В программе статического расчета крепи (приложение 2) исполь зуется нестандартная подпрограмма решения линейных алгебраи ческих уравнений (приложение 4), которая служит для решения системы линейных алгебраических уравнений, если коэффициенты при неизвестных в одном из уравнений могут отличаться более чем в ІО7 раз. Эту подпрограмму необходимо «прошить» в ЭВМ «Наири». Если указанные в табл. 4 адреса 14376—14499 в машине уже заняты, следует поместить подпрограмму (приложение 4) на любое свобод ное место в машине, изменив соответственно номера команд и испра вив в основной программе (приложение 2) команду обращения к подпрограмме решения системы:
Использование подпрограммы производится в соответствии с ин струкцией по использованию стандартной подпрограммы решения системы линейных уравнений, которая содержится в III томе прило жения к ЭВМ «Наири», при этом необходимо иметь в виду следующее. При работе в режиме автоматического программирования {ап), после того как будут введены коэффициенты и свободные члены сис темы, начиная с 64п и напечатана на аппарате РТА буква «ш», вместо задания 7688м (где 7688м является начальным адресом стан дартной программы решения уравнений) вводится 14336м. При работе в универсальном режиме вместо обращения м7723м (началь ный адрес стандартной подпрограммы) следует обращаться к м14376м.
Проверка прочности элементов бетонной крепи и железобетонной крепи с жесткой арматурой
Расчет бетонных элементов крепи, работающих на внецентренное сжатие, необходимо производить только по условию прочности на сжатие, так как при возникновении трещин растяжения изгиба ющие моменты в крепи резко снижаются. Определение предельной нормальной силы в расчете на 1 м (вдоль выработки) крепи произво дится по формуле
|
|
ту |
8QRnd |
(32.20) |
|
|
|
1 + 2-^- |
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
где |
„ |
м пт |
(32.21) |
|
°~ |
Nnm • |
|
|
|
Нормальная сила получается в кгс при подстановке в формулу (32.20) значений Ди в кгс/см2, d и е0в см. Для упрощения вычислений построена номограмма (рис. ИЗ), в которой предельная нормальная сила определяется в относительных величинах N jBa. Эксцентриси тет также подставляется в виде относительной величины e0ld.
Расчет железобетонных элементов с жесткой арматурой произво дится в зависимости от эксцентриситета продольной силы.61
Рис. 113. Номограмма расчета бетонных элементов крепи на прочность
Рис. 114. Схема к расчету прочности железобетонной крепи с жесткой арматурой:
а — большой |
эксцентриси |
тет; б — малый |
эксцентри |
ситет
В случае большого эксцентриситета (рис. 114, а)
предельная нормальная сила (N) определяется из условия предель ного состояния (напряжения в арматуре достигают расчетного сопротивления стали, а в бетоне — в сжатой зоне — расчетного сопротивления бетона на сжатие при изгибе) по формуле
^ ^ |
[ * - |
2«б ( г - X ) |
|
_ 0,01)] 100ЯИ, |
(32.23) |
где п — число |
рам |
жесткой |
арматуры на |
1 м длины |
выработки; |
б — толщина стенки двутавра, |
см; х — высота сжатой зоны бетона: |
X — — а |
|
|
Даж |
1,17ІЕА+ 2бг (в 0- у ) |
(32.24) |
|
|
|
|
|
|
|
100ДИ |
1 +2 |
Даж |
пб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 Ди |
|
|
|
|
|
eo-0 ,5 d + 2 |
Даж |
nè (е0— г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
ЮОДи |
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ 2 |
Даж |
геб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЮОДи |
|
|
|
|
Яаж — расчетное сопротивление |
жесткой |
арматуры. |
программе |
Расчеты |
можно |
производить |
на |
ЭВМ |
«Наири» |
по |
(приложение |
5). |
|
|
|
|
|
|
|
|
В случае |
малого эксцентриситета продольной силы (рис. 114, б) |
|
|
|
е0<+0,6d |
|
|
|
|
|
расчетная формула для предельного значения нормальной силы имеет вид:
40г2Д и+ гаДаж — (Даж — Ди) |
|
------------------ К---------------' |
(32-25) |
е° + т |
|
где h — высота стенки спецпрофиля.
Расчет можно производить на ЭВМ «Наири» по программе (при ложение 6).
§ 33. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА МОНОЛИТНОЙ КРЕПИ
Ниже рассмотрены три примера расчета монолитной бетонной и железо бетонной замкнутой и незамкнутой крепи капитальных выработок угольных шахт на участках замерных станций ВПИМИ [18, 56], где производилось измерение нормальных к поверхности крепи нагрузок и испытание пород. Расчет произво дится по известным (измеренным) нормальным нагрузкам (вторая расчетная
схема).
В соответствии с рекомендациями СНиП II —М. 4—65 в расчетах учитывается коэффициент условий работы т р — 0,8.
Расчет крепина участке замернойстанции№2 на шахте «ЩегловскаяГлубокая», горизонт 915 м.
Замерная станция оборудована в однопутевой выработке сечением 6,6 м2. Крель железобетонная (постоянной толщины d = 0,26 м) с жесткой арматурой (двутавр № 20, ст. 3), установленной через 0,25 м (п = 4). Бетон М 200. В рай оне замерной станции кровля и частично бока выработки представлены алевро литами (Е = 2,71 • 10е тс/м2, ц = 0,39), в подошве залегают аргиллиты (Е = = 1,35ІО6 тс/м2, ц = 0,33). Слой забутовки составляет 20 см.
Рис. |
115. Эпюра нормальных измеренных нагрузок на |
Рис. 116. Расчетная схема крепи |
крепь |
капитальной |
выработки (шахта «Щегловская- |
капитальной выработки (шахта |
|
|
Глубокая»): |
«Щегловская-Глубокая» ) |
1 — состояние на |
25/ѴІ |
1962 г.; 2 — состояние на |
|
|
|
18/Х |
1962 г. |
|
Наблюдения на замерной станции показали, что первые трещины в крепи начали появляться 25/ѴІ 1962 г. В октябре 1962 г. в своде и в боках появились зоны разрушения бетона и искривления двутавровых рам (рис. 115).
Расчет крепи производится на нагрузки, соответствующие двум моментам времени: 25/ѴІ 1962 г. и 18/Х 1962 г. Исходная информация для расчета крепи на участке замерной станции представлена в табл. 37. Расчетная схема пока зана на рис. 116, расчетные эпюры нормальных нагрузок — на рис. 117. Ре зультаты расчета крепи и решение системы уравнений на участке замерной станции ВНИМИ (шахта «Щегловская-Глубокая») представлены в табл. 38 (до разрушения и после разрушения бетона в крепи). Эпюры расчетных усилий в крепи показаны на рис. 118.
Проверка прочности сечений железобетонной крепи с жесткой арматурой на участке замерной станции показана в табл. 39. При нагрузках по состоянию
на 25/V1 |
1962 г. крепь |
но разрушается { N ^ > N nm). |
При нагрузках, соответ |
ствующих замеру 18/Х |
1962 г., в узле 01 условие |
прочности не выполняется |
на 61%, |
в узле 02 — на 33%, что подтверждается |
и |
наблюдениями. |
Рис. 117. Эпюры |
распределения |
нормаль |
Рис. 118. Эпюры изгибающих |
моментов и нор |
ных (измеренных) |
и касательных (полу |
мальных сил в сечениях |
крепи |
(шахта «Щег- |
ченных в результате расчета) нагрузок на |
ловская-Глубокая» ): |
участке |
замерной |
станции |
(шахта «Щег- |
1 — состояние на |
25/YI |
1962 г.; 2 — состоя |
|
|
ловская-Глубокая» ): |
|
|
|
|
ние на 18/Х 1962 |
г. |
1 — состояние на |
25/ѴІ |
1962 г.; 2 — со |
|
|
|
|
|
|
|
стояние на 18/Х 1962 г. |
|
|
Т а б л и ц а 39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Узлы расчетной схемъ |
(рис. |
116) |
|
|
|
Расчетные |
|
|
01 |
02 |
|
|
31 |
|
величины |
|
|
|
|
|
|
|
25/ѴІ 1962 г. |
18/Х 1962 г. 25/ѴІ 1962 г. |
18/Х |
1962 |
г. |
18/Х 1962 г. |
е 0, |
см |
. . . . |
21,4 |
25,4 |
34,3 |
38,0 |
|
11,5 |
п |
.................... |
4 |
|
4 |
4 |
4 |
|
4 |
г, |
см |
. . . . |
16 |
16 |
16 |
16 |
|
16 |
X, |
см |
. . . . |
13,4 |
12,3 |
10,8 |
10,4 |
|
15,6 |
пті КГС . . . |
71 351 |
112 563 |
47 І41 |
60 572 |
|
92 144 |
N , |
кгс . . . . |
83 022 |
69 624 |
50 771 |
45 590 |
|
142 906 |
Расчет крепи на участке замерной станции ВНИМИ (шахта «Красная Звезда»)
Замерная станция оборудована в камере электровозного гаража околоствольного двора горизонта 770. Крепь — железобетонная (постоянной толщины 0,20 м) с жесткой арматурой в виде двутавровых рам (двутавр № 20, ст. 3) с шагом 0,25 м (п = 4). Бетон М 200.
