Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бакиров Р.О. Применение современных электронных вычислительных машин при расчете и проектировании конструкций инженерных сооружений учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.93 Mб
Скачать

Сл

кг

Обозна-

 

Раз-

Наименование

мер­

чение

 

ность

 

 

[Ч]

To же, что и [т]ц_ В случае поясных брус­ кг/см2

1 JII1

ков — допускаемое напряжение на ска­

 

лывание между верхним поясным листом

 

и брусками

 

Miv

Допускаемое напряжение на скалывание по

 

клеевому шву между стенкой

и верхним

уголком или бруском

 

 

 

Продолжение

табл. 7

Величины в конкретных конструктивных формах

А

Б

В

Г

д

80

80

20

0

20

20

20

20

0

20

Mv

Mvi

M vii

M viii

P

М

г

k

g

Допускаемое напряжение на скалывание по

20

20

20

0

20

шву между стенкой и нижним уголком

 

 

 

 

 

 

или бруском

 

 

 

 

 

 

Допускаемое напряжение на срез материа­

 

80

80

20

0

20

ла нижнего уголка или допускаемое на­

 

 

 

 

 

 

пряжение на скалывание между поясным

 

 

 

 

 

 

листом и бруском

 

 

 

 

 

 

Допускаемое напряжение на срез материа­

»

80

80

0

0

0

ла нижнего уголка

 

 

 

 

 

 

Допускаемое напряжение на скалывание

»

20

2Q

0

0

0

между нижним поясным листом и нижни­

г

 

 

 

 

 

ми уголками

 

 

 

 

 

Коэффициент формы поперечного сечения:

 

1

1

1

1

0,5

Р=1 при одинарных стенках

 

 

 

 

 

 

Р=0,5 при двойных стенка*

 

 

 

 

 

 

Коэффициент в формуле

 

65

О

65

20

65

Приведенная толщина

листа диафрагмы

см

2

О

2

15

2

Расстояние между диафрагмами по осям

.

167

500

167

167

167

Сторона

квадратного

поперечного сечения

»

5

0

5

8

5

ребра

жесткости

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние между ребрами жесткости по

 

56

500

56

84

56

осям

 

 

 

 

 

 

 

 

Ориентировочный вес

одного погонного кг 1см

2

2

2

2

2

сантиметра проектируемого элемента

сл

со

О) ST

то Обозк ние

h

Т а б л и ц а 8

Величины, обусловливающие

различие вариантов

 

 

 

 

Начальные

и конечные

значения-

 

­

в

конкретных задачах

Наименование

Размер ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

Б

В

Г

Д

Расстояние между осями верх­ см

3 6 -1 5 3 6 -15 36 -15 3 6 -1 5

3 6 - 1 5

него и нижнего поясных ли­

 

 

 

 

 

 

стов

 

 

 

 

 

 

п

Число стенок (продольных ре­ —

4 - 1 2 4 - 1 2 4 -1 2 4 - 8

4 - 8

 

бер)

 

 

 

 

Т а б л и ц а

8'

­Обозначение

ДЛ

Ли

Шаги изменения

величин к и п

 

 

 

 

 

­

ность

Величина в конкретных задачах

Наименование

Размер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

Б

В

Г

Д

Шаг изменения к

см

3

3

3

3

3

Шаг изменения п

2

2

2

1

11

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

9

Начальные значения искомых величин

 

 

 

О

э*

то

X Наименование

то

О о> 'О X

О х

^в.п Толщина верхнего поясного листа

»н.п Толщина нижнего поясного листа

»ст Толщина стенки

8! Ширина горизонтальной полки верхнего уголка

&2 Толщина вертикальной полки верхнего уголка (толщина верхнего бруска)

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

0)

Начальные значения в кон­

О,

D"

S

кретных конструктивных

0)

А

X

 

формах

 

 

2 н

то

 

 

 

то

<->

Р» X

 

 

 

 

 

то

о

о »

 

 

 

 

 

О. X

А

Б

В

Г

Д

 

 

 

СМ

* 0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

 

#=0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0-

 

 

 

 

 

 

 

Ф о

2,0

2,0

2,0

15,0

2,0

 

5! > &2

10,0

10,0

0

0

0

 

»

С*2 К °1

2,0

2,0

10,0

0

10,0

54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл.

9

(D

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<D

 

Начальные значения в кон­

У

 

 

 

 

 

 

 

а

У

 

X

 

 

 

 

 

 

 

Я

 

кретных конструктивных

 

 

Наименование

 

 

g л

X

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

формах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 к

со

 

 

 

 

5 °

 

 

 

 

 

 

 

СОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л о

 

 

 

Б

В

г

 

О I

 

 

 

 

 

 

 

а. х О X

А

Д

Л]

Толщина

 

горизонтальной

пол­

 

 

2,0

2,0

0

0

0

 

 

ки верхнего уголка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л2 Высота

вертикальной полки

 

 

10,0

10,0

10,0

0

10,0

 

 

верхнего уголка

 

(высота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бруска)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

Толщина

 

вертикальной

 

полки

*

В3 <

 

2,0

2,0

10,0

0

10,0

 

 

нижнего

уголка

(толщина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нижнего

бруска)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ширина

горизонтальной

полки

»»

>

53

10,0

10,0

0

0

0

 

 

нижнего уголка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л3

Высота

вертикальной

 

полки

и

 

 

10,0

10,0

10,0

0

10,0

 

 

нижнего

уголка

 

(высота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нижнего

бруска)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

Толщина горизонтальной полки

 

 

2,0

2,0

0

0

0

 

 

нижнего

уголка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»„

Толщина настила

 

 

 

0

 

 

5,0

0

5,0

5,0

5,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

9'

 

 

 

 

Шаги

изменения

искомых

величин

 

 

 

 

Обозна­

Размер­

 

Величина шага в конкретных формах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чение

ность

А

 

 

Б

 

 

В

 

Г

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д5в.п

 

см

 

0,025

 

 

0,025

 

0,025

 

0,025

 

0,025

 

 

ш

 

0,025

 

 

0,025

 

0,025

 

0,025

 

0,025

 

Ч .П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,025

 

 

0,025

 

0,025

 

0,2

 

0,025

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д8]

 

 

 

0,2

 

 

0,2

 

0

 

 

0

 

0

 

Д&2

 

 

 

0,05

 

 

0,05

 

0,2

 

 

0

 

0,2

 

ДА]

 

 

 

0,05

 

 

0,05

 

0

 

 

0

 

0

 

ДЛ2

 

 

 

0,2

 

 

0,2

 

0,2

 

 

0

 

0,2

 

Д&З

 

 

 

0,05

 

 

0,05

 

0,2

 

 

0

 

0 .2

 

ДВ4

 

 

 

0,2

 

 

0,2

 

0

 

 

0

 

0

 

ДЛ3

 

 

 

0,2

 

 

0,2

 

0,2

 

 

0

 

0,2

 

ДЛ4

 

 

 

0,05

 

 

0,05

 

0

 

 

0

 

0

 

двн

 

п

 

0.1

 

 

0

 

0,1

 

 

0,1

«

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

тической формулировке, могут перечеркнуть труд работников вычислительного центра или привести к совершенно абсурдным ре­ зультатам. Следует также помнить, что при обнаружении ошибок вычислительный центр вправе вернуть задание заказчику и возбу­ дить перед командованием ходатайство о нецелесообразности при­ нятия его к программированию.

Описание задания составляется заказчиком в произвольной форме, ибо разнообразие задач не позволяет предложить какуюто типовую форму задания, в одинаковой мере отвечающую спе­ цифике всех областей инженерного дела. Однако можно сформули­ ровать следующие основные требования к заданию на программи­ рование:

1)задание должно быть отпечатано на пишущей машинке, все формулы, зависимости и обозначения вписываются чернилами и тщательно сверяются с оригиналом;

2)в ВЦ представляются два экземпляра задания, из которых один возвращается заказчику вместе с отчетом по выполненной работе;

3)задание подписывается заказчиком и утверждается для включения в план работы ВЦ в установленном командованием по­ рядке (образец титульного листа задания дан в приложении 3);

4)при составлении задания заказчик руководствуется «Инст­ рукцией по оформлению заданий для разработки программы» и пользуется консультацией специалистов ВЦ;

5)задание должно содержать следующие сведения:

краткая характеристика задачи с поясняющими текст рисун­ ками, чертежами, схемами, раскрывающими физический смысл за ­ дачи;

все формулы и логические условия, используемые при реше­ нии задачи, а также соображения автора по использованию соот­ ветствующих численных методов;

численные значения и размерности всех коэффициентов, вхо­ дящих в математическую формулировку задачи;

численные значения, размерности и шаги изменения всех варьируемых параметров;

возможные особенности задачи (оперирование с мнимыми величинами, места возможного деления на нуль, наличие различ­ ного рода разрывов функций, производных и т. д.);

перечень выходных результатов и порядок их печати;

при возможности результаты ручного счета одного из вари­ антов задачи;

желательная форма представления результатов решения за ­

дачи;

особые требования к программе (рабочая, стандартная, типовая).

Врезультате выполненной работы ВЦ составляет отчет по за­

даче.

56

Основные вопросы, освещаемые в задании на разработку ти­ повой программы, рассматриваются ниже на примере описания за­ дания по расчету и конструированию монолитной железобетонной обделки подземного сооружения с криволинейным сводом.

Постановка задачи

Проектирование оптимальных конструкций подземных сооруже­ ний связано с производством громоздких вычислений, выполнение которых в заданные сроки возможно лишь с привлечением ЭЦВМ.

Постановка данной задачи заключается в следующем: на осно­ ве существующих методов расчета конструкций подземных соору­ жений, при заданном типе и первоначальных размерах поперечно­ го сечения, заданных характеристикам материала конструкции и грунтовой среды, а также разработанной последовательности вы­ числений необходимо составить типовую программу многократного использования для проектирования конструкции минимальной стои­ мости.

Схема сооружения, а также расчетная и основная системы кон­ струкции приведены на рис. 10 и 11. Математическая формулиров­

ка задачи относится к частному случаю расчета обделок, т. е. при­ менима для большинства случаев расчета и конструирования обде­ лок подземных сооружений среднего пролета, возводимых в скаль­ ных грунтах, когда соблюдается условие

57

Рис. 11

58

Математическая формулировка задачи

Расчетные формулы и логические условия, в результате выпол­ нения которых в последовательности, указанной ниже, достигается решение задачи, приводятся по элементам расчета — расчетные на­ грузки, расчет и конструирование свода, расчет и конструирование стенки, расчет стоимости обделки.

1. Расчетные нагрузки

г Р =

 

(ггр +

^ев)Л1 +

г .-Л 2 ;

( / ' +

А,)7гр +

- ^

5--------g r p - ё с в ' я ,;

 

 

 

 

COS Ю„

 

 

^pB =

к ;

n i +

^ з '

 

e \ l

=

A,7rPtg *(4 5 ° -

«р/2);

д ^рв =

/ ' 7 гР tg * (4 5 ° —

<р/2) л ,;

 

^рТ ”

^£р ^1 4 “ ^9^2 1

^ = (А' + / ' ) tg * (4 5 ° — «р/ 2 )-Т гр;-

Де" = Ay7rptg 2 (4 5 ° — «р/2) •«!,.

(2 9 )

(3 0 )

(31>

(3 2 )

со со

(3 4 )

(3 5 )

(3 6 )

ёгр ~ ^1"Тгр!

ёсв ~ ^з‘ 7ж-б!

ai = a-f/z*tg(45° — (р/2);

(37)

2 а = /0 + 2 hx\

 

К = hy + f'\

 

/ ' = / + у - у С °s ? „ ;

 

К = h

 

tg ?„ __ 4 /

Остальные

величины, а именно 7гр, 1 Ж.6 Г h0, / 0, /0, <af3, d„, hx,

Aj,, / , /, g 9, e9

«!, « 2, <pзадаются как исходные данные. •

При определении расчетных

нагрузок

производится

анализ

•следующих условий:

 

 

 

 

 

 

 

bgP : (£гР +

£ «) «1 <

£;

 

 

(а)

— при соблюдении этого условия принимается Agp = 0;

 

— в противоположном

случае

Ag„

определяется

согласно

(30).

А е св . е св < е;

 

 

 

( б )

 

 

 

 

— если условие соблюдается,

то

принимается Де£в =

0;

 

— в противоположном

случае Де£в определяется

согласно

<33).

< П егр >

0;

 

 

 

(в)

 

 

 

 

— если это условие не соблюдается, то принимается

 

 

£СТ = Д^ст

0;

 

 

 

 

 

г р

г р

 

 

 

 

— в противоположном

случае е£т и Ае

определяются

соот­

ветственно по формулам (34) и (36), и после этого производится проверка условия

Д в « : е " < е ; (г)

при соблюдении этого условия принимается Де" = 0;

в противоположном случае е " и Де" вычисляются по форму­

лам (34) и (36).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Расчет свода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) усилия в упругом центре

 

 

 

 

 

 

 

 

M f -

/*

.........................-

Р

(21

есрв +

5 Ае™);

 

(38)

 

96

 

 

 

g P +

Agp) +

 

 

 

 

 

 

 

Н ,° =

0,07922 ■ Р

(1,578 £7 -f 0,4945 Д£р) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ Pi

7)1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

433 e“ +

 

1,511 Д О

 

 

(39)

где

Pi берется

из табл.

10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

10

/

1

 

1

 

1

 

1

1

1

1

1

1

1

12

 

2,5

 

3

 

3,5

4

4,5

5

5,5

6

h

0,528

0,605

0,663

0,711

0,750

0,780

0,806

0,825

0,841

■60

б)

усилия

в замке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М й = М ^ - Н ^ - с св -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я 0 =

# 2°,

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^св — 0,337 f .

 

 

 

 

в)

усилия в произвольном сечении свода

 

 

 

 

 

 

gpX' .

Д5 У *3 .

 

 

. Ае1V

М Х = М о -Ь Н 0у — I —- — +

 

3 /

+ ■

2

+

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двсв у 2

 

 

 

 

 

N

x =

I

Н 0 -

е ?

у

-------- £

f

-

) со s <р +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Agcsxz

 

 

 

 

 

 

 

 

+

I

g

cDB x

+

тР/------ ) sin ср;

 

 

 

 

 

 

 

 

g РХ

Н------- J --------|co s ®

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аесву2 \

 

 

 

 

 

 

 

770

«".У

 

^

 

 

jsincp,

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i g ' f = 8y/x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У =

4/

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—4-jc2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

/2

 

 

 

 

 

 

 

x = x h

i

=

1,

2 , . . . .

6;

* 1

= 0 ;

Х ж

= х г + 0,1 /.

3.

Расчет

стенки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

основные

неизвестные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(q :a + 2 4 ° t) ( " + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

РчЛ* ( п 4* 2) +

2 h y ( п

+

1)

 

о) ( п 1)

Х = Н ° +

«),

СТ 1

'

(40>

(4 1 )

(42).

(43>

(44)

(45)

(4 6 )

(47>

(4 8 )

(49)

61

QC"T=

QCI +

P +

G -

^

hy -

I

IX,A^A

 

 

 

 

 

 

 

gcT h 2

= Я А +

м п-

Qn?„ -

t y - G - * -

 

-

 

H °

__ лет U _J------!

дест h

И

 

Лст

Cp

 

0

НУ

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Я

a +

1*;

 

 

 

a =

6 £ /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при этом значение a принимается:

 

 

 

при

а ^ 0,1

a =

0;

 

 

0,1 < « < 1 , 5

a =

1;

 

 

 

 

a > 1 ,5

a =

2.

 

 

 

 

 

I

b h '

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c =

0,2 Ay;

 

 

 

 

 

 

A = l;

 

 

 

 

Q-

 

" ¥

+

5"Ag' ' Z;

 

 

 

P =

b.d (h' +

f ) ^гр;

 

 

 

 

 

О =

АуЛ^жл;

 

 

 

н„ =

н п

 

 

 

 

 

 

 

 

Mn = MXl/,

 

 

 

 

hn =

hy — 0,5 dncos <p„;

 

 

 

q„ =

A, — 0,5

dnsin tp„;

 

 

 

 

 

p = 0,5 Ad;

 

 

 

 

Ad = Ад. — dnsin <p„;

 

 

 

 

 

g = 0,5 hx.

 

 

Формула предложена Комаровым И. А.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ