Гидравлический и прочностной расчеты элементов водоотвода аэродрома

1. Гидравлический расчет лотков искусственных покрытий и грунтовых лотков.

а) Пропускная способность лотка определяется по формуле:

м³/с (5.1)

где - площадь поперечного сечения потока в лотке, м²;

- скорость движения дождевых вод в конце лотка, м/с

(5.2)

0 (5.3)

где - глубина потока в лотке в живом сечении расчетных участков, м;

- уклон дна лотка (доли единицы);

- коэффициент шероховатости.

(5.4)

Где - глубина потока в расчетном сечении, м;

- уклон боковых сторон лотка (доли единиц).

Расчетный расход с водосборной площади А определяется по формуле:

(5.5)

где - площадь водосбора для рассчитываемого сечения, га;

- поверхностный сток, л/с с 1 га:

(5.6)

где - параметр, равный интенсивности одноминутного дождя принятой повторяемости, мм/мин;

- коэффициент стока, принимаемый по таблице 5.2;

- продолжительность дождя, равная времени добегания воды до расчетного сечения, мин.

(5.7)

где - время добегания дождевых вод по поверхности склона до лотка, мин;

- время добегания дождевых вод по лотку до дождеприемника, мин;

- время протекания дождевых вод по коллектору до расчетного сечения, мин.

(5.8)

где - длина склона, участвующего в формировании максимального стока, м;

- уклон склона (д.ед.);

- коэффициент шероховатости поверхности склона, принимаемый по таблице 5.1.

Время добегания дождевых вод по лотку:

(5.9)

где - длина участка лотка, м.

Время протекания дождевых вод по коллектору до рассматриваемого сечения:

(5.10)

где - длина расчетного участка коллектора, м;

- принятая скорость движения воды на соответствующем участке (в пределах 1,5 – 2,0 м/с).

м (5.11)

где - параметр интенсивности дождя, продолжительностью 20 минут при Т – 1 год, л/с на 1 га рисунок 5.3);

- показатель степени, характеризующий год дождей и принимаемый по рисунку 5.2;

с – коэффициент, учитывающий климатические особенности района (принимается по рисунку 5.4.);

Т – период повторяемости расчетных интенсивностей ливней.

Если (допустимое отклонение5 %), то расчет повторяют, задаваясь новыми значениями водосборной площади до тех пор, пока не будет выполняться условие 385,55214

5.2 Прочностной расчет конструктивных элементов водоотводных систем

Таблица 5.2.1 – Исходные данные ко второй части расчета

вариант	Тип грунта	Высота засыпки над трубой Н, м	Внутренний диаметр трубы , мм	Плотность материала трубы, т/м3	Коэффициент однородности бетона	Длина звена трубы , м	Расчетное сопротивление бетона сжатию
9	Глинястый с сухой	0,7	900	2,1	1,25	2,50	250

где - расчетный изгибающий момент в сечении стенок трубы;

- предельный изгибающий момент в сечении стенки трубы.

Наружный диаметр трубы

D_нар=D_вн+2δ=0,9+2*0,08=1,06 м (5.11)

где -толщина стенки трубы, м (по таблице 5.7)

- внутренний диаметр трубы, м

Нагрузка от засыпки над трубой (т/п.м) определяется на основе статики предельного равновесия сыпучей среды исходя из условия равновесия элементов слоя:

= 0,88*23*0,7*1,33=18,84 (5.12)

где - коэффициент вертикального давления грунта в траншее (принимается по графику);

- удельный вес грунта, т/м³ (таблица 5.5);

Н – высота засыпки (согласно заданию), м;

Рисунок 5.1 - Расчетная схема постоянной нагрузки на трубу от веса засыпки грунта в траншее

Значение эквивалентной, равномерно распределенной нагрузки от собственного веса трубы (т/м):

и (5.13)

где - собственный вес трубы, Н;

- средний радиус трубы, м;

- плотность материала трубы, т/м³ ;

- толщина стенки трубы, м.

Временная нагрузка на звено трубы определяется путем вычисления объемной эпюры напряжений по плоскости горизонтальной проекции трубы.

Расчетная полная нагрузка на звено трубы составит:

=1,8+28,31+18,84=48,95 (5.14)

Расчетный изгибающий момент в стенках трубы для бетонных и железобетонных труб:

нм/м (5.15)

Рисунок 5.2.2- Расчет оснований под трубы

Предельный изгибающий момент в стенка железобетонных труб:

и ( 5.16)

где - коэффициент однородности бетона;

- длина звена трубы, м;

- толщина стенки трубы;

- коэффициент условий работы стенки трубы (1,0);

- коэффициент условий работы арматуры (для ж/б труб 1,1);

- площадь сечения продольной арматуры (принять 2,5 м²);

- расчетное сопротивление бетона сжатию;

- высота сжатой зоны (0,2 – 0,4 м);

- полезная высота сечения (2/3 диаметра трубы);

- расчетное сопротивление растяжению арматуры ( 150-200 Па).

Условие прочности труб: Мрасч<= Мпр; 5,35<=22

условие выполняется, прочность обеспечивается

Литература

1. Ведомственные нормы технического проектирования аэродромов/ Министерство гражданской авиации/ Москва 1986г. – 65с.

2. Гражданские аэродромы. Под общей редакцией В.Н.Иванова. – М.: Воздушный транспорт, 2005. – 280с.

3. Изыскания и проектирование аэродромов: Учебник для вузов/ Г.И.Глушков, В.Ф.Бабков, Л.И.Горецкий, А.С.Смирнов; Под ред. Г.И.Глушкова. – М.: Транспорт, 1981г. – 611с.

4. Методические указания по проектированию искусственных покрытий аэродромов. МАДИ. Москва 1999г. – 30с.

5. Садовой В.Д. Проектирование генеральных планов аэропортов. Учебное пособие. – М.: МАДИ, 1996.

6. СНиП 3.06.06-88. Аэродромы/ Госстрой СССР, 1989г. – 112с.