поясняк (1204466), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Расчетная схема была выполнена в графическом редакторе «AutoCAD», а далее конвертирована для расчета в ПК «Лира». Расчётная схема представляет собой идеализированную модель конструкции. Эта модель разбивается на конечные элементы (КЭ) и пронумеровываются узлы и элементы. Равномерно распределенная нагрузка от горного давления приводится к сосредоточенным силам. Расчетная схема приведена на рисунке 4.5

Рисунок 4.5 – Расчетная схема тоннельной обделки

4.4 Результаты расчета тоннельной обделки

В результате расчета в ПК «Лира» были построены эпюры изгибающих моментов и нормальных сил в сечениях обделки (рис. 4.6-4.13.), а собственно усилия, приведенные к узлам расчетной схемы, представлены в таблице приложения А.

Рисунок 4.6 – Эпюра изгибающих моментов в породе крепостью f=0,8

Рисунок 4.7 – Эпюра нормальных сил в породе крепостью f=0,8

Рисунок 4.8 – Эпюра изгибающих моментов в породе крепостью f=4,0

Рисунок 4.9 – Эпюра нормальных сил в породе крепостью f=4,0

Рисунок 4.10 – Эпюра изгибающих моментов в породе крепостью f=6,0

Рисунок 4.11 – Эпюра нормальных сил в породе крепостью f=6,0

Рисунок 4.12 – Эпюра изгибающих моментов в породе крепостью f=9,0

Рисунок 4.13 – Эпюра нормальных сил в породе крепостью f=9,0

4.5 Проверка прочности сечения обделки

Проверка прочности тоннельной обделки должна выполняться по вычисленным усилиям в соответствии с [9] с учетом особенностей, изложенных в [6].

В дипломном проекте необходимо выполнить расчёт для трех наиболее характерных сечений:

- для замкового сечения;

- для сечения с наибольшим отрицательным моментом;

- для сечения в пяте обделки.

В соответствии с [9] тоннельная обделка может рассчитываться как внецентренно сжатая конструкция.

Эксцентриситет рассчитывается по формуле:

где М и N - изгибающий момент и нормальная (продольная) сила в

рассматриваемом сечении.

В том случае, если эксцентриситет находится за пределами сжатой зоны, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на внецентренное растяжение по формуле:

где N – внутренние усилия в тоннельной обделке т;

α – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 1;

m – коэффициент, учитывающий неточность в назначении расчётной

схемы монолитной бетонной обделки принимаемый равным 0,9

согласно [3, п. 5.6];

R_bt – расчётное сопротивление бетона осевому растяжению, для бетона

класса В30 по [2] принимается равным 1,05 (МПа);

b=1 м – ширина сечения;

h –высота сечения м;

φ=0.9 – величина, определяемая согласно [9].

В том случае, если эксцентриситет находится в сжатой зоне, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на внецентренное сжатие по формуле:

где R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию

Расчет тоннельной обделки тип I:

Расчёт прочности тоннельной обделки для замкового сечения:

Эксцентриситет находится за пределами сжатой зоны, следовательно, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на внецентренное растяжение по формуле (4.7).

Условие не выполняется, для усиления тоннельной обделки выполняется армирование рабочей арматурой.

Расчёт прочности тоннельной обделки для сечения с наибольшим отрицательным моментом:

Эксцентриситет находится за пределами сжатой зоны, следовательно, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на внецентренное растяжение по формуле (4.7).

Условие не выполняется, для усиления тоннельной обделки выполняется армирование рабочей арматурой.

Расчёт прочности тоннельной обделки в пяте обделки:

Эксцентриситет находится в сжатой зоне, следовательно, сечение тоннельной обделки проверяется как работающее на внецентренное сжатие по формуле (4.8).

Условие выполняется, тоннельная обделка армируется из конструктивных соображений.

Дальнейшие расчеты тоннельных обделок сведены в таблицу 4.6.

Таблица 4.6 – Расчет прочности тоннельной обделки

На основании полученных расчетов можно сделать вывод, что в породе крепостью f=0,8 необходимо усиление тоннельной обделки в виде армирования рабочей арматурой, остальные тоннельные обделки армируются из конструктивных соображении.

4.6 Расчет необходимого армирования тоннельной обделки

Элементы необходимо армировать симметрично, так как в конструкции действуют усилия различных знаков (положительные и отрицательные).

Нормально армированной (т.е. когда одновременно наступает предельное состояние в бетоне сжатой зоны элемента и в растянутой арматуре) считается конструкция при выполнении условия:

_(4.9)

где - относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая ниже;

- граничная относительная высота сжатой зоны железобетонного

сечения элемента. Определяется согласно пункту 3.12* [4] по

выражению:

где ω - характеристика сжатой зоны бетона, определяется по формуле 26

[2]:

- для тяжелого бетона;

- предел прочности бетона (В30) на сжатие, МПа;

где - расчетное сопротивление арматуры (А300) растяжению,

МПа;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, МПа.

Сечение железобетонной обделки приведено на рисунке (рис. 4.14).

Рисунок 4.14 - Сечение подковообразной железобетонной обделки

Расчет необходимого армирование ведется в следующей последовательности:

1) определяется величина по формуле:

где - высота сечения;

- расстояние от грани сечения до центра арматуры;

- диаметр рабочей арматуры.

2) определяется коэффициент по формуле:

где - максимальный момент в рассматриваемом сечении из расчета по

особому сочетанию;

- ширина сечения;

3) по полученному значению определяются коэффициенты и по приложению 21 [16]:

4) проверка условия :

, условие выполняется.

5) определяется необходимая площадь арматуры по выражению:

Минимальная площадь армирования определяется по формуле:

Диаметр рабочей арматуры - 22 мм. Количество стержней - 7 шт.

Размещение арматуры в сечении обделки показано на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 – Размещение арматуры в сечении обделки

Дальнейший расчет армирования тоннельной обделки сведен в

таблицу 4.7.

Таблица 4.7 – Результат расчетов по армированию тоннельных обделок

Тип т. о.		№ сечения	h0, м	М, кН·м	ат	ζ	ζR	AS·, см2	Amin, см2	Приме-чания
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10
I		0	0,395	258	0.107	0,11	0,616	26,3	11,85
		3	0,395	239	0.057	0,06	0,616	18,05	15,60
		9	0,793	7.19	0.0007	0,01	0,616	0,00003	25,20
I-A	0		0,403	3,42	0,0014	0,01	0,616	0,00003	13,50
	3		0,403	2,98	0,0012			0,00002	13,50
	9		0,793	0,045	0,000006			0,000002	25,20
II	1		0,303	1,34	10,726	0,01	0,616	0,00002	10,5
	3		0,303	1,04	5,914			0,00001	10,5
	9		0,743	0,0001	0,002			0,000001	23,7
Примечания. Обозначения колонок соответствуют тексту настоящей пояснительной записки. Значения остальных величин, необходимых для расчета указаны в настоящем пункте пояснительной записки.

Вывод. В результате расчета было установлено:

1. В I типе тоннельной обделки используется армирование рабочей арматурой, в типе I-A и II армирование будет выполняться конструктивно, т.е. по минимальной площади армирования А_min.

Характеристики

Список файлов ВКР