2. Статически расчет обделки с использованием компьютерной программы

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD.

В основу расчета положен метод конечных элементов с использованием в качестве основных неизвестных перемещений и поворотов узлов расчетной схемы. В связи с этим идеализация конструкции выполнена в форме, приспособленной к использованию этого метода, а именно: система представлена в виде набора тел стандартного типа (стержней, пластин, оболочек и т.д.), называемых конечными элементами и присоединенных к узлам.

Тип конечного элемента определяется его геометрической формой, правилами, определяющими зависимость между перемещениями узлов конечного элемента и узлов системы, физическим законом, определяющим зависимость между внутренними усилиями и внутренними перемещениями, и набором параметров (жесткостей), входящих в описание этого закона и др.

Для расчета используем данные из таблицы 4.1:

Рисунок 4.3. Эпюра момента.

Рисунок 4.4. Эпюра продольных сил.

В результате расчета получили наиболее невыгодное сечение в замковой части с максимальным эксцентриситетом:

М_max = 70,58кНм, N = 207,3кН.

5. Проверка прочности сегментов и болтовых соединений

5.1. Проверка прочности сечений сегментов

Размеры сечений железобетонных блоков назначают исходя из опыта проектирования перед статическим расчетом.

Необходимое количество арматуры определяется расчетом по наиболее загруженному сечению, где максимальный изгибающий момент

Дано:

Размеры поперечного сечения: h=200мм, b=1000мм, a=a’=23мм.

Бетон класса B30: R_b=15,6МПа, E_b=29600 МПа.

Площадь сечения продольной арматуры: A_s=A’_s=923мм²

(6d14, R_s=365МПа, E_s=200000 МПа)

Расчетные усилия от действия внешней нагрузки: продольная сила равна N=207,3кН, изгибающий момент – М =70,58 кHм.

Определяем геометрические параметры сечения и элемента:

Момент инерции сечения:

Радиус инерции сечения:

Длина элемента по расчетной оси:

Расчетная длина:

Гибкость элемента:

Т. е. при определение эксцентриситета в расчете необходимо учитывать коэффициент .

Рабочая высота сечения

Значения эксцентриситетов:

случайного

Расчетного

Значение

где

Значение

Относительная высота сжатой зоны бетона

Условие прочности

т. е. условие прочности выполняется.

5.2. Проверка прочности радиальных стыков блока

Проверку прочности стыка необходимо производить расчетом на местное смятие в соответствии с нормативными требованиями [18].

Для не армированного косвенной арматурой продольного стыка должно выполнятся условие:

где – коэффициент, учитывающий характер распределения усилия по площадке смятия, при равномерном распределении равен 1, при неравномерном – 0,75;

– расчетное сопротивление бетона смятию, МПа;

–площадь площадки смятия, см², высота которой х, см.

N – нормальная сила в стыке, кН;

b – ширина кольца обделки, см;

E_b – расчетное сопротивление бетона смятию;

r₁ и r₁ – радиусы кривизны торцов блоков, см.

Так как условие выполняется, то торцы блоков обделки армируем конструктивно.