Основные элементы тоннеля, возводимого горным способом, страница 7

            :   10      .00017    -.00051     .00152 :

            :   11      .00018    -.00040     .00150 :

            :   12      .00021    -.00025     .00147 :

            :   13      .00027    -.00007     .00145 :

            :   14      .00027     .00000     .00144 :

            :   15      .00035     .00000     .00152 :

            :   16      .00060     .00000     .00088 :

            ------------------------------------------

                         РЕЗУЛЬТАТЫ  РАСЧЕТА

=============================================================================

:      :  Зона   :                   :          :          :                :

:      : взаимо- :      Момент       :Нормальная:Поперечная: Эксцентриситет :

:  НН- :действия :       (тм)        :          :          :      (м)       :

:      :с грунтом:                   :   сила   :   сила   :                :

: -НК  :---------:-------------------:          :          :----------------:

:      :Нач.: Кон:В начале : В конце :в элементе:от момента:В начале:В конце:

:      :стер:стер: стержня : стержня :   (т)    :   (т)    :стержня :стержня:

=============================================================================

: 1- 2               17.336   -15.419    -29.004     -3.636   -.5977  -.5316:

: 2- 3               15.419   -10.877    -32.565     -9.118   -.4735  -.3340:

: 3- 4               10.877    -3.533    -40.565    -10.340   -.2681  -.0871:

: 4- 5                3.533     5.321    -50.211    -12.935   -.0704   .1060:

: 5- 6               -5.321    11.463    -60.248     -8.277    .0883   .1903:

: 6- 7       **     -11.463    12.585    -68.053     -1.388    .1684   .1849:

: 7- 8  **   **     -12.585    12.381    -73.537       .260    .1711   .1684:

: 8- 9  **   **     -12.381     7.110    -76.643      5.230    .1615   .0928:

: 9-10  **   **      -7.110     2.679    -77.297      7.089    .0920   .0347:

:10-11  **   **      -2.679     2.049    -77.297      1.009    .0347   .0265:

:11-12  **   **      -2.049     5.464    -77.296     -4.554    .0265   .0707:

:12-13  **   **      -5.464    12.792    -77.296     -9.160    .0707   .1655:

:13-14  **          -12.792    15.498    -77.294    -10.827    .1655   .2005:

:14-15              -15.498    34.820     11.102    -77.289  -1.3959 -3.1363:

:15-16  **   **     -34.820      .000       .000     28.424    .0000   .0000:

6.4. Проверить расчет на прочность сечений обделки по предельным состояниям.

Для поверки прочности сечения конструкции необходимо провести расчет по предельным состояниям. Сущность метода заключается в том, что прочность сечения элементов конструкции устанавливается на основании сопоставления величин, полученных в статическом расчете и предельных усилий, которые способно выдержать, то или иное сечение конструкции. Предельное усилие в сечении зависит от материала элементов, конструкции, геометрических размеров сечения, коэффициент условия работы материала, от эксцентриситета положения нормальной силы.

Расчет проводится по первому предельному состоянию. В данном случае проверяем на прочность. Расчет по второму предельному состоянию производиться в особых условиях.

Проверка конструкций проводится в двух сечениях в шелыге свода и в стене обделки, где эксцентриситет максимальный.

1) Проверка в шелыге свода:

Для проведения расчета необходимо вычислить эксцентриситет.                

                                           е=M/N

В данном случае выбираем эксцентриситет по второй таблице «результаты расчета»

Для первого стержня:               е=0,3247м

Проводим проверку. 

 h=0,4м – толщина обделки.

                                                 е=0,3247>0,45*h=0,18м

Так как эксцентриситет больше чем 0,45*h, то расчет производиться по формуле:

                                6*М/b*h_обд²-N/b* h_обд<1,75*(m/Kn*Nc)*Rp

Kn=1,25, коэффициент надежности, зависящий от важности сооружения.

Nc=1 – коэффициент сочетаний нагрузок

Rp – прочность сечения (выбирается из СНиПа 2.05.0-84, в данном случае для класса бетона В25 Rp=10кгс/см²

m =1 коэффициент условия работ

М – момент в данном сечении

B- толщина сечения

h – высота обделки

N- нормальная сила в данном сечении.

6*11,084/1*0,4²-(-34,136)/1*0,4<1,75*(1/1,25*1)*100

429,304>140

Это условие не выполняется.

В данном случае можно для укрепления конструкции использовать армирование или пластические шарниры.

Второй расчет производится в том стержне, где эксцентриситет наибольший. В данном случае это стержень 2-3

е=0,2514 м

В этом стержне h=0,4м. Проводим проверку:

е=0, 2514                               

 Так как эксцентриситет больше чем 0,45*h, то расчет производиться по той же формуле:

      6*М/b*h_обд²-N/b* h_обд<1,75*(m/Kn*Nc)*Rp>0,45*h=0,18

6*9,423/1*0,4-(-37,481)/1*0,4<1,75*(1/1,25*1)*10²

368,355>140

Делаем дополнительную проверку при толщине обделки h=0,6

е=-0.5977 м

6*М/b*h_обд²-N/b* h_обд<1,75*(m/Kn*Nc)*Rp

6*17.336 /1*0,6²-(-29.004 )/1*0,6<1,75*(1/1,25*1)*10²

337,24>140

Это условие не выполняется ни в одном из расчетов.

Для того чтобы это условие выполнялось необходимо выполнить следующие мероприятия.

1)  В связи с большими эксцентриситетами, в первую очередь, необходимо изменить очертания оси обделки, приблизив ее к кривой давления.

2)  Повысить класс бетона

3)  Армирование конструкции

Дополнительный расчет показал, что увеличение толщины обделки не приводит к увеличению прочности конструкции.  

Список литературы:

1.Храпов В.Д «Тоннели и метрополитены»       изд.Транспорт 1984г

2.СниП 2.05.03-84 «Мосты и трубы»

3.ФроловЮ.С. «Проектирование тоннелей, сооружаемых горным способом»