Страница 3: ВСН 31-68. Технические указания по проектированию и строительству сборных покрытий из преднапряженных железобетонных плит для аэродромов классов Б и В ГА (45835)

 - единичный изгибающий момент, определяемый по графику (рис. 9) в зависимости от приведенного радиуса отпечатка пневматика λ = R / l;

l - упругая характеристика плиты, равная

Расчетные изгибающие моменты на краю, углу и других точках плит покрытия определяются по формуле:

                                                        (7)

Значения коэффициента К принимаются по рис. 10.

48. Жесткость предварительно напряженных сечений плит принимается равной цилиндрической:

                                                         (8)

где b - расчетная ширина сечения;

h - толщина плиты;

μб - коэффициент Пуассона материала плиты.

Рис. 9. Значения изгибающего момента  в зависимости от приведенного радиуса λ = R / l

Жесткость сечений, армированных ненапрягаемой арматурой определяется по формуле:

                                            (9)

где Fa - площадь сечения арматуры растянутой зоны плиты;

h0 - рабочая высота сечения;

X - высота сжатой зоны сечения, вычисляемая по формуле:

                                               (10)

где

коэффициент армирования - μ = Fa / (bh0),

ψб - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего волокна сжатой грани сечения на участке между трещинами, принимаемый по табл. 4.

Таблица 4

ψa - коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона между трещинами, определяемый по формуле:

                                                (11)

S - коэффициент, характеризующий профиль арматурных стержней, принимаемый равным: 1,1 - для стержней периодического профиля; 1,0 - для гладких стержней;

z1 - расстояние от центра тяжести сечения арматуры растянутой зоны до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения (над трещиной), определяемое по формуле:

z1 = (1 - 0,5ε)h0,                                                            (12)

ε - относительная высота сжатой зоны бетона в сечении с трещиной, определяемая по формуле:

                                                         (13)

m - коэффициент условий работы конструкции, принимаемый по табл. 5.

Рис. 10. Значения переходных коэффициентов К для плит сборных покрытий

а - для положительных моментов; б - для отрицательных

Значение коэффициента ψa при расчете покрытия на прочность принимается не менее 0,2 и не более 0,55.

При расчете по раскрытию трещин сечений, армированных ненапрягаемой арматурой, значение коэффициента принимается равным 1.

Таблица 5

Значения коэффициента условий работы

При расчете по образованию трещин сечений, армированных проволочной напрягаемой арматурой, коэффициент условий работы уменьшается на 15 %.

При расчете сборных покрытий с последующим поперечным обжатием коэффициент условий работы увеличивается на 10 %.

49. При расчете по образованию трещин предварительно напряженных сечений должно соблюдаться неравенство:

Мр ≤ Мт = m(γ'Rти · W0 + Мяоб),                                                 (14)

где Rти - расчетное сопротивление бетона растяжению при изгибе определяется по табл. 1;

W0 - упругий момент сопротивления сечения;

γ' - коэффициент, учитывающий зависимость упругопластического момента сопротивления от формы сечения, принимается равным: 1,0 - для плит сплошного сечения; 0,8 - для многопустотных плит;

m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 5, в зависимости от интенсивности эксплуатации аэродрома.

Мяоб - момент равнодействующей усилий N0 в нижней и верхней напрягаемой арматуре относительно оси, нормальной к плоскости изгиба и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от зоны сечения, трещинообразование которой проверяется.

Значение Мяоб определяется по формуле:

Мяоб = (Fнσн + Fн'σн')(zя ± е0)mт,                                           (15)

где Fн, Fн' - площадь сечения соответственно нижней и верхней напрягаемой арматуры;

σн, σн' - напряжение соответственно в нижней и верхней арматуре с учетом потерь;

zя - расстояние от ядровой точки до центра тяжести сечения;

е0 - эксцентриситет приложения равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре относительно центра тяжести сечения;

mт - коэффициент точности напряжения арматуры.

50. Значения потерь предварительного напряжения арматуры принимаются по таблице 14 СНиП II-В1-62.

51. Величина контролируемого предварительного напряжения арматуры принимается равной:

- для арматурной стали классов Ав-III, А-IV

σн = σн' = 0,9Rна,

- для арматуры из высокопрочной проволоки

σн = σн' = 0,65Rна,

Rа, Rна - нормативное сопротивление арматуры, принимаемое по табл. 2.

52. Коэффициент точности предварительного напряжения арматуры при механическом, электротермическом способах натяжения принимается равным 0,9.

При электротермическом способе натяжения арматуры коэффициент точности определяется по формуле:

                                                 (16)

но не более 0,9,

где ΔР - верхнее и нижнее предельное отклонение заданного напряжения арматуры;

nc - количество стержней напряженной арматуры.

53. Предельное неравенство при расчете прочности сечений, армированных ненапрягаемой арматурой, имеет вид:

Мр ≤ mFаRаz1,                                                               (17)

54. Ширина раскрытия трещин в сечениях армированных ненапрягаемой арматурой, определяется по формуле:

                                                                   (18)

где σa - напряжение в арматуре, определяемое по формуле:

                                                                 (19)

Значение Мр в формуле (19) определяется с учетом коэффициента Ку, который принимается по рис. 7 при жесткости Ву, вычисленной по формуле при ψа = 1,0.

lт - расстояние между трещинами:

                                                           (20)

где И = Fa / Sa,

Sa - периметр сечения арматуры;

к'1 - коэффициент определяемый по формуле:

                                                   (21)

η1 - коэффициент, принимаемый равным:

- для арматуры периодического профиля η1 = 0,7;

- для гладких стержней η1 = 1,0;

- для сварных сеток из холоднотянутой проволоки η1 = 1,25.

55. Ширина раскрытия трещин не должна превышать 0,3 мм.

Особенности расчета толщины упрочненных искусственных оснований под плиты сборных покрытий

56. Расчет требуемой толщины искусственного основания, при заданной конструкции плиты сборного покрытия, производится в следующей последовательности:

а) требуемое увеличение коэффициента постели основания (Cтр / Со) определяется по графику*) (рис. 11) в зависимости от отношения Мр / Мт и относительного радиуса отпечатка пневматика λ;

*) По графику (рис. 11) определяется Cтр / Со при расчете покрытий на одноколесную опору. При расчете покрытий на опоры с другим числом колес, требуемое увеличение коэффициента постели устанавливается методом последовательного приближения.

Рис. 11. Номограмма для определения Cтр (цифры на кривых указывают величины приведенного радиуса λ = R / l)

Мр - момент в плите на грунтовом основании от нагрузки при наиболее невыгодном ее загружении.

Мт - вычисляется по формуле (14).

Требуемый коэффициент постели определяется по формуле:

Стр = Со(Cтр / Со);                                                         (22)

Со - расчетный коэффициент постели грунтового основания;

б) вычисляется требуемый эквивалентный модуль деформации основания

                                                     (23)

в) определяется условный диаметр круга передачи нагрузки от покрытия на основание

                                                             (24)

где

Кw - определяется по рис. 8;

г) вычисляется модуль деформации грунта по формуле:

                                                           (25)

д) назначается материал искусственного основания и по табл. 8 - 11 определяется значение его модуля деформации Е1;

Рис. 12. Диаграмма для определения d / h в зависимости от отношений Еосн / Е0 и Еэкв / Е0 (цифры на кривых указывают Еэкв / Е0)

е) по диаграммам (рис. 12, 13) предварительно устанавливается требуемая относительная толщина искусственного основания d / h и определяется коэффициент повышения модуля деформации грунта за счет увеличения площади передачи на него нагрузки при устройстве искусственного основания - Кгр.

Если по диаграмме Кгр оказывается больше 3, его значение принимается равным 3;

ж) по диаграмме (рис. 12) вновь определяется относительная толщина d / h при значении модуля деформации грунта равном:

Е'0 = Е0 · Кгр                                                                  (26)

Рис. 13. Диаграмма для определения коэффициента Кгр при расчете требуемой толщины основания под жесткие покрытия (цифры на кривых указывают d / h)

57. Указанные в пп. е, ж операции продолжаются до тех пор, пока не будет получено совпадение окончательных d / h и Кгр с принятыми при последнем уточнении с точностью ± 5 %;

з) определяется требуемая толщина искусственного основания

                                                          (27)

Примечание: При выборе материала искусственного основания следует обращать внимание на то, чтобы отношение его модуля деформации к модулю деформации грунта Е1 / Е0 не превышало 80.

58. В тех случаях, когда для получения требуемого  необходимо Е1 / Е0 > 80, следует устраивать многослойные искусственные основания.

Расчет в этом случае также ведется по указанной выше методике с приведением многослойной конструкции к однослойной эквивалентной толщине.

Для этого один из слоев многослойной конструкции основания принимается за основной, а остальные приводятся к основному.

Эквивалентная толщина слоя определяется по формуле:

                                                          (28)

Таблица 8

Расчетные значения модулей деформации грунтоцемента в кг/см2 при применении его в качестве основания под жесткие покрытия (при укреплении грунтов цементом марки 400)

Модули деформации грунтоцемента, приведенные в таблице, соответствуют качественному выполнению работ, особенно по измельчению грунта и перемешиванию его с цементом, с применением грунтосмесительных машин.

При укреплении грунта цементом марки 300 расчетные значения модуля деформации должны быть уменьшены на 25 %.

Таблица 9

Расчетные значения модулей деформации пескоцемента и песчаногравийной смеси, стабилизированной цементом, при применении их в качестве основания под жесткие покрытия

Примечания: 1. В числителе приведены значения Е1 при смешении песка с цементом в установке, а в знаменателе - на месте.

2. При перемешивании цемента марки 300 расчетные значения модуля деформации понижаются на 25 %.

3. Перемешивание песка с цементом и уплотнение пескоцементного основания должно производиться при оптимальной влажности песка.

Таблица 10

Расчетные значения модулей деформации грунтогравийных и грунтощебеночных оснований под жесткие покрытия (подобранных по гранулометрическому составу)