Материал: Справочник проектировщика инженерных сооружений

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

*НШ)|Щ) р„мН/м

Мг0,1Щ-п,кН-м

MrcÇA-fn Мг=^-РыЬ;

Рь,кН/м ц

М, Рь.кН/м

'ШЩЖР

 

 

МтшшшщрЛ,

:

$

 

Г

I

t “

 

г

 

с\1

 

kI

 

 

 

 

^ттшфштть

$

 

+

4

 

Ш Ш Ш р ^ н /м

М,

й[11111111Ш111111Гм

Р/»,кН/н

b

 

at при А

 

 

а2 при

А

 

 

 

А

 

 

 

42

 

 

п

1

2

3

i

2

 

 

3

 

 

 

0,8

0,0600

0,058

0,058

0,0649

0,067

 

0,068

1

0,0604

0,0592

0,0584

0,0644

0,066

 

0,0668

1,2

0,0608

0,0596

0,058

0,0644

0,0656

 

0,0664

1,4

0,0608

0,06

0,0592

0,064

0,0652

 

0,066

1,6

0,0612

0,06

0,0592

0,064

0,0649

 

0,0656

1,8

0,0612

0,0604

0,0596

0,064

0,0649

 

0,0656

2

0,0612

0,0604

0,0596

0,0636

0,0644

 

0,0652

При симметричном загружении (рис. 4.6) из­ гибающий момент в нижнем узле тоннеля с шар­ нирным опиранием плит перекрытия

м 1 = ----- Y T T

[ (/V 3 +

Ph?è Аа +

'

 

1

.

(4.3)

+ Ntbk ■

 

ФM J

 

 

Усилие в верхней распорке

 

 

Ri = - (2Phi +

Ph) (А/6 - M Jh),

(4.4)

где Ni — нормальная сила; k — коэффициент, учитывающий изменение момента в нижнем узле за счет его поворота;

ЪЕЬ>V

'I’M!

(4.5)

nEb2h

 

 

и ypN — коэффициенты, определяемые по фор­

мулам:

 

 

 

фм =

0,2 (Ю0 + a v);

(4.6)

^ =

0,3(6 + 0,10^);

(4.7)

где a v — показатель гибкости днища;

 

av =

яЕЬ3/(Еь/ v);

(4.8)

v3 и v4 — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стены по высоте, принимаемые по табл. 4.9 в зависимости от толщины стены в верх­ ней t x и нижней t 2 частях тоннеля; Е^ — модуль упругости бетона; /v — момент инерции 1 м се­ чения днища.

Усилие &стене определяют как для балки, ле­ жащей на двух опорах с нагрузкой ph ph реак­

цией на верхней опоре и опорным моментом на нижней опоре М±. Усилие в днище определяют как для балки, лежащей на упругом основании с модулем деформации Е , загруженной симметрич­ ными силами и моментами М± (см. рис. 4.6, а).

При одностороннем загружении горизонталь­ ными нагрузками ph^yph^ (см. рис. 4.6, б) мо­

мент в нижнем левом углу тоннеля определяется по формуле

м 2 = — Л2 (Ph v3 + ph vt)

. (4.9)

где kx — коэффициент, учитывающий изменение момента в узле за счет смещения перекрытия,

 

6Ebj h

*

(4.10)

 

== E'h3

Усилие в

верхней распорке

R 2 определяется

аналогично

RL (4.4).

 

 

Горизонтальное смещение тоннеля понизу и момент в правом нижнем углу тоннеля ввиду их малых значений принимают равным нулю.

Усилия в загруженной стене определяют ана­ логично усилиям от симметричной нагрузки, но с приложением одностороннего момента \М2; в незагруженной, отпорной стене — как для балки, лежащей на упругом основании с модулем дефор­ мации грунта Е' , имеющей несмещаемую гори­ зонтальную опору в уровне днища и нагружен­ ную на верхнем конце силой R2.

Расчетные усилия в тоннелях и каналах замк­ нутых, с шарнирными узлами посредине стены определяют с учетом изменений расчетных усилий (моментов и поперечных сил), вызванных взаимо­ действием конструкций с грунтом.

Каналы и тоннели шириной 3 м и более реко­ мендуется рассчитывать на ЭВМ с учетом упруго­ го отпора грунта. При расчете без учета упругого отпора грунта усилия определяют по табл. 4Л0...

4.12.

В каналах и тоннелях из лотковых элементов при переменной толщине стены, когда толщина стены понизу t2, а поверху tx отличаются от 1,5

до Зраз, допускается

в расчет вводить

постоян­

ную толщину стены

 

 

t =

(2/3 + у /3.

(4.11)

Расчетный пролет назначается равным расстоя­ нию между центрами тяжести опорных площадок стен лотковых элементов.

I f t M

f l Р„кН/м

Рь,кН/м пт

м>

Р/,,кН/м

 

 

 

J,

лМ< ,

 

 

 

 

"■ЧЩЩУ-Е

 

 

 

 

 

 

 

Е J,

С

 

 

 

 

 

 

 

М,

I

 

 

 

 

 

 

 

..-^-гППТгть.J

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

Р »,Ф

'2

Рь„кН/«

шмшшн г,тс/м

 

 

 

 

 

 

 

 

MrdLsfth*; ММе-Ры'/)г,кН-м

Mt=oL,P;b‘;

ММгРгЬ';

М/оС3-рг Ьг;кН-м; М,=с<,-Рл-р2;кН-м

 

 

 

/,

 

Л

 

 

/,

Ъ

а, при г—

а2 при ~

 

а3 при -j—

 

 

 

 

Is

 

 

*2

h

 

1

2

1

 

2

1

2

 

 

0,8

0,0456

 

0,0312

0,0568

 

0,078

0,0304

0,0416

1

0,05

 

0,0356

0,05

 

0,0716

0,027

0,038

1,2

0,0536

0,0394

0,0448

 

0,0656

0,024

0,0352

1,4

0,0565

0,0426

0,0404

 

0,0608

0,0216

0,0324

1,6

0,0588

0,0455

0,0368

-

0,0568

0,0196

0,0304

1,8

0,0609

0,0479

0,0336

 

0,0532

0,018

0,0284

2

0,0625

0,05

0,0312

 

0,05

0,0168

0,0268

2,5

0,0658

0,0543

0,0264

 

0,0436

0,014

0,0232

3

0,0682

0,0577

0,0228

 

0,0384

0,012

0,0204

3,5

0,07

 

0,0603

0,02

 

0,0344

0,0108

0,0184

 

Т а б л и ц а

4.12. Моменты в тоннелях с жесткими узлами

 

 

 

 

 

 

Рь.кН/м

М г^ь-Ь *, КН-м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

Â

1

^J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# и

miniiiiiiiiiiiii

РН1кН/м

 

 

It

 

/,

а3 при

/,

 

/,

 

 

Л

 

 

/,

ъ

Cti При — -

а2 при — -

12

а4 при —~

а6 при - - -

 

а6 при -р-

 

12

 

is

 

 

 

/2

 

 

is

 

 

i 2

h

1

2

1 |

2

1

 

2

1

2

1

 

2

 

 

1 *

 

 

 

 

0,8

0,37

0,0238

0,037

0,0238

0,088

0,101

0,0464

0,0596

0,0208

0,026

0,0256

0,0336

1

0,0416

0,0276

0,0416

0,0276

0,083

0,0972

0,0416

0,0556

0,0188

0,0244

0,0228

0,0312

1,2

0,0456

0,0314

0,0456

0,0314

0,079

0,0939

0,0380

0,052

0,0172

0,0232

0,0208

0,0292

1,4

0,0486

0,0343

0,0486

0,0343

0,076

0,0906

0,0348

0,0492

0,0156

0,022

0,0188

0,0272

1,6

0,0512

0,037

0,0512

0,037

0,074

0,088

0,0322

0,0464

0,0144

0,0208

0,0176

0,0256

1,8

0,0536

0,0395

0,0536

0,0395

0,715

0,086

0,0296

0,044

0,0136

0,0196

0,016

0,0243

2

0,0556

0,0417

0,0556

0,0417

0,069

0,083

0,0276

0,0416

0,0128

0,0188

0,0152

0,0228

Каналы (рис. 4.3, а, в) и тоннели (рис. 4.4, а, <6, г) проверяют расчетом при отсутствии сборных элементов перекрытия (плиты, лотки) на горизон­ тальную нагрузку от давления грунта при усло­ вии горизонтальной засыпки на уровне перекры­ тия или верха стенки нижнего лотка. В этом слу­ чае временная нагрузка на призме обрушения не учитывается.

Монолитные каналы и тоннели проверяют на изгиб в продольном направлении как балку на упругом основании на нагрузки, действующие на

поверхности земли (или непосредственно на кана­ лы и тоннели), с фиксированным расположением относительно деформационных швов, например, нагрузки от автомобильных или железных дорог, пересекающих трассы рассматриваемых сооруже­ ний.

При действии на поверхности земли временной эквивалентной равномерно распределенной на­ грузки, положение которой не фиксировано от­ носительно деформационных швов, монолитные каналы и тоннели рекомендуется проверять на

изгиб в продольном направлении в соответствии со схемами загружения, приведенными на рис. 4.7.

Тоннели и каналы, заложенные ниже прогно­ зируемого уровня грунтовых вод, должны рас­ считываться на всплытие при расчетных нагруз­ ках по формуле

где 2G — сумма постоянных вертикальных на­ грузок с соответствующими коэффициентами на­ дежности по нагрузке, действующих на длину 1 м тоннеля или канала; А — площадь подошвы тон­ неля или канала, на длину 1 м; hw — расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля или канала (без учета бетонной подготовки); yw — удельный вес воды; у^ — коэффициент надежно­

сти по нагрузке, принимаемый 1,2.

Расчет каналов и тоннелей на действие темпера­ туры и усадки бетона выполняют раздельно для периодов строительства и эксплуатации с целью определения расстояния между температурно­ усадочными (постоянными) и рабочими швами бе­ тонирования (временными).

Максимальные температурно-усадочные растя­ гивающие напряжения в бетоне каналов и тон­

нелей при отсутствии швов

 

шах

(«г*Л<с + еь) Еь

(4.13)

сь

 

 

 

где а ы — коэффициент линейной деформации бе­

тона, равный 1 * 10~5 град-1 — для тяжелого;

0,7 • 10~5 град-1 — на пористых заполнителях; А^с — расчетное изменение средних температур конструкций каналов и тоннелей, расположенных вне зданий или внутри неотапливаемых зданий, в холодное время года определяют по СНиП 2.01.07-85; еь — относительные усадочные дефор­ мации, равные 0,00015 — для монолитных конст­ рукций, 0 — для сборных; сь — коэффициент, учитывающий влияние ползучести бетона, рав­ ный 2 — при относительной влажности воздуха 40 % внутри сооружения (тепловые и кабельные сети); 1,5 — выше 40 %.

При условии ob max < R btser каналы и тоннели

можно проектировать без температурно-усадоч­ ных швов.

Если ob max > R bt,ser и Т0Л1Дины недопустимы,

расстояния между температурно-усадочными шва­ ми неармированных каналов и тоннелей, а также между рабочими швами бетонирования монолит­ ных конструкций

/ =

^^bt.ser^b

(4.14)

 

Pf

где R bttSer — расчетное сопротивление бетона при

осевом растяжении, МПа; А ь — площадь бетон­ ного поперечного сечения канала или тоннеля, м2; р — давление грунта на днище канала или тоннеля от постоянных расчетных нагрузок на 1 см длины сооружения; f — максимальный коэф­ фициент трения бетона по грунту:

Глины, глинистые известняки, глинистые

сланцы .........................................................

0,5

Суглинки, супеси .....................................

0,6

Песчаные, гравийные .............................

0,75

Скальные грунты .....................................

0,9

Если ob max >Æ ht %er и трещины ограниченной

ширины в конструкциях канала или тоннеля до­ пустимы, то в монолитных конструкциях расстоя­ ния между швами и количество противоусадочной арматуры определяется расчетом по трещиностойкости.

 

хшшихшх

 

30°

\30°

1

Г

QcOJt

Л

1

 

 

*

п и ш и ]

\

р*р, .Y -

г т

 

р

 

Н И Ш

/

s< rl

Р М

ж т

■ m m . t r .

 

(

1111 [ 1 1 II 1П Т Г Т Г гч^

5

Рис. 4.7. Схемы загружения временной эквива­ лентной нагрузкой, принимаемые при расчете в продольном направлении монолитных каналов и тоннелей:

а, 6 — схемы загружения для определения наиболь­

шего

соответственно

положительного изгибающего

момента

М х и отрицательного

М2\ Мх — 0,04Ьрх12;

,М 2

—0,026р,/2; b — ширина

тоннеля

или кана­

ла;

1 — монолитный

тоннель

или канал; 2 — дефор­

 

 

 

мационный

шов.

 

Ширина раскрытия температурно-усадочных

трещин

при эксплуатации

 

 

 

асгс =

251) (аь,М + Ч) (3,5

-

l00u)yAd ,

(4.15)

где г] — коэффициент, равный 1,— для стержней периодического профиля, 1,3— для гладких; jn — коэффициент армирования, равный отноше­ нию растянутой арматуры к площади бетона, но не более 0,02; d — диаметр стержней растяну­ той арматуры, мм.

Если ширина раскрытия трещин больше до­ пустимой, то расстояние между температурно­ усадочными швами и количество противоусадоч­ ной арматуры A s определяется по формуле

2A,RS ucrc,2

(4.16)

pf

где acrc 2 — допустимая ширина продолжитель­

ного раскрытия трещин.

Если появление трещин в сооружении допус­ тимо, а устройство температурно-усадочных швов

нежелательно, то в этом случае

 

^ m i n = ^ - .

(4.17)

где Rfy — призменная прочность бетона,

МПа;

R s — расчетное сопротивление арматуры

растя­

жению, МПа.

 

4.5. Типовые решения

Серия 3.006.1-2/82. Сборные железобетонные каналы и тоннели из лотковых элементов. Серия содержит рабочие чертежи железобетонных ка­ налов и тоннелей из лотковых элементов пред­ назначенных для прокладки трубопроводов раз­

личного назначения, электрокабелей и электро­ шин, а также для применения тоннелей в качестве подземных транспортерных галерей и пешеход­ ных переходов (только для несейсмических ра­ йонов). Применение каналов и тоннелей для не­ посредственной транспортировки по ним жидко­ стей не предусмотрено.

Узлы трасс каналов и тоннелей для прокладок коммуникаций, в том числе тепловых сетей и ка­ белей, включают узлы поворотов, ответвления, компенсаторные ниши и уширения, монтажные проемы и выходы из тоннелей, перекрытия камер, приямки для сбора воды, участки каналов в местах расположения неподвижных опор и

ДР-

Т а б л и ц а 4.13. Эквивалентные вертикальные расчетные нагрузки для каналов, прокладываемых

вне зданий

Область

применения

Под автодорогами

Под железными

дорогами

Вне дорог

 

 

 

 

Эквивалентные вертикальные расчетные нагрузки,

 

 

 

 

 

 

 

МПа

(тс/м2)

 

 

 

 

 

 

Вид

 

Грунтовые воды отсутст­

 

 

 

 

 

 

 

 

вуют или уровень

грун­

Грунтовые воды на отм.

Заглубление

нагруз­

Ширина кана­

товых вод не превышает

 

 

±0,000

 

верха

пере­

ки от

ла в чистоте

отметки верха перекры­

 

 

 

 

 

крытия, м

тран­

А, мм

 

 

тия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спорта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

оо £

ем

ю

 

ю"

£ сТ

иО

 

 

 

 

СО

ю

о

см

ю

СО

ю

8

см

Ю

 

 

 

 

о

о

о о

о

о

о о* О

 

 

 

 

сТ

о* о о

о

о

о

0,5 * ..2,2

Н-30;

300...3000

 

 

-f-

 

 

 

 

 

-f-

 

2,21...4,0 *

НК-80

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+

4,01...6,0 *

 

 

 

 

 

 

-4-

 

 

 

 

 

1,0 *...2,0

К-14

 

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

-h

о см

* о 4

 

 

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 *...1,5

 

300... 900

 

 

4-

 

 

 

 

 

-f

 

 

1200...3000

 

4-

 

 

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,51...3,0 *

Н-10

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

4-

 

3,01...4,5 *

 

300...3000

 

 

4-

 

 

 

 

 

 

4-

4,51...6,0 *

 

'

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я :

1.

Эквивалентные вертикальные расчетные нагрузки для лотков

полуподземных ка­

налов

определяются в

конкретном проекте в зависимости от условий прокладки

каналов. 2.

Плиты пере­

крытия

полуподземных

каналов рассчитаны на вертикальную расчетную нагрузку

0,004

МПа

(400 кгс/м2).

3. Нагрузки

определены

для наиболее неблагоприятных сочетаний, соответствующих

заглублениям верха

перекрытия,

отмеченного

звездочкой (*).

 

 

 

Т а б л и ц а

4.14. Эквивалентные

вертикальные

расчетные нагрузки на

внутрицеховые

каналы

 

с заглублением

верха перекрытия 0,0...0,5 м

 

 

 

 

 

 

Эквивалент­

 

 

 

 

 

 

 

ная верти­

 

 

 

 

 

 

 

кальная

рас­

 

 

 

 

 

 

Ширина

четная

на­

 

 

 

 

 

 

грузка, МПа

 

 

 

 

Вид внутрицеховой нагрузки

канала в

 

(тс/м2

Примечания

 

 

чистоте

 

 

 

 

 

 

 

А, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

ю

ш

 

 

 

 

 

 

 

3

ю

S

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

о"

о

о

 

 

 

 

Равномерно

распределенная на

 

+

+

 

Эквивалентная

нагрузка

принимается

пол цеха

 

 

 

 

 

в зависимости от нагрузки

на

пол цеха

Электрокары

грузоподъемно­

 

 

 

 

 

 

 

 

стью, т:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалент­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

верти­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кальная

рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ширина

четная

на­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грузка,

МПа

 

 

 

 

 

 

 

Вид внутрицеховой

нагрузки

канала в

(тс/м2)

 

 

Примечания

 

 

 

чистоте А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,03 (3)

0,05 (5)

0,08 (8)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

300...3000

+

 

 

При нагрузках от внутрицехового тран-

3

 

 

 

 

 

+

 

спорта на

каналы

с перекрытием,

за-

Аккумуляторный погрузчик

 

 

 

+

 

глубленным менее, чем на 0,3 м, экви­

грузоподъемностью 1,5 т

 

 

 

 

валентные нагрузки указаны для опре­

Автопогрузчик грузоподъемно-

 

 

 

 

деления

несущей способности

лотковых

 

 

 

 

элементов.

Сосредоточенные

нагрузки

сгью, т

 

 

 

 

 

 

 

на плиты

перекрытия от внутрицехово-

3

 

 

 

300...900

 

 

+

го транспорта при

указанных

заглуб-

5

 

 

 

1200...3000

 

+

 

лениях приведены в табл. 4.18, подбор

 

 

 

 

300...600

 

 

+

 

 

*

в табл. 4.24 и 4.25.

 

 

 

 

 

 

плит перекрытия —

 

 

 

 

900.., . 1 2 0 0

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1500....3000

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

Автомашина Н-10

 

 

 

300...900

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1200...300

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я :

1.

При

расчетах внутрицеховых каналов

принято,

что временные равномерно

рас­

пределенные нагрузки

на

пол

цеха

и сосредоточенные

от

внутрицехового

транспорта

одновременно

действо­

вать не мргут. 2. При определении нагрузок от внутрицехового транспорта конструкция пола принята с же­ стким подстилающим слоем. 3. При заглублении верха перекрытия внутрицеховых каналов более 0,5 м эквивалентные нагрузки должны приниматься по табл. 4.13.

Т а б л и ц а

4.15. Эквивалентные вертикальные расчетные нагрузки для тоннелей,

прокладываемых

 

 

 

вне зданий

 

 

 

 

 

Эквивалентные вертикальные расчетные нагруз­

 

 

 

 

ки, МПа

(тс/м2)

 

 

 

Вид

Грунтовые воды отсут­

Уровень грунтовых вод

 

Область

Заглубление

нагруз­

ствуют или уровень

на 1 м ниже планиро­

 

грунтовых вод на 1 м

Примечания

применения

верха пере­

ки от

ниже перекрытия

вочной отметки земли

 

крытия, м

тран­

 

 

 

спорта

(3)

(5)

0,03

0,05

0,5...2,2

Под автодорогами 2,21 ..4.0 Н-30 Н-80

4,01...6,0

80‘0 (8)

+

(И)

(12)

(15)

(3)

(5)

0,11

0,12

0,15

0,03

0,05

+

+

80‘0 (8)

(11)

(12)

(15)

 

0,11

0,12

0,15

 

 

+

Нагрузки

опреде-

 

 

JlCnDl /J'ViXl

ПullUUJlVV

+ неблагоприятных

ветствующих за­ глублениям верха перекрытия 0,5; 5; 6 м

1,0...2 0

 

+

дорогами

 

То же, 1,4 м

 

+

2,01...4,0

 

0,5...1,5

+

1,51...3,0

+

+

Вне дорог

Н-10

0,5; 3; 4,5; 6 м

3,01...4,5

+

+

4.51...6,0

 

4~