7.2 Определение усилий в элементах.

Расчёт конструкции производится на ЭВМ с использованием программы TUN2. Схема загружения и расчётная схема конструкции симметричные, поэтому рассчитываем половину обделки. В результате расчёта получаем таблицу усилий и эпюры внутренних усилий в конструкции.

Таблица 7.1 – Внутренние усилия в своде.

Рисунок 7.3 – Эпюры внутренних усилий M,Q.

7.3 Расчетная схема.

Проверка прочности сечений и подбор арматуры железобетонных блоков производится как для внецентренно сжатых элементов согласно указаниям норм [5, подразд. 3.9-3.25].

В сборных конструкциях тоннельных обделок применяют, как правило, двойное армирование элементов, так как в зависимости от их расположения в кольце они могут воспринимать изгибающие моменты различных знаков. Площадь рабочей арматуры принимается по самому неблагоприятному сечению в обделке, а именно: по наибольшему положительному и наибольшему отрицательному моментам и соответствующим им продольным силам.

Сечения ребристых блоков в расчете рассматривают как тавровые, получаемые разрезанием ребристого сечения по вертикальной оси симметрии и совмещением образовавшихся половинок по наружным плоскостям ребер рис. 7.4.

Для армирования применим горячекатаную арматуру периодического профиля А-300 диаметром 22мм .

Рис.7.4. Схема приведение ребристого сечения к тавровому.

Ширину ребра таврового сечения b принимают равной удвоенной ширине ребра ребристого блока.

Расчет элементов таврового сечения на прочность при внецентренном сжатии производят в зависимости от положения границы сжатой зоны бетона.

Если сжатая зона бетона со стороны полки и ее граница также проходит в полке, расчет производится как для прямоугольного сечения шириной согласно изложенному выше. Но при этом для определения процента армирования используются проектные размеры сечения.

Проверим это условие:

_{; (7.1)}

где – Rb – расчетное сопротивление осевому сжатию для бетона B 30, Rb = 17 МПа;

- приведенная толщина спинки блока;

Условие выполняется – граница сжатой зоны проходит в полке сечения.

Прежде всего необходимо сравнить относительную величину продольной силы граничным значением относительной величины сжатой зоны , при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения равного расчетному сопротивлению Rs. Значения и вычисляют по формулам:

_{; ; (7.2)}

где - рабочая высота сечения; - характеристика сжатой зоны бетона; при использовании коэффициента условий работы бетона ; и выражены в МПа.

_;

_;

_.

Высота сжатой зоны бетона:

_{; (7.3)}

_.

Расчетная схема

Площадь сжатой и растянутой арматуры при < определяют по формулам:

_{; (7.4)}

где относительная высота сжатой зоны для элементов из бетона класса В 30 и выше определяется по формуле:

_{; (7.5)}

В этих формулах:

; ; ; ;

Значение эксцентриситета e вычисляется с учетом прогиба элемента:

где - условная критическая сила.

При гибкости элемента , как в данном случае (3,15 < 4), допускается принимать

; (7.6)

где - расчетная длина элемента; S – длина блока по осевой линии; А – площадь поперечного сечения элемента.

;

;

;

;

;

Площадь сжатой и растянутой арматуры равна:

;

Определим точную площадь арматуры шт.

Минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе определяют в зависимости от характера работы арматуры (сжатая, растянутая), характера работы элемента (изгибаемый, внецентренно сжатый, внецентренно растянутый) и гибкости внецентренно сжатого элемента, но не менее 0,1 %.

;

шт;

При прочность сечения проверяют по условию:

;

;

;

Условие выполняется.

Список литературы:

1. Метрополитены. Ю.С.Фролов, Д.М. Голицынский, А.П. Ледяев. М.: Желдориздат, 2001;

2. СНиП 32-02-2003 Метрополитены. М., 2004. – 27 с.

3. Учебное пособие по Plaxis 3D – Версия 2 / Под ред. R.B.J. Brinkgreve, W. Broere. Дельфтский технологический университет и Plaxis B.V., Нидерланды.

4. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., 2004. – 24с.

5. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М., 2004. – 59 с.

6. СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные. М., 1998. – 24 с.

						Лист
						33
Изм	Лист	№ докум.	Подпись	Дата