
книги из ГПНТБ / Поляков А.В. Водоотвод и дренаж на аэродромах
.pdf
|
|
433 |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
36 |
|
Высота засыпки в м |
0,75 |
1,00 |
1,50 |
2,00 |
3,00 |
кдн |
1,20 |
1,15 |
1,00 |
0,90 |
0,80 |
Ввиду симметричности объемной эпюры распределения напря
жений в грунте, количество интересующих нас точек, в которых
требуется находить напряжения Ог от сил PL , может быть взя
то лишь для выявления 1/4 части эпюры. Например, для случая, показанного на рис.172, напряжения следует определять в точках: I - I , 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, П-1, П-2, П-3, П-4 и П-5.
Значения напряжений в каждой из указанных точек подсчиты
ваются по формуле
где 2 = Н - |
высота |
засыпки грунта над трубой в см; |
|
||
iU fyсумма |
коэффициентов формулы Буссинеска, подсчи |
||||
|
танных для различных точек приложения сил |
, |
|||
|
т .е . |
при различных значениях |
г . |
|
|
После определения в рассматриваемых точках вертикальных |
|
||||
напряжений |
6г от сил Р; на глубине |
z = H |
подсчитывается |
|
|
величина временной |
нагрузки на звено |
трубы |
Р к г. Временная |
|
|
нагрузка на звено трубы определяется путем вычисления объем |
|
||||
ной эпюры напряжений, ограниченной снизу плоскостью горизон |
|
||||
тальной проекции трубы (рис.172): |
|
|
|
= (Г,+Гг)1,+(Гг +Г>)12 +(га+Р4)13 +(Р4 +Г5)14 . . . |
, |
|||||
где |
р |
- временная нагрузка |
на звено трубы длиной I м от |
|||
F,, |
|
колеса |
самолета |
в |
к г; |
|
|
площади сечений |
объемной эпюры вдоль |
трубы через |
|||
I, |
|
точки 1 ,2 ,3 ,4 ,5 |
в кг/пог.м ; |
|
||
, |
расстояния между продольными сечениями объемной |
|||||
|
|
эпюры в |
см. |
|
|
|
Значения площадей |
F1,F2,Fi ,Fi ... подсчитываются |
соответст |
||||
венно по формулам: |
|
|
|
|
434
|
|
|
|
rt = 61ч L + - j- |
|
|
L } |
|
|
|
|
|
4 = ^1-2 L + 3~ |
|
~ ^i-г)L ’ |
||
|
|
|
|
%= ®i-3 L + * 3~ |
( ^ 7-3 “ Gi-ijL |
j |
||
где |
L - |
длина звена трубы, равная |
100 |
cu; |
sM , |
б}_г , б>_3 , |
||
6/7-/ |
, |
бц-2 |
, б/7_з |
и т .д . - напряжения в |
рассматриваемых точ |
|||
ках I - I ; |
1-2; |
1-3; |
П- I ; П-2; П-3 и т .д . |
в кг/см^. |
Зная численные значения всех видов нагрузок, подсчитывают
общую (полную) нагрузку на трубу.
Полная нагрузка определяется суммированием постоянной и
временной нагрузок, приходящихся на звено трубы длиной I м:
Ррасч = P+Q+G- КГ,
где Рраси ~ полная расчетная нагрузка на звено трубы длиной
I мв кг;
р- временная нагрузка на трубу от действия колеса самолета в к г;
Q - постоянная нагрузка на трубу от засыпки грунта
вк г;
&- постоянная нагрузка от собственного веса трубы
вкг.
Всоответствии с полученной полной расчетной нагрузкой под считывается расчетный изгибающий момент в стенках трубы:
а) для хрупких труб (бетонные, асбоцементные, керамиче
ские)
м расу = |
Ррахч Гер= |
(р + ^ СУсР кг-см; |
б) для железобетонных труб, при безнапорном режиме работы
Мреш/—~fiT Ppacv гсР= ^ (Р + Ч 'О ) гср кг-см,
где MpactT расчетный изгибающий момент в стенках трубы в кг.см ;
— средний радиус трубы в см при толщине стенки 8 см;
N - коэффициент условий опирания трубы на основание; принимается по табл .37.
435
|
Т а б л и ц а |
37 |
|
№ |
Условия укладки трубы |
|
Коэффициент |
п.п |
|
опирания /V |
|
|
|
||
1 |
Укладка на плоское дно траншеи |
|
1,12 |
2 |
Нормальная укладка, когда дну траншеи |
|
|
|
придается вогнутая форма с углом охва |
1,50 |
|
|
та трубы 9 0 °.................................................... |
|
|
3 |
Особенно тщательная укладка трубы в |
тран |
1,87 |
|
шее ..................................................................... |
|
|
4 |
Укладка трубы на бетонное или железобетон |
|
|
|
ное основание ................................................. |
2,25-3,37 |
|
|
|
(обычно 2,50) |
Подбор сечения стенок труб при их работе на изгиб произво дится.по формулам:
а) для бетонных труб
|
Мрасу |
Ъ h z |
|
|
|
|
mRР 3,5 |
|
|
||
б) для железобетонных труб (момент относительно середины |
|||||
сжатой зоны сечения, рис. 173) |
|
|
|||
|
Mpacv - т |
т |
а Ra Fa (h0 - j- ) - ™RU |
(ho~ у ) • |
|
Положение нейтральной |
оси при этом находится из условия |
||||
|
|
Ма ^а^а = |
• |
|
|
В приведенных формулах для расчета стенок труб приняты |
|||||
следующие обозначения: |
|
|
|
|
|
Mpacir расчетный изгибающий момент; |
|
|
|||
Rp - |
расчетное сопротивление бетона |
осевому растяжению |
|||
' |
О |
|
Кб~ коэффициент однородности бетона); |
||
|
( Rp=*f -p jr » |
|
|||
Ъ=Z - длина рассчитываемого звена трубы; |
|
||||
|
толщина стенки |
трубы; |
|
|
т- коэффициент условий работы стенки трубы, принимаемый
равным I ;
/?7а - коэффициент условий работы арматуры; принимаемый по СН и П в зависимости от вида арматуры;
Fa - площадь сечения продольной растянутой арматуры;
436
Fg - площадь сечения сжатой зоны бетона;
Ra - расчетное сопротивление бетона сжатию при изгибе;
х- высота сжатой зоны;
Ra - расчетное сопротивление растяжению арматуры;
h0 - полезная высота сечения стенки трубы (ри с.173).
Рис.173. Сечение стенки железобетонной трубы с двойной арматурой
Асбоцементные и керамические трубы, а также бетонные и железобетонные трубы промышленного изготовления по прочности подбираются из условия сравнения величины разрушающей нагрузки
с усилием, возникающим в трубах от действия постоянной и времен ной нагрузок. При сравнении пользуются формулой
|
|
Ирасч |
} |
|
|
|
|
|
|
где |
К |
коэффициент запаса, принимаемый: для керамических |
||
|
|
и асбоцементных труб - 2 ; |
для бетонных труб - 3,3 и |
|
|
|
для железобетонных труб - |
1 ,8 ; |
|
|
|
разрушающая нагрузка, принимается по ГОСТу (например, |
||
|
|
для керамических труб диаметром 150-200 |
нм Рр = |
|
|
|
2000 кг на I пог.м, а для труб диаметром |
300 мм |
|
|
|
Рр а 2500 кг на I пог.м ); |
|
|
|
/V |
коэффициент условий опирания трубы принимаемый по |
||
|
|
табл .37. |
|
|
§ 47. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПОД ТРУБЫ
Бетонные и железобетонные основания под трубы рассматри ваются при расчете как бесконечные или полубесконечные балки,
437
лежащие на линейно деформируемом упругом полупространстве.
Расчетной нагрузкой на основания является временная на
грузка от давления колес самолета. Нагрузки от веса засыпки
грунта над трубой, веса трубы и собственного веса основания мож
но не учитывать. Указанные нагрузки незначительно отличаются от
бытового давления грунта и, следовательно, не могут вызвать де
формацию грунта основания. Расчетная нагрузка от колес самоле
та передается на основания через грунт и некоторую часть трубо
проводов. Так как напряжения в грунте с увеличением высоты за сыпки над трубой уменьшаются, а зона напряжений увеличивается,
то при расчете оснований под трубы можно принимать:
а) при высоте засыпки над трубой до 2 и считать, что вре
менная нагрузка на основание передается через три звена трубы |
|
(при длине звена |
1 м ) ; |
б) при высоте |
засыпки над трубой 2- м и более считать, что |
временная нагрузка на основание передается через пять звеньев
труб.
Нагрузка передается через трубы и выступы оснований
(ри с.174).
Рис.174. Схема загрузки основания (при передаче нагрузки через три звена труб и выступы оснований)
Величина нагрузки на среднее звено определяется по общей
формуле для определения вертикальных напряжений в любой точке
линейно деформируемого упругого полупространства:
р
е . = к I s 7
где |
(j z - |
величина вертикальных напряжений в грунте на глуби |
|||
|
|
|
не z |
от временной нагрузки, приложенной на поверх |
|
|
|
|
ности |
земли |
V ; |
|
К - коэффициент, определяемый по табл .35. |
||||
|
На два |
крайние звена (в случае засыпки над верхом трубы |
|||
до 2 м) расчетная нагрузка определяется по этой же формуле. |
|||||
При этом за расчетное напряжение принимается напряжение на |
|||||
уровне верхней образующей трубы в середине.звена. |
|||||
|
Нагрузка на |
звено |
трубы равна (рис.174-) |
||
|
|
|
|
Р, = б 1ВНу |
|
где |
р, |
- |
нагрузка на |
трубу в кг; |
|
|
П |
- |
напряжение в средней части верхней образующей трубы |
||
|
б |
||||
|
|
|
в кг/см2 ; |
|
|
|
I |
- |
длина звена трубы в см; |
||
|
В - |
наружный диаметр трубы в см. |
Расчетная нагрузка на крайние звенья труб в случае высоты
засыпки 2 м и более (когда нагрузка от колеса передается через
5 звеньев труб) подсчитывается также с помощью вышеприведенной формулы для определения б г . Значение вертикальных напряжений в грунте при этом можно находить, не разбивая площадь пневма
тика на рад площадок (в отличие от подсчета напряжений для сред него звена трубы). Без ущерба для точности расчетов в данном
случае нагрузку, приходящуюся на одно колесо, следует принимать
за сосредоточенную и приложенную в центре отпечатка пневматика.
Нагрузку на выступы основания можно подсчитать по формуле
(ри с.174) |
|
|
|
где Рг |
- |
нагрузка на выступы основания одного |
звена трубы |
|
|
в кг; |
|
Ъ - ширина выступа в см; |
|
||
I |
- |
длина выступа, равная длине звена трубы, в см; |
|
б" |
- |
расчетное напряжение на поверхности |
выступа в кг/см2 . |
Общая расчетная нагрузка на основание будет равна сумме
временных нагрузок, передающихся на трубы и выступы оснований
Р - Ц + Рг кг.
Общий вид нагрузки на основание показан на рис.175. Расчет оснований следует производить в продольном и попе
речном направлениях.
Расчет в продольной направлении возложен при двух случаях
расположения нагрузки:
а) колесо располагается на грунте над средней частью рас
четного участка основания,между температурно-усадочными вшами; б) колесо располагается на грунте над кондом расчетного
участка основания, рядом о температурно-усадочным вшом.
Рис.175. Схема к расчету оснований под трубы
Для облегчения подсчетов, при расчете оснований в продоль ном направлении, нагрузку передаваемую на основание через тру бу и выступы, следует заменять рядом сосредоточенных сил с при
веденными расстояниями, кратными 0 ,1 .
Расчет оснований в поперечном направлении как балки,лежа
щей на упругом полупространстве, возможен по методу, освещенно му М.И.Горбуновым-Посадовым (М. И.Горбунов-Посадов, , Таблицы для расчета железобетонных ленточных фундаментов”, 194-6). За расчет ную нагрузку при расчете оснований в поперечном направлении сле дует принимать величину реактивного давления грунта, полученную
при расчете основания в продольном направлении, в случае распо
ложения колеса над средней частью расчетного участка.
§ 48. РАСЧЕТ СМОТРОВЫХ И ТАЛЬВЕЙЫХ КОЛОДЦЕВ
Смотровые и тальвежные колодцы являются обычно достаточно
прочными и устойчивыми сооружениями. Колодцы, подобно трубам,
легко поддаются стандартизации и выполняются, как правило, ив бетона и железобетона.
440
При необходимости колодцы рассчитываются на прочность и де формацию стыка в месте примыкания трубы к стенке колодца. Рас
чет колодцев на устойчивость не производится. Воздействие колес
самолета не вызывает потерю устойчивости колодцев.
Колодцы представляют собой конструкцию коробчатого типа, расчет которой весьма сложен и трудоемок. Применительно к ко
лодцам подобный расчет не оправдывается. Стоимость колодцев не
велика, а перерасходы материалов, возникающие за счет примене ния других более простых приемов расчета и осреднения условий
работы колодцев, незначительны. С целью упроцения расчета ко лодцев, их крышки, днище и стенки рассматриваются как отдель ные конструктивные элементы. Расчетом на прочность устанавли
ваются необходимые сечения указанных элементов.
Расчет крышки колодца производится в зависимости от конст рукции крышки, или как расчет балки на двух опорах,или как пли
ты, опертой по контуру. За расчетную нагрузку принимается ври этом давление от колеса самолета, приходящееся на рассчитывае мый элемент.
При расчете крышки заглубленного смотрового колодца нагруз
ку от веса засыпки грунта над крынкой, ввиду ее малости по срав нению с нагрузкой от опоры самолета, можно не учитывать.
Расчет отдельных ребер решетки (крышки) дождеприемных ко лодцев производится как и расчет балки на двух опорах, нагру
женных равномерно распределенной нагрузкой, равной величине внутреннего давления в пневматике, умноженной на расстояние
между ребрами. Наряду с расчетом ребер решетки и их соединений
с обвяэкой, обязательной проверке на сжатие подлежит бетон под опорной рамой решетки.
Днище колодца можно рассматривать как плиту, свободно опер тую на стенки, к которым примыкают трубы, и жестко связанную со стенками, к которш трубы не примыкают. За расчетную нагруз
ку принимается нагрузка от колеса самолета, расположенного на
крышке колодца, плюс нагрузка от веса грунта засыпки над крыш
кой, вес крынки и вес стенок колодца.
Расчетные пролеты прямоугольной плиты можно принимать рав-
НШ1И |
|
I -=?1,0510 , |
|
где I - |
расчетный |
пролет длинной, или короткой стороны; |
|
10- |
размер длинной или короткой |
стороны днища в свету. |
|
Стенки колодца |
рассчитываются на |
нагрузку от колеса, рас |
положенного рядом с колодцем (ри с.176). С этой целью расчетная