Расчёт на сдвиг и растяжение

Сдвиг – ОДН п.3.30

Растяжение – ОДН п.3.38

Усиление неж.ДО

Хер его знает – придумай сам или спроси у Щепетевой! Ну, или см. п.1.6.8

Зарубежные методы.

Весьма сложный вопрос о расчете толщины дорожных одежд еще не получил общепризнанного решения, и обоснование необходи­мой толщины слоев в разных странах ведут различными методами. В отличие от СССР, где на первое место ставится разработка теоре­тической стороны вопроса, за рубежом находят широкое распростра­нение полуэмпирические методы, которые основываются на учете практики и опытов по испытаниям прочности дорожных одежд при­пуском тяжелых автомобилей

Многочисленные методы расчета толщины дорожных одежд, при­меняемые за рубежом, могут быть сведены к следующим трем группам:

В ряде стран аналогично методике, принятой в СССР, исходят из допустимого прогиба дорожной одежды, используя для его опре­деления зависимости теории упругости для многослойных систем и учитывая разными способами влияние интенсивности движения. Иног­да многослойные одежды приводят к двухслойным, принимая средне­взвешенные модули упругости всех слоев с учетом их толщины. Сле­дует, однако, отметить известное ослабление внимания в последние годы к углубленному теоретическому анализу и учету особенностей работы дорожных одежд и широкое применение в теоретических фор­мулах разного рода эмпирических коэффициентов для согласования данных расчетов с опытом практики.

Использование графиков эквивалентных толщин дорожных одежд, составленных на основе учета службы построенных дорог и специальных экспериментов на опытных участках. В зависимости от суточной интенсивности движения нли общего числа автомобилей, которые должны пройти по дороге за межремонтный период, опреде­ляют приведенную толщину дорожной одежды. Необходимую толщи­ну отдельных слоев подбирают с учетом коэффициентов приведения слоев из разных материалов к эквивалентной толщине В ряде слу­чаев опыты, проводившиеся для построения таких графиков, были очень обширными и выполнялись на специально построенных испытатель­ных полигонах с длительными проездами колонн тяжелых автомобилей до полного разрушения дорожных одежд (испытания, организованные Американской ассоциацией сотрудников дорожных организаций шта­тов — АА5НО, так называемые «опыты Эйшо»). Известны также гра­фики Корпуса инженерных войск США, Управления гражданской авиации США, фирмы «Шелл», Асфальтового института США и др.

3. Использование альбомов типовых конструкций равнопрочных дорожных одежд для разных интенсивиостей движения при условии обязательного и строго контролируемого обеспечения строителями заданной прочности земляного полотна, проверяемой перед началом укладки ДО (ФРГ, Япония, Франция)

В зарубежных странах широко используется для характеристики прочности грунтов особый показатель СВР (Си-би-ар — калифорний ское число несущей способности — СаШогша Веапп§> Ра11о). Его определяют путем вдавливания штампа в образец грунта или другого материала конструктивных слоев, уплотненного в цилиндрической форме высотой и диаметром 20 см. Штамп диаметром 3 см вдавливают со скоростью 1,25 мм/мин на глубину 2,5 см. Измеренное давление, поделенное на 100, принимают за характеристику прочности грунта. Чаще всего грунт увлажняют путем капиллярного насыщения водой в течение 4 сут. Некоторые страны, особенно с жарким климатом, варь­ируют методику увлажнения образцов грунтов. Следует отметить, что при всей простоте этого испытания, по сути являющегося опреде­лением модуля деформаций в лабораторных условиях при постоянной для всех материалов глубине вдавливания штампа, оно дает условную характеристику прочности, которая может существенно отличаться от аналогичных показателей грунта в основании дорожной одежды.

Расчёт жест.ДО

МР – п.3

К жестким дорожным одеждам относят цементобетонные[2] и железо­бетонные покрытия и основания, которые хорошо сопротивляются рас­тягивающим напряжениям, возникающим' при их прогибах под на­грузкой от автомобилей. Распределяя давление колес автомобиля на большую площадь, бетонные покрытия передают сравнительно малое давление на подстилающий грунт. Несмотря на это сопротивление грунта внешним нагрузкам оказывает не меньшее влияние на работу бетонных покрытий, чем прочность самой бетонной конструкции.

Прочность бетонных покрытий во многом зависит от однородности сопротивления грунта по всей площади основания плиты. Неравно­мерное уплотнение песчаного слоя или грунта земляного полотна при­водит к тому, что из-за неравномерных просадок грунта часть плиты начинает работать без поддержки грунтового основания, в результате чего напряжения резко возрастают по сравнению с расчетными.

Предложенные многочисленные методы расчета толщины бетонных плит исходят из общего дифференциального уравнения, связываю­щего прогиб плиты под нагрузкой и осадку поверхности основания. Решения разных авторов различаются в связи с тем, что принимаются разные виды функции, характеризующей отпор грунта.

Решения, получаемые на основе теории плит на упругом основании, сложны и громоздки. Проектировщики используют при расчете тол­щины бетонных покрытий отдельные частные решения, которые ис­следователям удалось получить в замкнутой форме или составить для этих решений методами приближенного интегрирования расчетные таблицы. Еще не накоплено достаточно данных, чтобы отдать преиму­щество тому или иному методу, тем более, что при правильном на­значении характеристик прочности грунта результаты расчетов раз­ными методами бывают весьма близки.

Толщину бетонных плит назначают из условия пропуска тяжелых нагрузок с проверкой на температурные напряжения. Расчетные на­грузки принимают такие же, как и при расчете нежестких дорожных одежд.

Для бетонных покрытий и оснований рекомендуются проектные марки дорожного бетона на растяжение при изгибе Кра (кгс/см2), приведенные в табл. XVII.!.

Конструкция жест.ДО 1.6.24Соединение плит.

МР – п. 2

Схемы приложения нагрузок

При расчетах толщины бетонных покрытий исходят из наиболее опасных для прочности плиты положений автомобильного колеса на плите. Возможны три расчетные схемы действия нагрузки колеса на прямоугольную плиту, в центре плиты, на угол и на край плиты.

Наибольшие напряжения в плите возникают при действии нагрузки на край и на угол. Однако этот случай наиболее сложен для теоретиче­ского анализа.

Поэтому, например, при проектировании бетонных покрытий на аэродромах толщину рассчитывают на случай приложения нагрузки в центральной части плиты, а величину моментов, возникающих при уг­ловом или краевом приложении нагрузок, определяют путем введения поправочных коэффициентов [3].

Плиты, лежащие на упругом основании, по проф. М. Н. Горбунову- П ладову, могут быть разделены по жесткости на три категории в за­висимости от величины показателя: Если основание под плитой состоит из нескольких слоев, отличаю­щихся по свойствам, то вместо Егр принимают эквивалентный модуль деформации грунтового основания.

При 5 < 0,5 плиту считают абсолютно жесткой, т. е. считают, что все ее точки оседают под нагрузкой на одинаковую величину, и реак­ция основания распределяется как под жестким штампом. При 0,5 ^ 5 ^ 10 плиты относят к категории имеющих конечную жесткость, а при 5 ^ 10 — к бесконечным в плане, т. е. таким, у ко­торых нагрузка по периметру и способы закрепления краев не влияют на величины изгибающих моментов, реакции основания и прогибы в средней части. К случаю приложения нагрузки в средней части плиты достаточно больших размеров, когда волна прогиба не достигает краев, могут быть применены теоретические ре­шения, найденные для бесконечной плиты на упругом основании, в частности решение, предложенное О. Я. Шехтер. При действии на бе­тонную плиту сосредоточенной си­лы или нагрузки, равномерно рас­пределенной по круглой площадке, в плите возникают радиальные и кольцевые моменты. Величина этих моментов зависит от величины на­грузки и от жесткости плиты, ха­рактеризуемой параметром жест­кости

Упрощение уравнения допустимо, поскольку корень кубический из отношения членов, содержащих р,гр и рб, близок к единице.

Изгибающие моменты, действующие на полосу шириной, равной единице, равны:

а) от нагрузки, равномерно распределенной по кругу радиуса радиальный момент

б) радиальный момент сосредоточенной силы

При расчете моментов от колесной нагрузки используют формул) для нагрузки, распределенной по круглой площадке.

 

При конструировании дорожных покрытий и оснований их чаете приходится рассчитывать на действие нагрузки от катков, многоколес ных трейлеров или гусеничных повозок, когда нельзя применить фор мулу для круглого штампа. В этих случаях используют метод сумми рования напряжений от ряда сосредоточенных сил. Давление, распре деленное по площади контакта нагрузки с покрытием, заменяют рядоь сосредоточенных сил, приложенных к центрам тяжести выделенньп площадок (рис. XVI 1.2). Изгибающий момент в точке, где должнь быть определены напряжения, действующие на полосу покрытия ши риной, равной единице, вычисляют как геометрическую сумму изги бающих радиальных и кольцевых моментов от всех сосредоточенны: сил.

При определении составляющих моментов от разных сил прихо­дится учитывать проекции не только самих изгибающих моментов, но и полос покрытия, на которые они действуют (рис. XVI 1.3). Пусть на полосу покрытия ЛЛХ шириной 1 действует изгибающий момент М. Проекция этого момента на направление ВВи расположенное под уг­лом а, равна М соз а, причем ширина полосы, к которой он приложен,

возрастает до величины . Поэтому расчетный момент иа полосу

шириной, равной единице, в направлении АЛУ будет равен:

При углах а, не превышающих 20°, без особой погрешности можно ограничиваться только суммированием радиальных изгибающих мо­ментов без учета величины их проекции.

Случаи приложения нагрузки к углу плиты и к ее краю вызывают большие напряжения, чем при приложении к центру. Величина этих моментов может быть определена по формулам проф. И, А. Медникова, уточнившим решения, впервые данные Уэстергардом: а) для колеса, стоящего на краю плиты б) для колеса на углу плиты

На практике расчеты ведут на центральное приложение нагрузки, конструктивно армируя плиты по углам и краям, а также учитывая влияние штырей, соединяющих плиты.

Методы расчета плит, относящихся к категории конечно жестких, используют при расчете малых плит сборных бетонных покрытий, обыч­но имеющих шестигранную или прямоугольную форму. Расчет ве­дут применительно к равновеликой по площади круглой плите, загру­женной в центре, с использованием таблиц для расчета круглых плит на упругом основании, составленных д-ром техн. наук М. И. Горбу- новым-Посадовым [4].

Моменты в центре конечно жестких и бесконечно жестких плит от нагрузки, распределенной но круглой площадке в центре круглой пли­ты радиусом г, определяют по формуле

Напряжения в бетоне от изгибающего момента для полосы шири­ной, равной единице, определяют по обычной формуле строительной

механики

Толщина плиты должна быть подобрана такая, чтобы напряжения в ней не превышали нормативной прочности бетона на растяжение при изгибе, уменьшенной в запас прочности:

Введение коэффициента Кв связано со сроками ввода бетонных по­крытий и оснований в эксплуатацию. Прочность бетона повышается со временем.

Поэтому необходимо, чтобы принимаемые при расчетах величины сопротивления бетона и его модуля упругости соответствовали фак­тическим срокам появления на дороге расчетных нагрузок..

Исходя из известной по лабораторным испытаниям закономерно­сти в нарастании прочности бетона возможно также предусматривать переменную толщину покрытия на разных участках в зависимости от времени, которое должно пройти с момента укладки данного участка покрытия до открытия по нему движения.

Для ориентировочной оценки нарастания прочности бетона можно пользоваться несколько видоизмененной формулой Б. С. Скрамтаева:

Плиты на упругом основании

Пункта этого нигде,

Нет,

Я всё пересмотрел,

Попадётся он тебе,

Помолись,

Тебе пиздец.