b=1,0 м; h - высота сечения.

Эксцентриситет продольной силы во всех сечении на участке тоннельной обделки при крепости породы f=3,0 и в сечении отрицательного изгибающего момента при крепости породы f=9,0 входит из ядра сечения, находясь в сечении тоннельной обделки.

При этом случае проверяется сечение тоннельной обделки как работающее на сжатие по формуле:

5.13)

где - расчётное сопротивление бетона осевому сжатию, для бетона класса В35 – 19,5 (МПа).

Результаты проверки прочности приведены в таблице 5.8 и общий вывод по оптимизации приведен в таблице 5.9.

Таблице 5.8

Результаты проверки прочности

Таблица 5.9

Общий вывод по оптимизации конструкции тоннельной обделки

Сечение тоннельной обделки	Крепость породы
	f=0,8	f=3,0	f=9,0
Замковое	Расчетное армирование	Конструктивное армирование	Конструктивное армирование
С наибольшим отрицательным моментом	Расчетное армирование	Конструктивное армирование	Конструктивное армирование
Пята	Конструктивное армирование	Конструктивное армирование	Конструктивное армирование

Анализ проверки прочности сечений тоннельной обделки показывает, что принятая конструкция обделки не удовлетворяет условиям прочности при заданных условиях проектирования при крепостях породы f=0,8. Кроме того, при крепости породы f=3,0 и 9,0 конструкция обделки удовлетворяет условиям прочности во всех сечениях при условии, что материал обделки будет бетон класса не менее В35.

Принято решение выполнить армирование конструкции тоннельной обделки с применением рабочей арматуры на участках тоннеля при крепостях породы f=0,8. На участке тоннеля при крепости породы f=3,0 и 9,0 армирование тоннельной обделки выполнить конструктивно. Класс бетона конструкции тоннельной обделки на всех участках принимаем не менее В35.

5.4. Армирование тоннельной обделки

Проверка прочности сечений тоннельной обделки и подбор арматуры производится согласно нормам СП 52-101-2003[5]. Принято решение произвести армирование для трех типов тоннельной обделки. Тип 1 и тип 2 при крепости породы f=9,0 и 3,0 армируется конструктивно; тип 3 при крепости породы f=0.8 армируется по расчету. Расчет армирования каждого типа производится для наименьшей крепости. Решение обосновывается необходимостью унификации материалов, и упрощением процесса производства работ.

Основные исходные данные:

- - расчетный изгибающий момент;

- - расчетное сопротивление бетона на сжатие;

- - расчетное сопротивление арматуры растяжению;

- - граничная относительная высота сжатой зоны сечения;

- Геометрические размеры сечения элемента;

- - диаметр арматуры;

- - толщина защитного слоя бетона.

Поперечное сечение тоннельной обделки приведено на рисунке 5.9.

Рис.5.9. Поперечное сечение тоннельной обделки

Определяется величина :

(5.15)

где h – высота сечения тоннельной обделки, м; – защитный слой бетона, принимаемый 0,040 м; d – диаметр рабочей арматуры, м.

Определяется относительная высота сжатой зоны бетона:

(5.16)

где - характеристика сжатой зоны бетона, определяется по формуле:

(5.17)

где - расчётное сопротивление бетона осевому сжатию, для бетона класса В35, составляет 19,5 МПа; - коэффициент принимаемый, для тяжелого бетона - =0,85; - напряжение в арматуре, МПа которое находится по формуле:

(5.18)

где R_S - расчетное сопротивление арматуры растя­жению с учетом соответствующих коэф­фициентов условий работы арматуры _si ; – принимается равным R_S для класса арматуры A300 R_S =270 МПа; - предельное напряжение в арматуре сжа­той зоны принимается =500 МПа.

Определяются коэффициенты значение определяется по формуле:

(5.19)

где - максимальный расчётный изгибающий момент, действующий в сечении, кН·м; R_b - расчётное сопротивление бетона осевому сжатию, для бетона класса В35, составляет 19,5 МПа; - расстояние от верхней грани до центра рабочей арматуры.

Для значения найдем [10].

Проверяем условие нормального армирования:

≤

Условие выполняется, следовательно, элемент армирован достаточно.

Определяется необходимое количество арматуры, площадь арматуры находим по формуле:

(5.20)

где R_S - расчетное сопротивление арматуры растя­жению с учетом соответствующих коэф­фициентов условий работы арматуры _si ; R_S – принимаем равным для класса арматуры A300, R_S =270 МПа; (в данном расчёте значение R_s необходимо принять в кПа).

Количество арматурных стержней определяется по формуле:

(5.21)

где S – площадь поперечного сечения одного арматурного стержня.

Результаты рассчитываемых величин , , , , сведены в таблицу 5.10. Значения величин , , , также приведены в таблице 5.10.

Таблице 5.10

Результаты расчета армирования тоннельной обделки

Исходные данные	Типы тоннельной обделки
	Тип 3			Тип 1 и Тип 2
	Крепость породы f=0,8			Крепость породы f=3,0 и 9,0
	Сечения тоннельной обделки
	(max) (-) M	Замок	пята	(max) (-) M	Замок	пята
h -высота сечения	0,8	0,8	1,15	0,6/0,4	0,6/0,4	0,95/0,75
b -ширина сечения	1	1	1	1	1	1
ab, м	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04
d, м	0,025	0,025	0,012	0,014	0,014	0,014
d/2, м	0,0125	0,0125	0,006	0,007	0,007	0,007
S - одного стержня, м^2	0,0004909	0,0003801	0,0000503	0,0001539	0,0001539	0,0001539
ω	0,694	0,694	0,694	0,694	0,694	0,694
σ(S,R), МПа	270,0	270,0	270,	270,0	270,0	270,
σ(SC,U), МПа	500,0	500,0	500,0	500,0	500,0	500,0
Усилия в сечениях
M(max) кН*м	855	781	-	-	-	-
Результаты расчета
h_o	0,7475	0,7475	-	-	-	-
ξ_R	0,579
a_m	0,0785	0,0717	-	-	-	-
Коэффициенты [11]	ξ
	0,082	0,074	-	-	-	-
	ς
	0,961	0,963	-	-	-	-
Расчет необходимого количества арматуры
As	0,0044	0,00402	-	-	-	-
Количество требуемых стержней
n	9	9	9	9	9	9
шаг стержней (по осям), мм	111	111	111	111	111	111
шаг стержней (в свету), мм	86	86	99	97	97	97

Характеристики

Список файлов ВКР