Приложение 3 (справочное)
Пример расчета. Определение усилий в балках деформации
Необходимо на причальном сооружении из заанкерованного шпунта заменить шпально-балластное основание рельсового пути, воспринимавшего крановую нагрузку К-25, на основание из сборных железобетонные балок под нагрузку К-35.
Из архивных данных установлено, что засыпка пазухи и территория образованы из среднезернистого песка со средним углом внутреннего трения ?? = 32??35??, сцеплением С = 1 кПа и ?? = 1,9 кН/м3.
Относительная плотность сложения песчаного грунта находилась в пределах от 0,6 до 0,85.
Уровень воды находится на 3,15 м ниже отметки территории.
Причал эксплуатируется 23 года.
Принимаем размеры балки: длина 12,5 м, ширина b = I,2 м и высота h = 0,65 м.
Нагрузка на грунтовое основание на уровне подошвы вдоль, балки от веса грунта и железобетонного покрытия территории составляет q = 15 кН/м.
Определяем характеристики грунтового основания после 23 лет эксплуатации причала.
Согласно п. 1.2. определяем
??t = 32??35?? + 0,06??23 = 34??13??
Ct = 1 + 0,04??23 = 1,9 кН/м2
Определяем средневзвешенное значение ??b3b.
??b3b = = 17,5 кН/м3
Принимаем для расчета следующие значения характеристик основания грунта.
?? = 34°; С = 2 кН/м2 = 17,5 кН/м3
D = 0,6 и q = 15 кН/м2
Статический расчет балок на грунтовом основании проводим по программе (см. приложение 1) на принятие характеристики основания и размеры балки. Некоторые результаты расчетов приведены в табл. приложения.
В соответствии РД 31.31.37-78 принимает нагрузку на рельсовый путь по схеме К-35. Собственный погонный вес конструкции составляет 15 кН/м.
В соответствии с п. 3.7 наибольшие нормативные изгибающие моменты в балках находятся при расположении наибольшей нагрузки от ноги крана посередине длины балки и при расположении нагрузки по концам балки.
Наибольшие значения усилий, перерезывающих сил, давлений и деформаций выбираем из таблицы (приложение 2), в которых приведены результаты расчетов. Эпюры изгибающих моментов и деформаций приведены на рис. 6.
Mmax = -783,5 кНм,Mmax = + 481,4 кНм,
Rmax = 300 кПа,Qmax = 454,5 кН.
= 0,076 м, = 0,063 м
Рис. 8
Расчетное значение изгибающих моментов в балке определяют в соответствии с указанием п. 2.8.
Изгибающий момент растягивающей нижнюю грань балки
Мрасч = -mМmax = 1,25??783,6 = -979,5 кНм
Изгибающий момент, растягивающий верхнюю грань балки
Мрасч = +mМmax = 1,0??484,4 = +481,4 кНм
Определяем наибольший уклон рельсового пути
,
где - наибольшая упругая осадка пути, м.
- упругая осадка на расстоянии ?? от наибольшей осадки, м.
?? - расстояние между осями ног крана вдоль пути, м.
Уклон меньше нормативного значения. Высоту балки можно уменьшить.
Определяем усилия, действующие в поперечном направлении балки в соответствии с п. 2.11.
Берем сечение балки, в котором действует наибольшее реактивное давление Rmax, полученное при расчете балки вдоль ее длины.
Принимаем равномерное распределение реакции грунта в поперечном сечении балки с ординатой Rmax кПа.
От этой эпюры определяем изгибающий момент и перерезывающую силу для сечения, в котором полка балки примыкает к ребру.
= -300??1??0,45??0,5??0,45 = 30,4 кН??м на 1 пог. м
Qmax = 300??1??0,45 = 135 кН
Расчетный изгибающий момент Мр в соответствии с п. 2.13 определен по формуле:
= m, кН??м,
где m = 1,25 - 0,35.
В соответствии с п. 1.3 определяем ,
= A??b???? + B??q + Д??с = 890,4 кн/м2
= 0,34
m = 1,25 - 0,35??0,34 = 1,13
= (-1,13)??30,4 кН??м = -34,4 кН??м
Определение наибольших остаточных деформаций.
Перед сдачей путей в эксплуатацию проводят обкатку их кранами. Для этого случая остаточные деформации определяют от веса крана при отсутствии пригрузки основания около балок.
Расчетами определены остаточные деформации от первого загружения Унеобр = 0,8 см.
После 30 проходов крана остаточные осадки составят
= n?? = 1,5??0,8 = 1,2 см
В процессе эксплуатации под нагрузкой К-35 остаточные деформации должны составить:
= 1,5(Уобщ - Уупр) = 1,5(7,6 - 6,3) = 1,95 см,
но из этого значения необходимо вычесть осадки, проявившиеся при обкатке рельсовых путей.
Тогда при эксплуатации следует ожидать необратимые осадки равные
= 1,95 см - 1,2 см = 0,75 см.
СОДЕРЖАНИЕ
|
1. Характеристики грунтового основания1 2. Расчет конструкций3 3. Конструирование и подготовка основания5 Приложение 1. Нормативные характеристики грунтового основания, образованного при строительстве6 Приложение 2. Примеры расчета сборных конструкций балок, выполненных по комбинированной модели основания13 Приложение 3. Пример расчета. Определение усилий в балках деформации23 |
