Файл: Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 226
Скачиваний: 2
(рис. 4 . 5 ) , когда плотной постелью охватывается четвер тая часть поверхности трубы. Лотковая опора трубопро вода необходима, если земляную подсыпку уплотняли
Рис. 4.6. Схема приложения различных нагрузок, принятых
врасчете напорных самонапряженных труб
а— собственный вес; б — давление земли; в — вес воды, заполняющей
трубу; г —давление воды; д — преднапряженне; е —суммарная нагруз ка в сечении трубы
трамбованием, укаткой или поверхностным выбрированием грунта; она не нужна, если засыпка уплотняется насыщением грунта водой или вибрированием. В скаль ном и слабом грунте траншею отрывают глубже, чем
187
с» |
Т а б л и ц а 4.3. |
К расчету |
усилий |
в стенках |
напорных труб |
|
Усилия |
Нагрузки от веса |
|
|
У п)л 0 |
|
|
0° |
| 105° |
|
150° |
| 180° |
||
|
|
|
||||
|
|
Коэффи циент |
х |
|
|
|
Изгибающий мо |
Собственного |
—0,070 |
+0,088 |
— |
—0,122 |
|
мент М, кг-м |
конструкции |
|
|
|
|
|
|
Земли |
—0,067 |
+0,08 9 |
|
—0,126 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воды |
' — 0,07 0 |
+0,088 |
|
—0,122 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сила N, кгс |
|
Коэффи циент |
у |
|
|
|
Собственного |
|
|
|
— |
|
|
|
конструкции |
- 0 , 0 6 1 |
+0,297 |
+0,207 |
||
|
.Земли |
+0,383 |
+0,539 |
|
+0,327 |
|
|
Воды |
—0,220 |
—0,062 |
|
—0,272 |
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
Коэффр циент z |
|
|
||
Формулы
JW(2"400-2W tf)
xr (1600+320 — |
) Н Df |
xr (1000 |
nrl) |
у (2400-2 ял tf)
н
у (1600+320 |
—)HDS |
у (1000 я ^ )
Срез Q, кгс |
Собственного |
|
|
конструкции |
0 |
|
Земли |
0 |
|
Воды |
0 |
П р и м е ч а н и е . |
Я — высота земляной |
насыпки над шелыгон |
—0,017 |
—0,259 |
О |
—0,010 |
—0,273 |
О |
|
||
—0,017 |
—0,259 |
|
в м; Df — внешний диамет
z (2400-2ял tf)
н
г (1600+320 • ) HDf
Df
г (1000 nrl)
трубы в м.
указано на чертеже, и частично заполняют грунтом, В этом случае характерные наибольшие изгибающие мо менты, действующие на трубу, будут находиться после довательно в точках, расположенных под углом 0, 105, 150 и 180° С от шелыги (рис. 4.6). В табл. 4.3 приведены все необходимые расчетные формулы и соответствующие коэффициенты к ним, характеризующие каждое рас сматриваемое сечение в трубе и дающие возможность подсчитать действующие нагрузки во всех ее характер ных сечениях.
В результате рассмотрения расчетной эпюры распре деления изгибающих моментов от суммарных нагрузок, действующих на трубу, можно всегда найти два сечения
стенок трубы, в которых |
будут действовать наибольшие |
|||||
изгибающие моменты М т |
и М\ |
разных знаков |
и |
соот |
||
ветственно им будут величины продольных сил Nr |
и N'r. |
|||||
Расчет сведется к определению размеров сечения |
(тол |
|||||
щины |
стенки) трубы |
по формулам (4.1 ' ) , (4.2') |
и |
(4.9) |
||
и ее |
напряженного |
армирования |
при 'заданных |
величи |
||
не энергии самонапряжения Об и марке бетона |
на |
рас |
||||
тяжение R^. Для прямоугольного |
сечения стенки трубы |
|||||
числовые коэффициенты при указанных выше условиях
Л = Л Г = 0 , 2 9 и Б=Б1=0,67. |
Для |
получения надлежа |
|||||
щего |
защитного слоя арматуры |
труб |
рекомендуется |
||||
принимать |
б п = 0 , 2 , |
б,', = 0 , 8 . Подставляя |
указанные зна |
||||
чения |
в расчетные |
формулы (4.1) — (4.4), получим |
А = |
||||
= 0,2; 0 = |
0,17: ' |
|
|
|
|
|
|
|
ф > = |
г . з ^ . . 6 « ; + |
. , « , + . , , ш ; _ _ 0 8 5 ; |
( 4 П |
|||
Следовательно, для гладких напорных самонапря женных труб любого диаметра имеются три расчетных
уравнения — (4.1 " ) , (4.2") |
и |
(4.9). При заданных марке |
|||
напрягающего |
бетона |
Rv |
на |
растяжение, |
величине са |
монапряжения |
Рб и |
при |
& = |
100 см (1 |
пог. м трубы) |
нужно найти толщину стенки h, см, и усилия в самона
прягаемых арматурах Nn = о р н 9 с и |
N'H =rj^91* при нуле |
вом напряжении в бетоне стенки |
трубы. Необходимое |
количество арматуры и ее марку определяют по форму лам (4.7) и (4.8).
189
Целесообразно выбирать для оамонапряжения такой класс арматуры, чтобы i?" было бы значительно больше
Пример расчета и подбора сечения самонапряжен ной напорной трубы диаметром 800 мм на рабочее дав
ление 5 |
атм. Параметры трубы |
(рис. 4.7, а ) : г = 0 , 4 7 м, |
||
г 0 = 0 , 4 |
м, £>/=0,94 м, / г = 4 м, |
г"б=0,07 |
м; напор равен |
|
5 кгс/см2=50 |
тс1м2. Предполагаемое |
самонапряжение |
||
бетона трубы 06 = 60 кгс/см2. |
|
|
||
|
|
5) |
|
»~-15.88 |
Рис. 4.7. Самонапряженная труба диаметром 800 мм
а — размеры и условия залегания в земле; б — схема распределения из гибающего момента в стенках
Рассматриваются наиболее характерные сечения трубы под углами от шелыги 0, 105 и 180°; расчетными являются сечения под углом 105 и 180° (рис. 4.7,6). Ве личины усилий приведены в табл. 4.4.
Т а б л и ц а |
4.4. Изгибающие моменты и нормальные усилия М |
и N, |
||||||
действующие в сечении самонапряженной трубы диаметром 800 |
мм |
|||||||
|
при Н—4 |
м и напоре |
5 атм |
|
|
|
||
Сечение |
|
От |
веса |
|
|
От внут |
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
|||
под углом |
трубы |
земли |
воды |
реннего |
||||
|
давления |
|
|
|||||
|
Изгибающие |
моменты в тс-м |
|
|
|
|||
105° |
+0,0206 |
+ 0 , 4 6 |
+0,021 |
— |
+0,5 0 |
|||
180° |
—0,0285 |
—0,655 |
—0,029 |
|
—0,715 |
|||
|
|
Продольные |
усилия |
в тс |
|
|
|
|
105° |
+ 0 , 1 5 |
+ 5 , 4 |
—0,31 |
—20 |
—14,76 |
|||
180° |
+0,104 |
+ 3 , 6 3 |
—0,136 |
—20 |
—16,41 |
|||
190
|
Изгибающие и продольные усилия при коэффициен |
|||||||
те |
перегрузки |
1,2 |
будут |
М т |
= 0,86 тс-м; |
Л/х = |
19,7 тс; |
|
М\ |
= 0 , 6 0 тс-м; N\ = 1 7 , 7 |
тс. Принимают |
марку |
бетона |
||||
600, для которой Rp=0,021 |
тс/см2. Подставляют в вы |
|||||||
ражения (4.9), |
(4.1") и |
(4.2") |
значения нагрузок: |
|||||
|
|
ь + 1 |
= - f - = 2 ' 8 5 ; |
|
( 4 - 5 " } |
|||
|
|
|
2 |
41 |
9 |
84 |
|
|
|
|
^ , |
= w + |
^ r ~ ° ' 8 5 ; |
|
( 4 - 6 ) |
||
Подставляют (4.1") и (4.2") в (4.9):
|
|
+ |
|
= ^ |
+ ^ - 1 , |
7 |
= |
2,85. |
|
||||
Вводя значения |
93с* и 9 i , получают: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
4,52 |
+ _ |
J M 7 _ |
_ _ 1 |
; 7 |
= |
|
2 ; |
8 |
5 . |
|
|
|
|
/г2 -0,021 |
100/1-0,021 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
после приведения: 9,55/г2 —19,87Л |
—4,52-100 = |
0 |
|||||||||||
|
, |
+ 19,87 ± V 19,872 + |
4,455-9,55 |
= |
Q |
о |
„ „ |
|
|||||
|
IX =• — |
|
• |
29,55 |
|
|
|
|
См. |
||||
Следовательно, |
|
|
|
будут |
93? = 1,35 тс • м |
||||||||
|
мультипликаторы |
||||||||||||
и 9? = |
16,8 тс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилия в арматуре при нулевом напряжении в бето |
|||||||||||||
не будут: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nn |
= |
obH9c- = |
H i l l |
+ 9,84 — 0,85 • 16,8 = |
25,5 |
tnc; |
|||||||
|
|
4 |
|
0,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N' |
= |
TJ/9? = |
|
+ |
10,03 — 0,85 -16,8 |
= |
22,53 |
mc. |
|||||
II |
|
i H |
0 |
0 8 |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимая |
площадь |
армирования |
|
|
обеих зон |
||||||||
стенки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FH |
= |
|
^ |
= 5,3 см2; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
0,9 - 0,9 - 5,5 + |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F' |
= |
|
^ |
= |
4,7 |
см2. |
|
|
|
||
|
|
н |
|
0,9 - 0,9 - 5,5 + |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимый коэффициент армирования сечения:
|
_ ^ н _ 5 , 3 + 4,7 |
|
Г |
F6 |
8-100 |
|
|
|
191
