книги из ГПНТБ / Бурдин, А. П. Посадочные площадки для вертолетов

которых должны быть определены гранулометрический (зерновой состав) грунта, его число пластичности и естест­ венная плотность, а также уровень грунтовых вод и кате­ гория влаги в грунте к началу промерзания. Определение расчетных характеристик естественных оснований жестких и нежестких покрытий производят в следующем порядке: на основе инженерно-геологических изысканий по данным табл. 9 устанавливают тип гидрогеологических условий уча­ стка строительства; по числу пластичности и гранулометри­ ческому составу классифицируют вид грунта естественного основания.

Значение коэффициента постели С при проектировании жестких покрытий в зависимости от вида грунта принима­ ют: для гравелистого песка с содержанием гравия от 20 до 50%, дресвяного грунта и крупнозернистого песка 16; для среднезернистого песка 12; для мелкозернистого песка 7; для пылеватого песка, супеси, сушес-и мелкой 5; для су­ глинка, тяжелого суглинка и глины 4; для пылеватых су­ песи и суглинка 3.

Перечисленные значения коэффициентов постели для

иглин).

Втех случаях, когда плотность этих грунтов ниже, ко­

эффициент постели следует понижать соответственно на 30 и 40%. При неоднородном залегании грунтов, наличии линз рыхлых и оглеенных грунтов, а также торфяноболот­ ных отложений, значение коэффициентов постели понижа­ ют на 50%.

При проектировании нежестких покрытий расчетные значения модулей деформации естественных оснований (грунтов) принимают: для супесей легких и близких к оп­ тимальным грунтовым смесям — 115— 140 кгс/ом2; для пес­ ков пылеватых и тяжелых супесей — 75—95; для легких и тяжелых суглинков и глин — 70—90; для супесей пыле­ ватых и тяжелых и пылеватых суглинков — 60—75 кгс/см2.

40

а в знаменателе—способом обработки на месте с помощью дорожных фрез или автогрейдеров.

Меньшие значения модулей деформации назначают для участков, проходящих в выемках или в нулевых отметках, а также при значениях относительной влажности грунтов,

равных 0,70—0,85.

Значения модулей деформации материалов, применяе­ мых для устройства искусственных покрытий и оснований, указаны в табл. 10.

41

Для грунтогравийных и грунтощебеночных смесей мень­ шие значения модулей деформации относятся к грунтогра­ вийному материалу, большие — к грунтощебеночному.

При необходимости проектирования многослойных кон­ струкций покрытий толщина отдельных конструктивных слоев должна быть не менее определенной допустимой ве­ личины, назначаемой по соображениям принятой техноло­ гии производства работ, а также из условий обеспечения надежной работы всей конструкции. Минимальная конст­ руктивная толщина слоев нежестких покрытий для поса­ дочных площадок вертолетов равна: щебеночные и гравий­ ные материалы и песчано-гравийные смеси, обработанные неорганическими вяжущими способом смешения в установ­ ке— 6 см; те же материалы, обработанные смешением на месте — 8, щебень или гравий, необработанные, укладыва­ емые на песчаном основании — 15, на основании камен­ ных материалов — 10 см.

Б. Последовательность расчета жестких покрытий. По указаниям СН 120-70 основными этапами расчета прочно­ сти жестких покрытий являются:

та, кгс; п — коэффициент перегрузки, принимаемый для вертолетов равным 1; /Сд — коэффициент динамичности нагрузки, принимается равным 1,2; Р 0 — нагрузка на ос­ новную опору вертолета, кгс; NK — число колес на опоре; R — радиус отпечатка колеса на покрытии, см; q — дав­ ление воздуха в пневматиках колес, кгс/см2.

42

2. Определение жесткости поперечных сечений плит по­ крытий. Для бетонных, армобетонных и предварительно напряженных железобетонных сечений

те при ее краевом загружении колесной нагрузкой верто­ лета:

где К — переходный коэффициент от изгибающего мо­ мента при центральном загружении к моменту при крае­ вом загружении плиты; КАу) — коэффициент, учитываю­ щий перераспределение изгибающих моментов, действую­ щих в ортогональных сечениях ортотропных плит; р ■— ко­ эффициент, учитывающий распределение изгибающих мо­

ментов в различных зонах плиты; /(-у-)— табличное зна-

табличный единичный изгибающий момент, действующий в расчетном сечении плиты от воздействия i колеса опоры вертолета.

5. Определение несущей способности или предельного изгибающего момента в расчетном сечении плиты:

43

для бетонных и армобетонных сечений

Л1пр-- MlRpu g )

для предварительно напряженных железобетонных се­ чений

ЛТПр— /м[ а?т.н—g— h 0,9Q (гя + во) ,

где т — коэффициент условий работы покрытий; Rpn — расчетное сопротивление бетона растяжению при изгибе, кгс./см2; RT.„ — расчетное сопротивление бетона растяжению при проверке трещиностойкости плиты,

кгс/см2; Q — погонное усилие обжатия бетона; гя =-^—

вертикальное расстояние от ядровой точки до центра тя­ жести сечения плиты; е0 —■эксцентриситет приложения равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре отно­ сительно центра тяжести поперечного сечения плиты.

6.Проверка условия прочности покрытий

Л1р < М пр(± 5 %).

Вприведенной последовательности расчета не вошли операции промежуточных вычислений ряда необходимых параметров покрытий и оснований, которые более деталь­ но изложены в «Указаниях по проектированию аэродром­ ных покрытий СН 120-70». Рассмотренный аналитический способ расчета жестких покрытий достаточно трудоемкий; его можно упростить при использовании номограмм.

Вуказанной выше последовательности расчета можно выделить четыре основных этапа: определение жесткости расчетного сечения плиты В ; определение упругой характе­ ристики плиты /; вычисление расчетного изгибающего мо­ мента от внешней нагрузки ЛЬ; вычисление предельного изгибающего момента для расчетного сечения принятой конструкции плиты ЛЬ,,. Эти этапы расчета могут быть вы-

44

ражены номограммой в четырехквадратной системе коор­ динат h—>-S—>-/—>-М.

Для расчета толщин монолитных бетонных покрытий на рис. 5, а представлена номограмма, пользоваться кото­ рой рекомендуется следующим образом.

1. Задаются ориентировочной толщиной плиты h\ и определяют по графику I квадранта соответствующую жесткость В.

2.По установленной величине В и расчетному значе­ нию коэффициента постели грунтового основания С во II квадранте находят упругую характеристику плиты /.

3.По графикам III квадранта определяют расчетный изгибающий момент МР, соответствующий заданному типу вертолета и установленной ранее величине упругой харак­

теристики плиты /.

4. По графикам IV квадранта определяют требуемую толщину покрытия h2, способного воспринять расчетный изгибающий момент -при соответствующем коэффициенте условий работы т, учитывающим предполагаемую интенсив­ ность эксплуатации N за весь срок службы покрытия. В случае использования цементобетона марки 300/40 или 400/50 величина предельного изгибающего момента М„р должна быть разделена на поправочный коэффициент со­ ответственно 0,90 или 1,13.

5. В случае несовпадения найденной толщины h2 с ра­ нее заданной h ly расчет следует повторить, приняв в каче­ стве исходной величины толщину плиты h2 до тех пор, пока не будет достигнуто равенство исходной и расчетной тол­

щин.

Для расчета прочности плит сборных .покрытий из пред­ варительно напряженного железобетона служит номограм­ ма (рис. 5, б ), пользование которой принципиально не от­ личается от приведенной на рис. 5, а. Номограмма состоит из трех квадрантов. В I квадранте представлены функции упругой характеристики плит в зависимости от расчетного коэффициента постели грунта С и жесткости плит В. Во

45

Рис. 5. Номограммы для расчета и оценки прочности:

II квадранте даны расчетные моменты от нагрузок верто­ летов для плит ПАГ-14 и ПАГ-18 в зависимости от упругой характеристики плит. В III квадранте приведены величины предельных изгибающих моментов по трещиностойкости ллит в зависимости от расчетной интенсивности движения за весь срок службы N (последняя шкала в логарифмичес­ ком масштабе).

Пример 1. Требуется оценить возможность эксплуатации верто­ лета Ми-10К с максимальным взлетным весом на сборном покрытии

из плит ПАГ-14. Расчетный коэффициент постели грунтового осно­ вания С = 4 кгс/см3.

46

предварительно напряженных железобетонных плит ПАГ-14, ПАГ-18, ПДГ 2-6С

Решение. На рис. 5, б в I квадранте проводим горизонталь от зна­

47

кость плиты. По установленной величине жесткости и значению коэф­ фициента постели С —4 кгс/см3 во II квадранте определяем упругую характеристику плиты. Далее в III квадранте по найденной величине упругой характеристики и кривой, соответствующей Ми-6, находим величину расчетного изгибающего момента Мр= 3,9 тм/м. С учетом повышенной марки бетона для предельного расчетного момента вво­

и выполнено условие прочности. Ход построения показан на рис. 5, а. Пример 3. Требуется определить допустимое количество взлетов и посадок вертолета Ми-ЮК на бетонном покрытии толщиной 22 см (бетон марки 350/45, расчетный коэффициент постели грунтового ос­

нования С = 4 кгс/см3).

Решение. Пользуясь аналогичным, как и во втором примере, хо­ дом вычислений, устанавливаем, что допустимое количество взлетнопосадочных операций составляет N = 30 за весь срок службы бетонного покрытия.

В. Последовательность расчета нежестких покрытий.

Расчет многослойных нежестких покрытий производят в такой последовательности:

находят расчетную нагрузку на одно колесо основной опоры; для двухколесной опоры

где п коэффициент перегрузки, принимаемый для по­ садки вертолетов равным п = 1;

определяют радиус круга отпечатка пневматика коле­ са вертолета

далее^ задаются конструкцией нежесткого покрытия: толщиной верхнего слоя Ль искусственного основания Л2 и песчаного основания 1гпес;

48

рассчитывают эквивалентную глубину залегания пес­

чаного слоя

п

в данном случае суммирование по i выполняется для всех конструктивных слоев, лежащих над песчаным ос­ нованием;

вычисляют диаметр круга передачи нагрузки на песча­ ный слой

d ^ = V 4 K nRY + zlKB<

где коэффициент Кп принимают равным при двухко­ лесной главной опоре — 1,4 и одноколесной — 1,0;

определяют эквивалентный модуль деформации систе­ мы песок — грунт по графикам (рис. 6). Значения модулей деформации естественного грунтового основания Е 0 и пес­ ка Ешс принимаются по данным раздела А данного па­ раграфа;

по графику (рис. 7) находят коэфициент а;

49