Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Пример расчета непрерывно армированного покрытия
|
|
Требуется запроектировать конструкцию дорожной одежды с непрерывно армированным покрытием.
6.1. Исходные данные
Местность по условию увлажнения относится к I типу, проходит в нулевых отметках. Грунт земляного полотна - суглинок тяжелый – Егр =35 МПа.
Расчетный срок службы покрытия - 35 лет. Суммарный размер движения за срок службы - 20 млн (приведенных к группе А) автомобилей. Суточные перепады температуры на поверхности покрытия (D tп) в течение года даны в табл.1.
Дорожная одежда включает:
подстилающий слой из среднезернистого песка – Еп = 120 МПа;
верхний слой основания из песка, стабилизированного цементом М 75, с модулем упругости Епц =600 МПа;
непрерывно армированное покрытие из бетона В 30, 0 и арматуры класса A-III.
Величина сил сцепления бетона с арматурой составляет 7, 0 МПа. Сцепление покрытия с основанием равно 0, 7 МПа.
Таблица 1*
| Перепад температуры на поверхности покрытия, °С | ||||||
| Повторяемость дней в году с данным перепадом |
____________________
* Табл.1 составляется по СНиП, в зависимости от суточного перепада температуры воздуха, или по опытным данным.
6.2. Проектирование дорожной одежды
6.2.1. Общая толщина дорожной одежды и толщина песчаного подстилающего слоя определяется общепринятыми методами (см. ОДН 218.046-01) по условию морозоустойчивости и осушения дорожной одежды. Для принятых данных они составляют соответственно 75 и 25 см.
6.2.2. Толщина покрытия предварительно назначается равной 24 см, толщина слоя стабилизированного песка - 14 см.
Для получения общей толщины дорожной одежды H = 75 см толщина песчаного слоя должна составлять не менее 37 см. Принимаем округленно hп = 40 см.
6.2.3. Процент армирования покрытия в продольном направлении определяется по формулам (3) и (4):
6.2.4. Раскрытие трещин определяется по формуле (5). При диаметре арматуры 14 мм раскрытие трещин составляет
см, или 0, 37 мм,
где q = 44 / 15, 4 = 2, 86.
При диаметрах арматуры 12, 10, 8 и 6 мм раскрытие трещин соответственно уменьшается до 0, 31, 0, 26, 0, 21 и 0, 15 мм.
Из условия минимального раскрытия трещин выбираем арматуру диаметром 6 мм.
6.2.5. Эквивалентный модуль упругости основания определяется последовательным решением по номограмме двухслойной системы на упругом основании (см. ОДН 218.046-01). Принятая конструкция имеет эквивалентный модуль упругости основания (Еэкв), равный 90, 0 МПа.
6.2.6. В предварительном расчете дорожной одежды на автомобильную нагрузку покрытие считается как бетонное без учета арматуры.
По формуле (10) определяется радиус жесткости покрытия:
см.
6.2.7. Изгибающий момент в покрытии определяется по формуле (7):
Мн = 6, 0 (0, 0592 – 0, 09284 ln (18, 25 / 94)) = 1, 20 тм.
Влияние соседних колес учитывается по формуле (8). Приведенные ординаты ближайшего колеса равны: h = 160 / 94 = 1, 70; x = 0.
= 0, 025; 
= 0, 15 тм.
Суммарный нормативный изгибающий момент равен 1, 35 тм.
6.2.8. Проверка бетонного сечения на выносливость проводится по формуле (20):
1, 35 · 105 кг·см = 45 · 0, 7 · 0, 43 · 9600 = 1, 35 · 105 кг·см.
Таким образом, покрытие обладает достаточной несущей способностью по выносливости.
6.2.9. Толщина покрытия армированного непрерывной арматурой в верхней зоне плиты уменьшается на величину D h по формуле (21), где Fa = m · Fб:
D h = 0, 0059 · 24 · (100 / 100) · 17 = 2, 5.
Принимаем D h = 3 см и толщину покрытия - 21 см.
При расположении арматуры на нейтральной оси покрытия или ниже толщины плиты может быть уменьшена на 2D h (до 18 см) с последующей проверкой расчетом. Принимаем толщину покрытия h = 18 см с расположением арматуры на нейтральной оси покрытия.
6.2.10. Расчет железобетонного покрытия на автомобильную нагрузку производится в следующем порядке:
а) задаем процент армирования покрытия в продольном и поперечном направлениях.
Процент армирования в продольном направлении принимаем по расчету на объемные изменения материала равным 0, 59%. Процент армирования в поперечном направлении принимаем равным 0, 15%, из стали A-III диаметром 6 мм с расположением арматуры на расстоянии 9, 6 см от поверхности покрытия;
б) определяем геометрические характеристики сечения.
По формуле (14) находим высоту сжатой зоны бетона (Xc) в продольном и поперечном направлениях:
в продольном направлении Xc = 2, 9 см;
в поперечном направлении Xc = 1, 7 см.
По формуле (12) определяем жесткость сечения:
в продольном направлении
В = 2, 0 · 106 · 11, 0 · (9, 0 – 2, 9 / 3) (9, 0 – 2, 9) = 1, 17 · 109 кг·см2;
в поперечном направлении
В = 2, 0 · 106 · 2, 7 · (9, 9 – 1, 7 / 3) (9, 6 – 1, 7) = 0, 41 · 109 кг·см2.
Погонная жесткость, соответственно, равна:
в продольном направлении Вп = 1, 17 · 107 кг·см;
в поперечном направлении Вп = 0, 41 · 107 кг·см;
в) определяем радиус жесткости покрытия по формуле (11):
в продольном направлении
см;
в поперечном направлении
см;
г) по формуле (7) находим изгибающий момент:
в продольном направлении
М = 6, 0 (0, 0592 – 0, 09284 ln (18, 25 / 30)) = 0, 63 тм;
в поперечном направлении М = 6, 0 (0, 0592 – 0, 09284 ln (18, 25 / 21)) = 0, 43 тм;
д) проверку железобетонного сечения на выносливость производим по формулам (22) и (23):
в продольном направлении
для бетона
0, 63 · 105 кг·см < 305 · 100 · 2, 9 (9, 0 – 2, 9 / 3) · 0, 7 · 0, 43 = 2, 13 · 105 кг·см;
для арматуры
0, 63 · 105 кг·см < 4000 · 11, 0 · (9, 0 – 2, 9 / 3) · 0, 85 · 0, 52 = 1, 55 · 105 кг·см.
в поперечном направлении
для бетона
0, 43 · 105 кг·см < 305 · 100 · 1, 7 (9, 6 – 1, 7 / 3) · 0, 7 · 0, 43 = 1, 4 · 105 кг·см;
для арматуры
0, 43 · 105 кг·см < 4000 · 2, 7 (9, 6 – 1, 7 / 3) · 0, 85 · 0, 52 = 0, 43 · 105 кг·см.
Непрерывно армированное покрытие обладает несущей способностью по выносливости.