Глава 3.
Расчет стоечной
опоры
3.1. Сбор нагрузок действующих на опору
Нагрузки от веса элементов опоры и фундамента приведены
в таблице 3.1
Объем |
уд. вес |
полный вес |
|||
Ед.изм. |
кол-во |
т/м3 |
т |
||
1 |
Вес ростверка |
М3 |
20.97 |
2.5 |
52,27 |
2 |
Вес стоек |
М3 |
44,24 |
2.5 |
110,06 |
3 |
Вес распорки |
М3 |
11,4 |
2.5 |
28,5 |
Итого |
451,8 |
- от временной нагрузки 131,53тс
Нормативная продольная нагрузка от торможения принимается равной 50% от веса равномерно распределенной части нагрузки АК
Т = 0,5 . 1,2 . 1,1 . 126 = 58,2тс.
По СНиП 2.05.03-84* принимаем Т = 2,5 К = 2,5 . 11 = 27,5тс.
Нормативная продольная нагрузка от трения в подвижных опорных частях.
Fтр- принимаем в виде горизонтального продольного реактивного усилия и определяем по формуле Fтр=mR,
где R =329.9тм - опорная реакция взята из расчета “BALKA”
m - нормативная величина коэффициента трения в опорных частях при их перемещении, принимаемая равной средней величине из визможных экстремальных значений. Величины возможных max и min коэффициентов трения следует принимать соответственно равными для катковых, секторных или валковых опорных частей – 0.040 и 0.010.
m=(0.04+0.01)/2=0,025
Fтр=0,025*329,9=8,25тс
Нормативная ледовая нагрузка
Предел прочности льда при отсутствии опытных данных допускается принимать для III района сттраны:
- предел прочности льда на раздробление Rz =KRz1=1.57*45=78.75т/м2 (при первой подвижке)
-предел прочности льда на изгиб Rm=0.7* Rz=0.7*78.75=55.12 т/м2
Равнодействующую ледовой нагрузки необходимо прикладывать в точке, расположенной ниже расчетного уровня воды на 0.3t, где t – расчетная толщина льда, принимаемая равной 0.8 от max за зимний период.
Нагрузку от движущихся ледяных полей на опоры мостов принимаем по min значению из определяемых:
-при поррезании опорой льда
F1=Y1Rzbt
-при остановке ледяного поля
F2=0.4nt Y2ARz
Где Y1, Y2 – коэффициенты формы в денном случае 0.9, 2.4
b – ширина опоры на уровне действия льда
t – толщина льда
n - скорость движения ледяного поля
А – площадь ледяного поля принимаемая
А=10tRm=10*1.35*55.125=744.2 м2
F1=0,9*78,75*1,22*1,35*0,8=93,35т
F2=0,4*0,5*0,8*1,35 2,4*744,2*78,75=81,04т
К расчету принимаем Fт=81.04т
Нормативное значение Fт=97.0т
Определение усилий в элементах опоры.
I сочетание нагрузок (вдоль моста)
Определение усилий в элементах опоры производим с использованием программы “BEZROS”
Подготовка исходных данных:
При расчете буровых свай глубину следует принимать равной a/2 м,
где К – коэффициент пропорциональности равный 600
b – условная ширина сваи, равная 1.5*1,5+0,5=2,5м
g - коэффициент условий работы
Е – модуль упругости бетона равный 3060000
I – момент инерции поперечного сечения сваи равный 0.248м4
В результате расчета a=0.286
Положение заделки получаем 2/0,286=7м
Нормативные значения усилий
N=Nп+Nn=547.7+131.5=679.2т
М=Fт*H=27.5*9.45=259.8т/ м2
Жесткости элементов: EF1=1.17*3060000=35802000т EI1=333540
EF2=1.77*3060000=5416200т EI2=758880
Расчетные значения усилий
N=602.5+155.1=757.6т
М=27,5*08*9,45=207,9 т/ м2
IV сочетание нагрузок (поперек моста)
Усилия определяются также по программе “BEZROS”
Подготовка исходных данных:
Нормативные значения усилий
N1=313.0т
N2=363.0т, где N1 и N2 - опорные реакции по программе “BALKA”
F=81.0т – нормативная ледовая нагрузка
На ригель действует равномерно-распределенная нагрузка в виде собственного веса ригеля p=(0.9*2.3*10.1*2.5*2.5)/10.1=5.17т/м
На распорку действует равномерно-распределенная нагрузка в виде собственного веса распорки p=(1,0*1,5*7,6*2.5)/7,6=3,75т/м
Вес опоры учтен в виде сосредоточенных нагрузок, приложенных к узлам рамы. P=27т – от веса стойки
P=50т – от веса сваи
Рис.3.2 Расчетная схема.
Жесткости элементов:EF1=2,07*3060000=6334200 EI1=241678
EF2=1.17*3060000=35802000т EI2=333540
EF3=1,5*3060000=4590000 EI3=859860
EF4=1.77*3060000=5416200т EI4=758880
Расчетные значения усилий
N1=354.0т
N2=403.0т, где N1 и N2 - опорные реакции по программе “BALKA”
F=97.0т – нормативная ледовая нагрузка
На ригель действует равномерно-распределенная нагрузка в виде собственного веса ригеля p=(0.9*2.3*10.1*2.5*2.5)/10.1*1,1=5.698т/м
На распорку действует равномерно-распределенная нагрузка в виде собственного веса распорки p=(1,0*1,5*7,6*2.5)/7,6*1,1=4,098т/м
Вес опоры учтен в виде сосредоточенных нагрузок, приложенных к узлам рамы. P=30т – от веса стойк P=55т – от веса сваи
3.2. Расчет тела опоры
Расчет сечений бетонных опор ведется по прочности и трещиностойкости.
Расчет стойки
Расчет стойки поперек моста (поIV сочетанию нагрузок)
В результате расчета по программе “BEZROS” продольная сила, действующая на стойку N=129.0т, M=105.9тм изгибающий момент при расчете на трещиностойкость, т. к. тращиностойкость является определяющим показателем .
где М и N—соответственно изгибающий момент и продольная сила в сечении при расчетах на трещиностойкость.
К расчету принимаем момент, полученный подробным рассмотрением его положения , т. к. М=105.3тм находится на оси и восприниматся не только стойкой, но и распоркой, примем истинное значение момента ниже оси на 1метр при этом момент равен 84.3тм.
Схема определения истинного изгибающего момента.
§ Трещиностойкость
Для расчета железобетонных сечений стойки воспользуемся программой “BETON”.
Подготовка исходных данных:
Сечение стойки примем диаметром 0.61м, арматуры Æ32мм, 46 стержней в 2 ряда.
В результате расчета данное сечение при продольной силе N=129.0т выдерживает изгибающий момент М=91.9тм>84.3тм проверка выполняется.
§ Прочность.
Внецентренно сжатые элементы рассчитываются по прочности.
Проверку по прочности проводим аналогично, но с использованием расчетных значений нагрузок N=144т, М=126.4тм. Проверяем тоже поперечное сечение стойки.
В результате расчета данное сечение при продольной силе N=144т выдерживает изгибающий момент М=509,03тм>126,4тм проверка выполняется.
Расчет стойки вдоль моста (поI сочетанию нагрузок)
В результате расчета продольная сила, действующая на стойку N=692,7т, M=207,9тм изгибающий момент при расчете на трещиностойкость. Для расчета железобетонных сечений стойки воспользуемся программой “BETON”, проверив тоже сечение получаем, что стойка при N=693т выдерживает М=224тм >207.9тм проверка по трещиностойкости выполняется. Ввиду того , что расчет по трещиностойкости является определяющим, проверку по прочности можно не проводить, она заведомо выполнится с запасом.
Расчет ригеля.
В результате расчета плоской рамы по программе “BEZROS” и сопоставлению нагрузок N M расчет армирования ведем по N=24.6т
М=-47,7тм - по трещиностойкости, N=27.48т М=-50.69тм по прочности.
Значение М принимаем также как при расчете стойки.
Для расчета железобетонного сечения ригеля воспользуемся программой “BETON”.
Подготовка исходных данных:
сечение ригеля
В результате при расчете на трещиностойкость данное сечение при силе N=24.6т имеет допустимое значение момента М=52.31тм > 47.7тм проверка по трещиностойкости выполняется.
В результате расчета на прочность сечение ригеля с данным армированием при силе N=27,48т имеет допустимое значение момента М=463,3тм > 69,43тм проверка по трещиностойкости выполняется.
Арматуру в растянутой зоне принимаем 1 ряд Æ 32 12 стержней.
Схема расположения арматурных стержней.
Расчет фундамента опоры
В данном случае целесообразно применять свайный фундамент в виде буронабивных свай, т. к. нагрузку от сооружения необходимо передавать на глубоко залегающий слой малосжымаемый грунт.
Анализируя геологическое строение участка строительства, таким является слой алевролитов.
Номер слоя |
Мощность слоя, м |
Геологический индекс |
Нормативные характеристики |
|||||||
gs, т/м3 |
E0 МПа |
Sr |
e |
n |
C, МПа |
jо |
R, МПа |
|||
1 |
14,9 |
аQ4 |
2,00 |
200 |
0,70 |
0.55 |
0,15 |
21,0 |
||
2 |
7,0 |
LgQ3 |
2,10 |
0.35 |
10,0 |
Буронабивные сваи изготовляют в заранее пробуренных скважинах с Æ 1.5м без уширения. Они рекомендуются в условиях, когда погружение свай и свай-оболочек затруднено из-за наличия слоев глинистых грунтов твердой консистенции.
Проектируемая опора имеет однорядный свайный фундамент.
Расчет однорядного свайного фундамента ведется на нагрузки, действующие в плоскости перпендикулярной плоскости ряда. Действующие нагрузки определены по программе “BEZROS”
Несущая способность сваи по грунту проводится с использованием программы “PILE”.
При этом в качестве загружений рассматривались различные сочетания нагрузок (по СНиП 2.05.03-84*).
Усилия, которые возникают в сваях от нагрузок, действующих вдоль и поперек оси моста, необходимо суммировать.
Максимальная расчетная нагрузка на голову сваи составила:
N=422.35т > 375.6т
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.