Перегонный тоннель метрополитена. Дипломная (ВКР). Строительство.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Перегонный тоннель метрополитена
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Сибирский государственный университет
путей сообщения
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К ДИПЛОМНОМУ
ПРОЕКТУ
Тема: “Перегонный тоннель
метрополитена”
Разработал: студент группы МТ-512 Прибыткова Ю.Н.
1. Краткая характеристика местных условий строительства
1.2 Географические и климатические условия
1.3 Инженерно-геологические условия
2.1 Описание вариантов тоннельной обделки, сооружаемых открытым
способом
2.2 Описание вариантов тоннельной обделки, сооружаемых закрытым
способом
3.3.1 Обделка прямоугольного очертания
4. Санитарно-технические устройства в эксплуатируемом тоннеле
4.2 Водоотвод и водоснабжение тоннеля
4.3 Энергоснабжение, освещение, сигнализация и связь
5.2.1 Определение геометрических параметров щита
5.2.2 Определение сопротивлений преодолеваемых щитом
5.3 Сооружение тоннеля щитовым способом
5.3.2 Погрузка и транспортировка грунта
5.3.3 Определение производительности комплекса
5.4 Нагнетание за обделку и гидроизоляционные работы
5.5 Вентиляция, водоотлив и освещение в период строительства
5.6 Составление циклограммы работ на проходку тоннеля и монтаж
обделки
5.7 Определение объемов основных работ
6. Организационно-техническая подготовка строительного производства
6.1 Организация строительной площадки
6.3 Организация складского хозяйства
6.4 Снабжение строительства сжатым воздухом
6.5 Тепло- и водоснабжение строительства
7.2 Расчет основных параметров обеспечения жизнедеятельности на период
аварии
7.3 Общие правила поведения ИТР и рабочих при возникновении аварии
8. Расчет и организация защитных режимов производства работ в
условиях радиоактивного заражения местности
8.2 Прогнозирование радиационной обстановки на объекте
8.3 Режимы работы рабочих и служащих в условиях радиоактивного
заражения
В соответствии с заданием запроектирован перегонный тоннель
метрополитена. В данном проекте рассмотрено шесть вариантов конструкций обделок
их технико-экономическое сравнение. Произведен статический расчет выбранных
вариантов обделок. Разработаны вопросы производства работ и организации
строительства. Выполнены сметные расчеты. Данным проектом также предусмотрены вопросы
техники безопасности и гражданской обороны.
Проект перегонного тоннеля метрополитена выполнен в
соответствии с заданием и нормами на проектирование, строительства и сдачу в
эксплуатацию тоннелей и метрополитенов [1-5].
При проектировании использовались материалы учебной
литературы, учебных пособий [11-15], а также методических указаний [16-19].
В данном проекте предусмотрено сооружение перегонного тоннеля
метрополитена с помощью механизированного щитового проходческого комплекса
КТ-5,6Д2 с обделкой из железобетонных ребристых блоков, обжатых в грунт, а
также открытым способом с возведением сборной обделки прямоугольного очертания.
Выполнен статический расчет обделок. Разработаны вопросы организации
строительства, составлен календарный план строительства, выполнены
сметно-финансовые расчеты строительства. Рассмотрены вопросы гражданской
обороны и техники безопасности.
Строительство линии метрополитена ведется тоннельным отрядом
в городе Новосибирске. В городе имеется развитая сеть заводов по производству
железобетонных конструкций и изделий, которые способны обеспечить бесперебойное
снабжение строительства необходимыми конструктивными элементами.
Песок и щебень для приготовления строительных смесей
поставляются с местных карьеров, расположенных в близлежащих районах.
Проектируемая линия метрополитена проходит под городской
улицей, рассчитанной на пропуск четырех полос автомобильного движения.
Расположение зданий и сооружений таково, что делает возможной проходку тоннеля
мелкого заложения без их усиления. Мелкое заложение тоннеля обеспечивает
наибольшее удобство пассажирам и имеет по сравнению с глубоким заложением
лучшие эксплуатационные и экономические показатели.
Перед началом строительства с участка открытого способа работ
необходимо выполнить перенос линий канализации, водопровода и теплотрассы.
Самой главной особенностью климата Новосибирска, как и всей
Западной Сибири, является его резкая континентальность.
В зимнее время на территории Сибири создается область
высокого атмосферного давления (Сибирский антициклон). Новосибирск с октября по
апрель попадает под его влияние и поэтому здесь холодные и ветреные зимы.
перегонный тоннель метрополитен строительство
Зима в Новосибирске отличается суровостью и
продолжительностью. Начинается она в последних числах ноября и продолжается до
конца марта. При средней температуре января минус 18,8° C абсолютный минимум может
достигать минус 50° С. Новосибирская зима на 10° холоднее зимы в Европейской
части России на той же широте, но лето довольно жаркое - средняя температура
июля плюс 19° С (рис.1.1).
Удаленность Новосибирска от океана обусловливает сравнительно
небольшое количество осадков - 442 мм и их своеобразное распределение в течение
года. В теплое время, с апреля по октябрь выпадает более 75% годового
количества осадков (рис.1.2).
"Жгучесть" морозам первой половины зимы придают
сильные ветры. В соответствии с влиянием Сибирского антициклона, ось которого
проходит южнее Новосибирска, уже с осени устанавливаются юго-западные ветры
(рис.1.3).
Рисунок 1.1 - Температурные характеристики
Рисунок 1.2 - Характеристики осадков
Рисунок 1.3
- Характеристики осадков: а - декабрь-февраль, б - июнь-август.
Геологические условия на участке проектируемого перегонного
тоннеля характеризуются наличием непросадочных грунтов средней степени
водонасыщения. В основном это - супеси и суглинки. Большей частью тоннель
проходит в толще твердого, легкого лессового суглинка, подстилаемого
песчанистой супесью. Далее супесь последовательно сменяется гранитным массивом
и прослойкой тяжелого элювиального суглинка. На всем протяжении тоннеля верхний
слой сложен из насыпного грунта, представляющего собой смесь суглинков и
супесей со строительным мусором, шлаком, бытовыми отходами, обломками кирпича.
На участке начиная с ПК82+65 и до ПК83+72 тоннель полностью проходит в слое
грунта антропогенного происхождения, характеризуемого относительной деформацией
просадки 0,015-0,071.
По степени морозоопасности супеси - сильнопучинистые, а
насыпной грунт и суглинки - среднепучинистые. Нормативная глубина промерзания
суглинков - 220 см, супесей - 268 см. При механическом воздействии легко теряют
структурную прочность и переходят в текучепластчное и текучее состояние.
Подземные воды неагрессивны для бетонов любой марки по
водонепроницаемости. По степени агрессивного воздействия на арматуру
железобетонных конструкций вода слабоагрессивная. По степени агрессивного
воздействия на металлические конструкции при свободном доступе кислорода и
интервале температур от 0° до 50°C и скорости движения до 1м/с по суммарной концентрации
сульфатов и хлоридов подземные воды среднеагрессивные.
Таблица 1.1 - Характеристики грунтов
I - насыпной грунт; II - суглинок лессовый; III - суглинок элювиальный; IV - супесь песчаная; V - супесь серая; VI - гранит.
Первый вариант обделки перегонного тоннеля метрополитена
представлен в виде монолитной железобетонной обделки, состоящей из двух
сдвоенных секций, изготовляемых в заводских условиях и устанавливаемых с помощью
козлового крана. Высота секций равна 5,3 м, а ширина каждой секции составляет
4,6 м. Внутренний размер назначается в соответствии с габаритом приближения
строений. Поверхность обделки отстоит от габарита на 100 мм. Толщина обделки
равная 300 мм задана исходя из опыта проектирования аналогичных по размерам и
условиям заложения перегонных тоннелей. Длина секции принимается равной 980 мм.
Во втором варианте рассмотрен перегонный тоннель
метрополитена с обделкой двухпролетной конструктивной формы, выполненной из
монолитного железобетона в виде жесткой двухпролетной рамы. Высота секций 5,55
м, ширина 9,8 м. Внутренний размер обделки назначается аналогично первому
варианту. Толщина обделки принимается равной 400 мм, а толщина понизу равна 450
мм.
В третьем варианте рассмотрен перегонный тоннель
метрополитена с обделкой двухпролетной конструктивной формы, выполненной из
железобетонных элементов. Обделка состоит из восьми элементов пяти типов: двух
блоков перекрытия (ребристого сечения), двух боковых стеновых, трех лотковых и
одного блока средней стенки (сплошного сечения). Ширина блоков перекрытия и
боковых стеновых 1,49 м, блоков лотка и средней стенки - 3 м.
В средней стенке обделки по условиям эксплуатации тоннелей предусматривают
проемы шириной 1,2 м и высотой 2 м, расположенные через 3 м между их осями. Эти
проемы выполняют роль ниш, предназначенных для укрытия находящихся в тоннеле
людей во время прохода поезда.
Четвертый вариант-обделка круглого очертания из блоков
сплошного сечения. Такая обделка представляет собой цилиндрическую трубу из
последовательно смонтированных колец шириной 1 м.
Внутренний радиус обделки устанавливается с учетом
строительного запаса (мм):
где - радиус габарита приближения строений
перегонных тоннелей метрополитена кругового очертания, равный 2450 мм.
Таким образом, внутренний радиус обделки принимается равный 2550
мм.
Высота сечения обделки определяется по формуле:
где - коэффициент, зависящий от материала
обделки (принимается =7,5 для класса В30);
- коэффициент крепости грунта, равный 0,5.
Кольцо обделки состоит из трех типоразмеров: лотковых, замковых и
нормальных.
Центральный угол замкового элемента составляет:
где - длина дуги замкового элемента, м.
Центральный угол плоского лотка определяется из условия:
где - ширина лоткового элемента, м.
Центральный угол нормальных элементов уточняется по формуле:
где - количество нормальных элементов в
кольце.
Таким образом, четвертый вариант представляет собой кольцо из
шести нормальных, одного лоткового блока с плоской внутренней поверхностью и
трех замыкающих вкладышей. Высота сечения блоков 200 мм. Связь между кольцами
отсутствует.
В данном варианте представлена сборная железобетонная обделка
из ребристых блоков. Эта обделка отличается от тюбинговой увеличенной толщиной
оболочки и бортов тюбинга. Продольные стыки устраиваются плоскими с монтажными
шпильками. Поперечные стыки между кольцами предусмотрены с монтажными болтовыми
связями. После завершения монтажа кольца и проведения контрольного нагнетания
болты заменяются на короткие стальные шпильки.
Длина дуги клинового замкового элемента = 0,4 м, толщина обделки h = 0,3 м, ширина лоткового элемента = 2,55 м.
По формулам (2.3-2.5) находим углы: клиновидного блока
смежных блоков принимаем 55,38 ° и 55,57 °
Кольцо обделки состоит из трех нормальных, двух смежных, лоткового
и ключевого блоков.
Шестой вариант - сборная железобетонная обделка, обжатая в
грунт. Обделка состоит из шести нормальных блоков и одного лоткового блока,
четырех бетонных вкладышей В-2 и двух вкладышей В-1. Высота сечения обделки,
как и в четвертом варианте равна 280 мм, угол нормального блока - 50 ° 00 / , лоткового блока - 54 ° 00 / . Блоки обделки соединяют
между собой металлическими шпильками М-27 длиной 170 мм (14 шт.).
Для размещения и устойчивости разжимаемых домкратов, концентрации
развивающихся усилий в необходимом направлении и избежания возможных сколов в
торцах лоткового блока предусмотрены гнезда размером 150 х 400 мм с плоскостью
упора, расположенной перпендикулярно обделке.
Результат расчета стоимости строительства вариантов тоннеля
по укрупненным расценкам, приведенный в табл.2.1 показал, что наиболее низкую
стоимость имеют варианты 1 (ЦСО) и 4 (из блоков сплошного сечения).
Кроме относительно низкой стоимости, к положительным
качествам цельносекционной обделки можно отнести также стопроцентную заводскую
готовность секций, заранее покрытых с внешней стороны гидроизолирующим
составом. Это позволяет отказаться от трудоемких работ по гидроизоляции обделки
в процессе монтажа. Ее главный недостаток - сложность обеспечения должного
качества швов между секциями.
Монолитная обделка варианта 2 отличается перерасходом бетона,
длительными сроками сооружения и высокой стоимостью. В противоположность ей,
вариант 3 - обделка из сборных железобетонных элементов заводского изготовления
- позволяет вести монтаж быстрыми темпами. Кроме того, вариант 3 имеет
преимущество и над вариантом с применением цельносекционной обделки за счет
меньшей массы и габаритов блоков. Благодаря этому улучшаются условия транспортировки,
а на монтаже требуется крановое оборудование меньшей грузоподъемности.
Обделка круглого очертания из блоков сплошного сечения
отличается простотой конструкции, малым количеством типоразмеров блоков.
Однако, из-за отсутствия связей в стыках эта обделка обладает повышенной
деформативностью. Это может явиться причиной нарушения гидроизоляции швов и
неравномерной осадки колец по длине тоннеля. Конструктивные решения,
позволяющие устранить этот недостаток, повышают трудоемкость монтажа.
Вариант 5, в котором применены ребристые железобетонные
блоки, благодаря перевязке продольных стыков имеет повышенную жесткость и
устойчивость обделки как поперек, так и вдоль оси тоннеля. Обделка из ребристых
блоков удобна на монтаже и обеспечивает близкую к проектной форму в условиях
неравномерной нагрузки на кольцо и в грунтах с относительно невысоким
коэффициентом упругого отпора.
Дальнейшим развитием варианта 5 является вариант 6 - обделка
из ребристых блоков, обжатая в грунт. Благодаря разжатию, обеспечивается
немедленное включение обделки в работу с окружающим массивом, исключается
первичное и сокращается контрольное нагнетание цементного раствора за обделку.
Таким образом, для сооружения открытым способом принята
обделка по варианту 3 из сборных железобетонных элементов, а для сооружения
закрытым способом - обделка по варианту 6, обжатая в грунт.
Путь в проектируемом перегонном тоннеле устроен на лежневом
железобетонном основании. Железобетонные лежни контактируют с путевым бетонным
слоем через амортизирующие прокладки. Путь со свободно лежащем на подлежневом
основании не содержит прямых поперечных связей между лежнями под правой и левой
рельсовыми нитями. Стабильное положение лежней достигается за счет устройства в
путевом бетоне продольных и боковых упоров, исключающих возможность смещения
лежней (а, следовательно, и рельсовых плетей) в продольном и поперечном
горизонтальном (в сторону тоннельной обделки) направлениях.
С целью исключения возможности смещение рельсовых плетей
(вместе с лежнями) в сторону оси пути при изломе рельса внутренней нити кривой
в зоне продольных упоров предусмотрена установка боковых (со стороны лотка)
съемных накладок с упругими прокладками. Контакт железобетонных лежней с
путевым бетоном осуществляется через резиновые прокладки, содержащие специально
подобранные по форме и размерам рифли. При этом каждая подлежневая прокладка
состоит из двух клинообразных элементов. Наклонная поверхность этих элементов
выполнена со скосом 1: 15. Смещением при необходимости одного элемента
относительно другого обеспечивается возможность плавной регулировки положения
лежней (а, следовательно, и рельсовых нитей) в диапазоне ±10
мм в вертикальном направлении. Установка регулировочных прокладок между боковой
поверхностью лежней и путевым бетоном (со стороны тоннельной обделки) позволяет
выполнять регулировку рельсовой нити (вместе лежнями) в плане.
С левой стороны пути по направлению движения поезда
устанавливают контактный рельс, взаимодействующий с токоприемниками подвижного
состава. Его подвешивают головкой вниз на металлических кронштейнах, которые
крепят к концам лежней. Для обеспечения электробезопасности контактный рельс
сверху и по бокам закрывают защитным коробом.
Рисунок 3.1
- Расчетная схема обделки
прямоугольного очертания
Рисунок 3.2
- Расчетная схема обделки кругового очертания
Прямоугольная обделка состоит из восьми элементов пяти типов: двух
блоков перекрытия (ребристого сечения), двух боковых стеновых, трех лотковых и
одного блока средней стенки (сплошного сечения). Лотковые и стеновые блоки
имеют выпуски арматуры, которые на монтаже свариваются и стыки омоноличиваются.
Блоки перекрытия опираются на стеновые блоки шарнирно. Таким образом, расчетная
схема обделки прямоугольного очертания - это двухпролетная рама опертая на
упругое основание. Так как схема симметрична, то рассматриваем только половину
обделки, заменяя внутренние усилия в "разрезанных" блоках постановкой
опор (рис.3.1).
Обделка круглого очертания возводится из сборных железобетонных
элементов ребристого поперечного сечения с центрированными стыками. Расчетная
схема представляет собой многошарнирное кольцо, геометрическая неизменяемость
которого обеспечивается совместной работой с окружающим грунтом. Шарниры
устанавливаются в местах всех продольных стыков.
На обделку тоннеля действуют вертикальные нагрузки от
собственного веса конструкций, давления расположенных выше слоев грунта, а
также горизонтальное давление грунтового массива. Кроме того, следует учесть
вертикальное давление от автомобильной нагрузки А11 и НК-80.
Мелкое заложение тоннеля не позволяет применить гипотезу
сводообразования, поэтому вертикальное давление определяется от всей толщи
грунта над выработкой:
где g i -
объемный вес i -того слоя грунта;
g f - коэффициент надежности по нагрузке,
равный g =
1,1.
Собственный вес конструкций принимается как распределенная по
пролету выработки нагрузка. Для обделки круглого очертания нагрузка от
собственного веса равна весу блоков G,
расположенных выше горизонтального диаметра обделки, деленному на его размер D = 5,66 м:
где g б -
объемный вес железобетона, 25 кН/м 3 ;
V б
- объем железобетона на кольцо, 3,66 м 3 .
При расчете обделки прямоугольного очертания в качестве нагрузки
от собственного веса учитывается вес блоков перекрытий G=40,2 кН, распределенный по пролету L = 4,46 м:
здесь и в (3.2) g f - коэффициент надежности по нагрузке, равный g f = 1,1.
Давление от автомобильной нагрузки АК и НК-80 может быть найдено
по формулам:
Где H - толщина слоя грунта над обделкой;
- коэффициенты надежности, равные соответственно 1,4 и 1,1.
Горизонтальное давление грунта определяется по формуле:
где j - угол
внутреннего трения грунта.
g f - коэффициент надежности по нагрузке,
равный g =
1,2.
Над тоннелем расположены два слоя грунта - суглинок и насыпной
грунт, имеющие следующие характеристики:
·
объемный
вес g 1 = 17,85 кН/м3; g 2 = 16,97 кН/м3;
·
угол внутреннего трения j 1 = 20°; j 2 = 26°;
Над обделкой прямоугольного очертания наибольшая мощность
этих слоев составляет соответственно 3,0 м и 3,5 м. Над обделкой круглого
очертания - 5,43 м и 2,32 м. Результаты расчета нагрузок приведены в табл.3.1.
Из полученных значений давления от автомобильных нагрузок
выбирается большее.
Расчет тоннельной обделки выполняется методом конечных
элементов по программе TUN2, разработанной коллективом кафедры САПР МИИТа
под руководством Н.Н. Шапошникова.
В качестве конечного элемента принят прямолинейный стержень
на упругом основании, соответствующем гипотезе Винклера. Расчетная схема
обделки - ломаный стержень на упругом основании, заменяемом упругими
элементами, жесткостные характеристики которых определяются коэффициентом
упругого отпора и размерами конструкции.
Расчет начинается с построения геометрии тоннельной обделки.
Тоннельная обделка и нагрузка на нее симметричны, поэтому рассчитываем половину
обделки с учетом влияния отброшенной части.
Исходные данные, необходимые для расчета:
·
коэффициент
упругого отпора К=1,95×10 4 кН/м 3 ;
·
толщина
нормальных тюбингов Т=0,28 м;
·
толщина
лотковых тюбингов Т=0,56 м;
·
модуль
упругости для бетона В30 Е=3,25×10 7 кН/м 2 ;
·
горизонтальная
нагрузка q 2 =80,21 кН/м;
·
суммарная вертикальная нагрузка
Sq = q 1 +q АК +g=149,95+29,
19+8,86=188 кН/м;
В результате проведенного расчета получена таблица внутренних
усилий (табл.3.2).
Эпюра изгибающих моментов и продольных сил, возникающих в сечениях
блоков обделки, показаны на рисунке 3.3.
Как правило, наиболее опасными являются те сечения, в которых
действуют наибольшие изгибающие моменты.
Как видно из табл.3.2 и эпюр, для нормальных блоков это сечение с
моментом, равным 50.835 кНм (продольная сила равна 312,08 кН), а для лоткового
блока - с моментом, равным 154,738 кНм (продольная сила равна 681,10 кН). Таким
образом, для того, чтобы уточнить размеры блоков, а также подобрать их
армирование, надо выполнить проверки указанных сечений по прочности.
Блоки обделки работают как внецентренно сжатые элементы.
Поэтому внутренние усилия в сечениях сводятся к продольной силе,
приложенной с эксцентриситетом e, определяемым
по формуле:
Где e 0 - расчетный эксцентриситет, равный отношению изгибающего момента
к продольной силе;
h - высота сечения (0,28 м для нормального блока и 0,56 м для
лоткового);
a - толщина защитного слоя растянутой арматуры, а = 0,02 м;
h - коэффициент продольного изгиба,
определяемый по формуле:
Где N cr - критическая сила при центральном
сжатии, вычисляемая по формуле:
Где E b - начальный модуль упругости бетона (E b = 3,25×10 10 Па);
I b - момент инерции бетонного сечения;
l 0 -
расчетная длина элемента обделки;
j l - коэффициент, учитывающий влияние
длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии (для
тяжелого бетона j l = 2);
d - коэффициент, учитывающий относительную
величину прогиба, и равный отношению расчетного эксцентриситета е 0 к
высоте сечения h.
Коэффициент d берется не менее dmin,
вычисляемого по формуле:
Где R b - расчетное сопротивление бетона сжатию в
МПа (R b = 15,5 МПа).
Расчетная длина элемента принимается по аналогии с арочными
конструкциями. Для элементов сборных обделок она равна:
Где S - длина элемента по осевой линии (S=5,334 м для лоткового блока и S=4,939 м для нормального).
Рисунок 3.4
- Расчетные сечения блоков: а - нормального, б - лоткового
Расчетные сечения блоков показаны на рис 3.4 Сечение лоткового
блока имеет простую прямоугольную форму и вычисление его момента инерции
производится по известной формуле. Несколько сложнее определяется момент
инерции сечения нормального блока:
A b = 0,28×1-0,14× (1-2×0,15) = 0.182
м 2 ;
·
статический
момент относительно сжатой грани:
S x = 0,28×1×0,14-0,14× (1-2×0,15) ×0,14/2= 0.0323
м 3 ;
·
расстояние
от сжатой грани до центра тяжести сечения:
Дальнейший расчет производится в зависимости от значения
относительной высоты сжатой зоны x и ее предельного значения x R , при котором значения напряжений в бетоне
и арматуре одновременно достигают соответствующих расчетных сопротивлений:
Где s sc , u - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, s sc , u = 500 МПа;
R s - расчетное сопротивление арматуры, R s = 280 МПа;
w - характеристика сжатой зоны бетона, для
тяжелого бетона определяемая по формуле:
Сжатая зона бетона в рассчитываемом нормальном блоке располагается
в ребрах, суммарная толщина которых равна b = 30 см. Лотковый блок в поперечном сечении имеет вид
прямоугольника. Поэтому расчет обоих блоков производится как для прямоугольного
сечения шириной b. При этом высота сжатой зоны определяется
по формуле:
Где A s и A s ’ - соответственно площади растянутой и
сжатой арматуры.
Для армирования блоков примем симметричное армирование по четыре
сжатых и растянутых стрежня диаметром 10 мм из арматуры класса АII. Следовательно, площади будут равны:
Таким образом: - для нормального блока
Как видно, полученные значения относительных высот сжатой зоны
меньше предельного значения x R .
Поэтому проверку прочности можно произвести по формуле:
Обделка открытого способа работ собирается из железобетонных
блоков нескольких типов. В дипломном проекте приведен расчет одного из них -
плиты перекрытия (блок 4м-1). Основные конструктивные размеры плиты показаны на
рис.3.5.
Рабочая высота плиты h 0 принята по формуле:
Где q - нагрузка на плиту без учета
собственного веса (см. табл.3.1), q=q 1 +q АК =157 кН/м;
R b - расчетное сопротивление бетона плиты
сжатию, R b =15,5 МПа;
Конструктивная высота плиты h пл обычно
принимается на 15 см больше рабочей и кратной 5 см. Поэтому, h пл =75 см.
Рисунок 3.5
- Конструкция плиты перекрытия
Суммарная толщина ребер b определяется по
формуле:
В формуле (3.17) b пл - номинальная ширина плиты, 150 см,
остальные обозначения - те же, что и в (3.16).
Конструктивная толщина ребер принимается с учетом размещения
арматуры, поэтому b = 28 см.
Толщина верхней полки плиты определяется по формуле:
Таблица 3.3
- Усилия в элементах прямоугольной обделки
Результаты расчета усилий в элементах обделки по принятым размерам
и нагрузкам (см. таблицу 3.1) приведен в таблице 3.3 и на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6
- Эпюры усилий в элементах прямоугольной обделки
Плиту необходимо
рассчитать на местный изгиб полки и на общий изгиб со сжатием.
Рисунок 3.7 - Расчетная схема полки
Полка работает на местный изгиб в плоскости, перпендикулярной
плоскости общего изгиба. Опорами полки служат ребра плиты. Нагрузка,
действующая на полку, равна сумме нагрузок от давления грунта q 1 =124,23 кПа, подвижной
нагрузки q АК =33,13 кПа и собственного веса полки q св =0,25 кПа (на 1 см
толщины полки). Таким образом, суммарная нагрузка составляет q=124,23+33,13+70,25=157,33 кПа.
Максимальный изгибающий момент возникает в сечении, расположенном над ребром
(см. рисунок 3.7):
На действие изгибающего момента полка рассчитывается как элемент
прямоугольного сечения с рабочей арматурой в растянутой зоне. Для армирования
полки приняты десять стержней арматуры класса А-III диаметром 8 мм c расчетным
сопротивлением R s =355 МПа.
Несущая способность такого сечения определяется по формуле:
гдеh 0 - полезная высота сечения, равная расстоянию от сжатой грани
сечения до центра тяжести растянутой арматуры, h 0 = 5 см;
b - расчетная ширина сечения, равная 1 м;
x - высота сжатой зоны бетона, определяемая по формуле:
где A s - площадь растянутой рабочей арматуры,
В целом, плита перекрытия работает как внецентренно сжатый элемент
(см. рисунок 3.6). Опасное сечение располагается в середине пролета плиты. В
нем действуют усилия M = 3882 кНм и N = 1240 кН.
Для армирования сечения приняты четыре стержня растянутой арматуры
класса А-III диаметром 22 мм (по два в каждом ребре) и
четыре стержня сжатой арматуры того же класса диаметром 10 мм (рис.3.8). Таким
образом, площади сечений растянутой и сжатой арматуры соответственно равны:
Кроме указанных величин, для дальнейших расчетов понадобиться
отношение модулей упругости арматуры и бетона
а также следующие характеристики сечения:
·
расстояние
от сжатой грани до центра тяжести растянутой арматуры a s = 0,041 м;
·
расстояние
от сжатой грани до центра тяжести растянутой арматуры a` s = 0,045 м;
·
полезная
высота сечения h 0 = h пл - а s = 0,75 - 0,041 = 0,709 м;
·
площадь
бетона полки A b 1 = b пл × h f = 1,5 × 0,07 = 0,1050 м 2 ;
·
площадь
бетона ребер A b 2 = b × (h пл - h f ) = 0,28 × 0,68 = 0, 1904 м 2 ;
·
статический
момент сечения полки относительно растянутой грани сечения, S b 1 = A b 1 × (h пл - 0,5h f ) = 0,105 × 0,715 = 0,075 м 3 ;
·
статический
момент сечения ребер относительно растянутой грани сечения, S b 2 = 0,5×A b 2 × (h пл - h f ) = 0,5 × 0, 1904 × 0,68 = 0,065 м 3 ;
·
статический
момент арматуры относительно растянутой грани сечения, S s = A s × a s +A` s × (h пл - a` s ) = 15,2×10 -4 × 0,041 + 3,1×10 -4 × 0,705 = = 0,00028 м 3 ;
·
положение
центра тяжести приведенного сечения относительно растянутой грани,
·
собственный
момент инерции сечения полки
·
собственный момент инерции сечения ребер
·
момент инерции бетонного сечения:
Рисунок 3.8
- Расчетное сечение плиты
Расчет плиты ведется в зависимости от эксцентриситета приложения
нормальной силы, равного:
Так как величина эксцентриситета, очевидно, больше ядрового
расстояния, то целью дальнейшего расчета является проверка прочности элемента.
Коэффициент влияния прогиба на прочность элемента, учитываемый в таком случае,
зависит от значения критической силы (3.8). Для железобетонных элементов она
определяется по формуле:
Где j 1 - коэффициент, принимаемый равным j 1 =2;
l 0 -
расчетная длина элемента, равная пролету плиты l 0 =4,46 м;
j p - коэффициент, в отсутствие предварительного
напряжения принимаемый равным единице;
d - коэффициент, учитывающий относительную
величину прогиба, и равный отношению расчетного эксцентриситета е c к высоте сечения h,
Коэффициент d берется не менее d min ,
вычисляемого по формуле (3.10):
Несущая
Дипломная (ВКР). Строительство.
Курсовая работа по теме Нормативы образования отходов и лимиты их размещения для ОАО "Судоремонтный Судостроительный Завод "Мидель"
Какие Приблизительно Темы Эссе На Экзамене Fce
Реферат: Соотношение интуитивного и логического в математике (философия) . Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе По Обществознанию Право Выше Власти
Реферат по теме Ранні форми релігії. Давні вірування проукраїнців
Реферат по теме Экологические проблемы Судана
Курсовая Работа На Тему Пределы Вмешательства Государства В Личную Жизнь Граждан
Судебная Защита Жилищных Прав Граждан Диссертация
Реферат: Firewalls Essay Research Paper The term firewall
Реферат по теме Международное положение и внешняя политика Советского государства
Реферат: Оценка стоимости нематериальных активов и интеллектуальной собственности
История Германии Реферат
Реферат по теме Методы оценки недвижимости
Реферат по теме Социокультурная сущность многоуровневой системы непрерывного образования
Реферат: Цели и задачи экономического анализа
Уравнение Состояния Идеального Газа Реферат
Реферат: Промышленное освоение лесных ресурсов тайги. Этап приискового хозяйства. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Історичний портрет Михайла Драгоманова
Сколько Листов Сочинение
Доклад по теме Созвездия Журавль и Тукан
Реферат: Эндоскопия пищевода и желудка
Похожие работы на - Смоляне - участники Олимпийских игр
Похожие работы на - Стандартизация материалов и лесной продукции