Указанная методика имеет следующие особенности

1. Основным предельным состоянием сборного жесткого покрытия является исчерпание его несущей способности по выносливости нормальных или наклонных сечений.

2. Кроме расчета на выносливость, производится расчет на прочность и трещиностойкость.

Что касается учета влияния повторности воздействия нагрузки при расчете основания, то этот вопрос находится в стадии разработки.

Как методика расчета железобетонных плит, так и излагаемая в § 11 методика расчета плит из предварительно напряженного железобетона, в качестве основного, определяющего расчет предельного состояния, включают исчерпание несущей способности по выносливости нормальных или наклонных сечений. Дело в том, что покрытия автомобильных дорог в том числе и жесткие, т. Е. Бетонные и железобетонные, работают под воздействием многократно-повторных динамических нагрузок от колес автомобильного транспорта.

Многочисленные исследования отечественных [10, 15, 16, 21, 28, 39] и зарубежных [52] ученых свидетельствуют о том, что работоспособность дорожных покрытий является функцией количества и состава движения.

Расчет нежестких дорожных покрытий полностью исходит из учета многократного повторного действия автомобильного транспорта [21, 54]. Расчет жестких покрытий также перерабатывается в направлении более полного учета количества и состава движения. Включенный впервые в методику расчета жестких дорожных покрытий расчет на выносливость нормальных или наклонных сечений существенно улучшает учет повторности действия нагрузки.

Кроме расчета на выносливость, производится также и расчет на прочность, который необходим в силу имеющих место статических воздействий автомашин при остановках на покрытии. Кроме того, этот расчет необходим и для сравнения с расчетом на выносливость для наибольших воздействий на покрытие. Излагаемая ниже методика расчета железобетонных и предварительно напряженных покрытий применима также к бетонным, пескобетонным, керамзитобетонным сборным и монолитным покрытиям, к покрытиям из силикатного бетона, литых шлаков и других аналогичных материалов. Как видно из материала гл. 1, в силу конструктивных и технологических особенностей строительства жестких покрытий они разделяются на плиты различных размеров. Расчленение жесткого покрытия на плиты существенно меняет воздействие на них нагрузки в зависимости от места нахождения на плите колеса расчетного автомобиля.

На 62. Приведены эпюры моментов, полученные С. В. Коноваловым. Из рисунка ясно, что не только величина, но и знак изгибающего момента, возникающего в плите, меняются в зависимости от точки приложения нагрузки к плите. Очевидно, что расположение колеса автомобиля на плите может быть любым, а при соответствующем увеличении размеров на плите могут одновременно располагаться два или несколько колес.

Кроме того, как это получено в наших экспериментах и в экспериментах других исследователей, краевые зоны плит работают в условиях, отличных от центральных. Краевые полосы частично теряют контакт с основанием из-за коробления плит вследствие температурных деформаций, а воздействие на них нагрузки во многом определяется степенью вовлечения в работу краевой полосы смежных плит.

Так как в торцах по длинным сторонам в средней части покрытия плиты соединяются различными Конструктивными устройствами (см. Гл. 1), а длинные стороны краевых участков покрытия могут оставаться свободными, не вызывает сомнения, что величина возникающего усилия и его знак зависят не только от места расположения колеса автомобиля на плите, но и от характера сопряжения плит между собой.

Для уменьшения объема расчетных операций, без существенных погрешностей в получаемых величинах, методика предусматривает определение расчетных усилий в нижней зоне плиты при центральном расположении нагрузки. Все остальные усилия находятся по таблицам или графикам в зависимости от типа сопряжения плит, характера их армирования, зоны плиты и места расположения на ней колеса расчетного автомобиля.

Излагаемая методика расчета плит из ненапряженного железобетона может быть применена при расчете сборных покрытий как постоянных, так и временных дорог с учетом различия в способах определения изгибающих усилий (см. § 9).

Нормальные напряжения в бетоне и в арматуре при расчете сборной железобетонной плиты на выносливость вычисляются по приведенным характеристикам ее сечения (в предположении упругой работы).

Приведенные характеристики сечения плиты в этом случае определяются без учета площади растянутого бетона.

При расчете железобетонных плит из тяжелого бетона на выносливость, для определения напряжений отношение модуля упругости арматуры Еа к условному модулю упругости бетона ?У при многократном приложении нагрузки (коэффициент приведения).

Коэффициенты приведения п для расчета на выносливость железобетонных конструкций из тяжелого бетона

Момент инерции приведенного прямоугольного сечения железобетонной плиты без учета растянутого бетона при определении напряжений от воздействия положительного изгибающего момента определяют по формуле.

При определении напряжений от действия отрицательного изгибающего момента момент инерции приведенного прямоугольного сечения вычисляется по формуле (58) с заменой Ь на b, х на х и ho на ho, где Ъ — ширина бетона сжатой зоны сечения при действии отрицательного изгибающего момента, см; х — высота сжатой зоны сечения при действии отрицательного изгибающего момента, см; ho —полезная высота сечения при действии отрицательного изгибающего момента, см, равная h0=ho—аа.

При этом высота сжатой зоны прямоугольного сечения х определяется из условия (59) с заменой b на Ь и х на х, как корень квадратного уравнения.

Нормальные напряжения цикла в крайнем нижнем волокне бетона расчетного сечения определяют по следующим формулам

А) от действия положительного изгибающего момента, где ув — расстояние от нейтральной оси до крайнего нижнего волокна сечения, см; 1п — момент инерции сечения без учета растянутого бетона при действии положительного изгибающего момента, определяемый по формуле (58); где — момент инерции сечения без учета растянутого бетона при действии отрицательного изгибающего момента.

Нормальные напряжения цикла в крайнем верхнем волокне бетона расчетного сечения определяют по формулам (60) и (61) с заменой ун на ув,

Где у в — расстояние от нейтральной оси до крайнего верхнего волокна сечения, см.

По полученным значениям нормальных напряжений определяют характеристики цикла напряжений в крайних волокнах бетона и в верхней и нижней арматуре рб и ра, в зависимости от которых определяются расчетные сопротивления бетона и арматуры при расчете на выносливость.

Расчетные сопротивления тяжелого бетона на сжатие и растяжение при изгибе при расчете железобетонных (и предварительно напряженных) плит на выносливость, а также по образованию трещин при многократно повторяющейся нагрузке R - и RT вычисляются путем умножения соответствующих расчетных сопротивлений бетона Яя, определенных по  6 приложения I, на коэффициент Крб , принимаемый по  19 в зависимости от характеристики цикла напряжений в бетоне.

При проверка сжатого бетона на выносливость и растянутого бетона по образованию трещин с учетом влияния многократно повторяющейся нагрузки не производится.

Расчетные сопротивления растянутой стержневой и проволочной арматуры при расчете на выносливость R& вычисляются путем умножения расчетного сопротивления растянутой арматуры определенного по  8 приложения I, на коэффициент К?А, принимаемый по  20 в зависимости от характеристики цикла напряжений в арматуре, где — соответственно наименьшие и наибольшие значения напряжений в растянутой арматуре, возникающих от изменения только многократно повторяющейся нагрузки.

Расчетное значение поперечной силы (змакс рекомендуется определять по формулам для расчета полос (29) и (32). При этом для определения расчетной жесткости плиты вводится момент инерции полного поперечного сечения (с учетом растянутого бетона). В том случае, если плита относится к расчетной категории бесконечных плит, при определении расчетного значения поперечной силы рассматривается полоса плиты шириной 1 пог. М., а коэффициент динамики принимается равным 1. Если же плита относится к расчетной категории полос (например, колейные плиты покрытий временных дорог), то коэффициент динамики при определении расчетной поперечной силы при расчете на выносливость наклонных сечений принимают равным 1,5. Минимальное значение расчетной поперечной силы Qmhh при определении цикла главных растягивающих напряжений принимают равным нулю.

Расчетное сопротивление бетона растяжению с учетом влияния многократного повторения нагрузки R при расчете на выносливость бетона наклонных сечений железобетонных плит без предварительного напряжения вычисляется путем умножения расчетного сопротивления бетона растяжению при расчете по образованию трещин Ят:, принимаемого по  6 приложения I, на коэффициент Л>6, определяемый по  19 в зависимости от характеристики цикла главных растягивающих напряжений в бетоне.

Выносливость бетона наклонных сечений считается обеспеченной, если условие (66) выполнено. Если это условие не выполнено, то следует произвести расчет хомутов с учетом влияния повторности нагрузки в соответствии с рекомендациями снип II-B.1—62.

В формулах (69) и (70) приняты следующие обозначения: М — расчетное значение изгибающего момента, кгсм; ?И — расчетное сопротивление бетона сжатию при изгибе, кгсм2; b — ширина сечения сжатой зоны бетона, см; х — высота сжатой зоны бетона сечения, см; h0— полезная высота сечения, см; h — толщина плиты, см; аа— расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до наиболее растянутой грани сечения, см; Ra.c. — расчетное сопротивление сжатой арматуры, кгсм2; Fa— площадь сечения продольной

Ненапрягаемой арматуры, расположенной в сжатой зоне сечения, см2; а— расстояние от центра тяжести сжатой арматуры до наиболее сжатой грани сечения, см; Ra— расчетное сопротивление продольной растянутой арматуры, кгсм2; Fa — площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры в растянутой зоне сечения, см2.

5б — статический момент площади сжатой зоны бетона относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилим в продольной растянутой арматуре, см3; S0 — статический мо-мент площади всего рабочего сечения бетона относительно оси, Нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в продольной растянутой арматуре, см3.

Где Wt: — момент сопротивления сечения, определяемый с учетом всей арматуры; т]—коэффициент, зависящий от вида продольной растянутой арматуры, принимаемый равным: для стержней периодического профиля г) = 0,7; для гладких горячекатаных стержней т) = 1; для обыкновенной арматурной проволоки, применяемой в каркасах и сетках, т} = 1,25.

Периметр сечения стержней периодического профиля принимается равным длине окружности, соответствующей номинальному диаметру, без учета выступов и ребер.

Ширина раскрытия трещин в железобетонных дорожных плитах (без предварительного напряжения) считается допустимой, если она не превышает 0,4 мм.

Tweet

При расчете на прочность в продольном направлении< Предыдущая		Следующая >Методика расчета предварительно напряженных железобетонных плит на выносливость