Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1777.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.79 Mб
Скачать

3. РАСЧЕТ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

3.1. Основные положения расчетов

Расчет аэродромных покрытий производят по методу предельных состояний на воздействие вертикальных нагрузок от воздушных судов [9].

Расчетными предельными состояниями жестких аэродромных покрыт й являются:

бетонных

армобетонных – по прочности;

железобетонных с ненапрягаемой арматурой – по прочности и

С

давлению на грунтовое основание;

раскрыт ю трещ

Расчетнымижелезобетонных с напрягаемой арматурой – по образованию трещ н бАдавлен ю на грунтовое основание.

предельными состояниями нежестких аэродромных

покрыт й являются:

для покрыт й капитального типа – предельные состояния по относ тельномупрог у всей конструкции и по прочности слоев из асфальтобетона;

для покрытий о легченного типа – предельное состояние по относительному проги у всей конструкции.

Расчет аэродромных покрытий проводят на нормативную нагрузку или на конкретный типДсамолета [9]. В последнем случае расчет выполняют с учетом заданного распределения взлетных масс, а если оно не задано, расчет ведут на нормальную взлетную массу.

При расчете аэродромных покрытий на прочность коэффициенты динамичности kd и разгрузки γf (учитывающий движение воздушных судов по покрытию с большими скоростямиИ) для всех групп участков аэродрома принимают в соответствии с табл. 3.1. Эти же коэффициенты распространяются на вертодромы.

41

Таблица 3.1

Коэффициент динамичности

Группа

Коэффициент

Коэффициент динамичности kd при

давлении в шинах, МПа

 

участков покрытий

разгрузки γf

 

1,0 и менее

св.1,0 до 1,5

св.1,5

 

 

 

 

 

 

 

А

1,0

1,2

1,25

1,3

 

 

 

 

 

Б

1,0

1,1

1,15

1,2

 

 

 

 

 

В и Г

0,85

1,1

1,1

1,1

СПр мечан я: 1. При расчёте нежёстких покрытий для всех участков и даввоздуха в пневматиках колёс коэффициент динамичности принимают

равным 1,1.

2. Коэфф ц енты д намичности и разгрузки для укреплённых обочин и ук-

реплённых участков, пр мыкающих к торцам ИВПП, принимают равными 1.

лений

 

3.2. Расчет жёстких аэродромных покрытий

 

При расчете жестких аэродромных покрытий по прочности и

образованию трещин должно удовлетворяться условие [4]

 

md mu,

(3.1)

бА

 

где md – расчетный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия; mu – предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия.

Расчетные значения изгибающих моментов md, кН·м/м, на еди-

ницу ширины сечения однослойных жестких покрытий всех типов

следует определять по формулеД

 

md = mc,max k kN∙ kx(y),

(3.2)

где mc,max – максимальный изгибающий моментИпри центральном загружении плиты, кН·м/м, который вычисляется как наибольший суммарный момент, создаваемый колесами опоры воздушного судна в расчетных сечениях плиты, перпендикулярных осям х или у (рис. 3.1).

42

С

ПриР с. 3.1. Расчетная схема параметров загружения плиты опорой воздушного судна

k – переходныйбАкоэффициент от изгибающего момента при центральном загружении к моменту при краевом загружении плиты, при-

(1, 2, 3 и 4-й номера колес опоры)

расчете должны ыть исключаться ряды колес, дающие в сумме отр цательное значение изгибающего момента в расчетном се-

чении,

nk

 

mc,max =m1+ mx(y)i ;

(3.3)

i 2

 

нимаемый равным:

для бетонных и армобетонныхДпокрытий со стыковыми соединениями или конструктивным краевым армированием 1,2;

для бетонных и армобетонных покрытийИ, устраиваемых без стыковых соединений и краевого армирования плит,1,5;

для сборных покрытий из предварительно напряженных железобетонных плит –1,0; kN – коэффициент, учитывающий накопление остаточных прогибов в основании из материалов, не обработанных вяжущими, и принимаемый равным 1,1 для участков группы А и МС (см. рис. 1.1); для оснований из материалов, обработанных вяжущими, а также независимо от вида оснований для участков групп Б (кроме МС), В и Г следует принимать kN =1,0;

kx(y) – коэффициент, учитывающий перераспределение внутренних усилий в ортотропных плитах покрытий с различной жесткостью Вх и Ву в продольном и поперечном направлениях. Для бетонных, армобе-

43

тонных, железобетонных с ненапрягаемой арматурой и предваритель- но-напряженных покрытий с одинаковом двухосным обжатием бетона Kx(y) = 1; m1 – изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением, МН · м/м,

m1 =

mi

∙Fd,

(3.4)

здесь mi – ед н чный изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением, определяемый

по табл. 3.2 в зав с

от приведенного радиуса

 

С

 

 

 

R

,

 

 

 

(3.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

где R – рад ус круга, равновеликого площади отпечатка пневматика

колеса, м,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мости

 

 

 

 

 

Fd

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

,

 

(3.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

здесь p – внутреннее давление воздуха в пневматиках колес, МПа;

где Fd – расчетная нагрузка на колесо, МН:

 

 

F

Fn

k

d

 

,

(3.7)

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

f

 

бАn

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

где Fd – нагрузка на основную опору расчетного воздушного судна

(или нормативная нагрузка), МН; nk – число колес на опоре; γf – коэф-

 

 

 

И

фициенты соответственно динамичности и разгрузки, определяемые

по табл. 3.1; R – радиус кругаД, равновеликого площади отпечатка

пневматика колеса, м; l – упругая характеристика плиты, м:

l 4

B

,

(3.8)

 

 

Ks

 

здесь Ks – эквивалентный коэффициент постели однородного грунтового основания, МН/м3. Для многослойного грунтового основания, а также для искусственного основания, не обработанного вяжущим, в расчет вводится значение эквивалентного коэффициента постели; B – жесткость сечения плиты покрытия, МН·м2 /м, отнесенная к единице ширины ее сечения.

44

Эквивалентный коэффициент постели естественных оснований, а также искусственных оснований из материалов, для которых не нормировано расчетное сопротивление растяжению при изгибе, определяется по формуле

Кse

 

Ks1 Ks2 2 Rs3 3

,

(3.9)

 

 

СибАДИ

.

 

 

 

1 2 3

 

 

где

 

 

t2 1,6Dr t1 0,5t2

 

 

 

2

 

 

,

(3.10)

 

 

 

 

t1(1,6Dr

0,5t1)

 

 

0,51,6Dr

t1 t2 2

,

(3.11)

 

3

 

 

t1(1,6Dr 0,5t1)

 

 

где Ks1, Ks2, Ks3 – расчетные значения коэффициентов постели, МН/м3, соответственно первого (считая сверху), второго и третьего слоев естественного или искусственного основания из однородных грунтов и материалов в различном состоянии, включая дренирующие и теплозащитные слои; t1, t2 – толщина соответственно первого и второго слоев основания, м; Dr – условный диаметр круга передачи нагрузки на основание, м, принимаемый равным для монолитных покрытий, рассчитываемых на внеклассную I категории нагрузки, – 3,6 м, на

II – 3,2, на III – 2,9, на IV – 2,4, на V и VI – 2,2 м, для сборных покры-

тий из плит ПАГ-14 – 1,4 м, из плит П Г-18 – 1,75 м.

Для оснований, состоящих из двух слоев, значения t2 и α2 следует принимать равными нулю.

Жесткость сечений плит определяют по формуле

 

В = 0,085 Еb∙t3,

(3.12)

где Еb – модуль упругости бетона, МПа; t – толщина плиты, м. Поскольку каждая опора самолета состоит из нескольких колес,

то при проектировании аэродромных покрытий жёсткого типа учитывают усилия, создаваемые каждым колесом [F1, F2, F3, F4 в точках плиты (рис. 3.1)].

Единичные изгибающие моменты, действующие в расчетном сечении плиты, от воздействия i-го колеса опоры воздушного судна,

45

 

m xi и m yi

– определяемые по табл. 1-П прил. А в зависимости от ко-

 

ординат ξ= уi/l и η= хi/l, где уi

и хi – координаты приложения силы Fd,

 

считая за начало координат пересечение рассматриваемых сечений,

 

находят единичные изгибающие моменты для осей х и у от каждого

 

колеса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Единичный изгибающий момент от действия колеса, центр от-

СибАДИ6 (3.14)

 

печатка которого совпадает с расчетным сечением, m1 – определяе-

 

мый по табл. 3.2 в зависимости от приведенного радиуса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Единичные изгибающие моменты

 

 

Таблица 3.2

 

 

 

 

 

 

 

mi

 

 

 

 

 

 

 

α

0,10

0,12

0,14

0,16

 

 

,018

 

 

0,20

0,22

 

0,24

0,26

 

 

 

mi

0,271

0,2542

0,2399

0,2276

 

0,2167

0,2070

0,1982

0,1902

0,1829

 

 

 

α

0,28

0,30

0,32

0,34

 

 

,0,36

 

 

0,38

0,40

 

0,42

0,44

 

 

 

mi

0,1761

0,1698

0,1639

0,1584

 

0,1532

0,1483

0,1437

 

0,1393

0,1351

 

 

 

 

 

За расчетный

зги ающий момент в плите принимается наи-

 

больш й

з

зг ающих моментов,

определенных для нагрузок,

при-

 

ложенный как в центральной зоне плиты (положительный расчетный

 

изгибающий момент), так

у поперечного края (отрицательный рас-

 

четный изгибающий момент).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mu,

 

 

 

 

Предельный

изги ающий

 

 

момент в плите

покрытия

 

МН ∙ м/м, на единицу ширины сечения определяют по формулам:

 

 

 

 

для бетонных армобетонных покрытий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

R

t2

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

(3.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

c

 

tb

6

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для железобетонных предварительно-напряженных плит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

c

(R

 

 

 

 

k

u

m ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

tb,ser

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

где γс – коэффициент условий работы покрытий, принимаемый по табл. 3.3; Rtb и Rtb,ser – расчетные сопротивления бетона растяжению при изгибе, МПа, принимаемые по табл. 2.1, Rtb = 3,43 МПа; mr – момент, МН · м/м, равнодействующей усилий NF в нижней и верхней напрягаемых арматурах на единицу ширины сечения относительно

46

оси, проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от зоны сечения, трещинообразование которой проверяют, определяют по П 63.13330; ku – коэффициент, учитывающий число Ud приложений

 

колесных нагрузок за проектный срок службы покрытия при Ud , рав-

 

ном сумме прохождения осей всех нагрузок за срок службы покры-

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тия,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ku = 2 – 0,167·lgUd.

 

 

 

 

 

 

(3.15)

 

Коэффициент

условий работы покрытий

 

Таблица 3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент с условий работы жестких покрытий

 

 

 

 

 

 

 

 

при расположении аэродромов

 

 

 

 

 

бА

между 43 и 50о

 

южнее 43о

 

 

Аэродромные покрыт я

севернее 50о

 

 

 

 

 

 

северной широты

 

северной широты

северной широ-

 

 

 

 

 

 

 

 

для групп участков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б, В

Г

 

 

 

Б, В

Г

 

 

А

Б, В

Г

 

 

Бетонные

 

0,80

 

0,90

 

1,10

 

0,75

0,85

1,05

 

0,70

 

0,80

1,00

 

 

Армобетонные

0,90

 

1,00

 

1,20

 

0,85

0,95

1,15

 

0,80

 

0,90

1,10

 

 

Железобетонные с нена-

1,00

 

1,00

 

1,30

 

0,95

0,95

1,25

 

0,90

 

0,90

1,20

 

 

прягаемой арматурой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из сборных железобе- 1,20

 

1,30

 

1,40

1,20

1,30

1,40

1,20

1,30

1,40

 

 

тонных предварительно-

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напряженных плит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетное число приложений нагрузкиUd определяют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

n

 

И

 

 

 

 

 

Ud

Uei,

 

 

 

 

 

 

 

(3.16)

 

i 1

где Uei – эквивалентное число приложений нагрузки от опоры i-го воздушного судна, приведенное к приложению нагрузки от опоры расчетного воздушного судна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mcd

 

 

 

 

lgUi

 

mci

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

m

 

m

 

 

,

(3.17)

Uci 10 ci

 

cd

 

 

где n – число учитываемых типов воздушных судов; mci и mcd – центральные изгибающие моменты соответственно от нагрузок i-го и

47

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]