Проектирование армобетонного покрытия на укреплённом основании

4.1. Исходные данные к проектированию

4.1.1. Характеристики нагрузки

F_n – нормативная нагрузка на основную (условную) опору самолёта, кН;

F_d – величина динамической нагрузки от колеса самолёта, кН;

К_d – коэффициент динамичности, К_d=1,25;

γ_f – коэффициент разгрузки, γ_f = 1;

;

Параметры опоры самолёта см. рис. 2.

4.1.2. Характеристики местности

Географическая широта: 55 градусов северной широты;

Дорожно-климатическая зона: III;

Тип гидрологических условий местности: 1;

Тип грунта: глина;

Характеристики грунта: k_S = 70 МН/м³;

4.2. Конструирование покрытия

Конструирование покрытия см. рис. 3.

4.2.1. Характеристики бетона

- класс бетона по прочности B_btb = 4.4;

- расчётное сопротивление при изгибе R_btb = 3.73 МПа;

- начальный модуль упругости бетона E_b = 3,53*10⁴ МПа;

- толщина слоя бетона t₁ = 0.40 м;

4.2.2. Характеристики искусственного основания

Искусственное основание – пескоцемент, приготовленный из оптимальной грунтоцементной смеси путём смешения в установке.

- модуль упругости пескоцемента E₀ = 6000*1.6=7800 МПа;

- толщина слоя пескоцемента t₂ = 0,40 м;

4.2.3. Характеристики дренирующего слоя

Дренирующий слой – песок крупнозернистый.

- коэффициент постели k_S3 = 160 МН/м³;

- толщина дренирующего слой t₃ = 0.35 м;

4.3. Расчёт на прочность

4.3.1. Определение расчётного изгибающего момента m_d в плите

F_d – величина динамической нагрузки от колеса самолёта, кН;

R_e – радиус круга, равновеликого площади отпечатка колеса;

P_a – давление в шине, P_a = 1,2 МПа;

F_d = F_d/1000 = 0,381 МН;

;

4.3.2. Определение эквивалентного коэффициента постели

D_r – условный диаметр круга передачи нагрузки на основание, который для В/К КНН равен:

D_r = 3.6 м;

k_SE – эквивалентный коэффициент постели всех неукреплённых слоёв;

B₁ – цилиндрическая жёсткость плиты;

B_f – цилиндрическая жёсткость укреплённого основания;

МН/м³;

B₁ = E_b^.t³₁^.0.085 = 192.032 МН*м²/пм;

B_f = E₀^.t³₂^.0.085 = 42.432 МН*м²/пм;

B_tot = B₁ + B_f = 192.032 + 42.432 = 234.424 МН*м²/пм;

l - упругая характеристика плиты;

;

α = R_e/l = 0,318/1,306 = 0,244;

По вычисленному значению α находим значение f(α) (единичный изгибающий момент):

f(α)=0,189;

m₁=F_d^.f(α) = 0.318*0.189=0.072 МНм/пм;

где m₁ – момент в расчётном сечении от первого колеса;

Определяем единичные изгибающие моменты m_x(y)I в расчётном сечении от действия 2-го, 3-го, 4-го колёс. Результаты вычисления представлены в таблице 3.

Таблица 3

Абсолютные координаты, м	Приведённые координаты	Единичные изгибающие моменты
xi	yi	ξi	ηi	mxi	myi
	0.89	0.681		0.0242	0.0848
1.4	0.89	0.681	1.072	0.0248	0.00222
1.4			1.072	0.0495	-
			Σ	0.0985	0.0848

Значения m_x(y)i определяются по таблице 2 СНиП 2.05.08-85 (стр. 51) по линейной интерполяции.

ξ₁=0,60; η=0; m_x1 = 0.0338; ξ =0,681, m_x -?

ξ₂=0,70; η=0; m_x2 = 0.0219;

ξ₁=0,60; η=0; m_y1 = 0.0949; ξ =0,681, m_y -?

ξ₂=0,70; η=0; m_y2 = 0.0824;

ξ₁=0; η=1.00; m_x1 = 0.0543; η =1,072, m_x -?

ξ₂=0; η=1.10; m_x2 = 0.0476;

Максимальный изгибающий момент m_x = 0.09854;

m_cmax = m₁ + m_xF_d = 0.11 МНм/пм;

B₁/B_f = 4.526; θ = 0,65;

Коэффициент, учитывающий сжатие плиты при нагружении:

ρ=1-0,167θ=0,891;

МНм/пм;

4.3.3. Определение предельного изгибающего момента

- γ_с – коэффициент условий работы, γ_с=0,9;

- k_u – коэффициент, учитывающий интенсивность движения, k_u =1,08;

МНм/пм;

Условие прочности выполняется с допустимым расхождением в 5%.

4.4. Расчёт на морозоустойчивость

Определяем высоту промерзающего слоя основания:

H_f – глубина промерзания для города Омск.

H_f = 2.2м (см. рис. 3);

T = H_f –(t₁ + t₂ + t₃) = 2.2 - (0.40+0.40+0.35) = 1.05 м;

T/H_f = 0.477.

По вычисленному значению T/H_f определяем коэффициент m_zi, учитывающий снижение интенсивности пучения по глубине:

m_zi = 0,62;

Коэффициент морозного пучения для глины (1 тип гидрологических условий):

k_f = 0.03;

Вычисляем величину равномерного поднятия конструкции при замерзании:

S_f=T* k_f* m_zi=0.0196 м

S_u = 0.02 м – предельная величина равномерного поднятия для жёстких покрытий.

S_u>S_f – условие морозоустойчивости конструкции выполняется.

Дата добавления: 2015-08-21