Внутренние усилия в подземных сооружениях от различных нагрузок

Сооружение достаточно большого протяжения в одинаковых условиях работы испытывает плоскую деформацию, и для расчета можно выделить участок сооружения длиной, равной единице.

Внутренние усилия в подземных сооружениях от различных нагрузок

При этом расчет сооружения сводятся к расчету кольца, находящегося в равновесии при действии нагрузок и реактивных сил.

Расчет кольца производится методом сил с переносом неизвестных для их разделения в уравнениях в упругий центр, совпадающий с геометрическим центром кругового кольца. При нагрузке, симметричной относительно вертикальной оси, из трех неизвестных остаются только X1 и Х2 (рис. 1).

Кольцо считается опертым в нижней точке А, что равносильно жесткой заделке полукольца в этом сечении. Расчет кольца можно производить отдельно на каждый вид нагрузки и на действие опорных реакций, а затем алгебраически складывать внутренние силы от тех или других внешних воздействий.

При этом равнодействующие нагрузки и соответствующей ей опорной реакции должны быть равны между собой и направлены в противоположные стороны.

Окончательные формулы для изгибающих моментов и окружных нормальных сил в любом сечения стенки круглого жесткого сооружения приводятся к виду:

065

где R - равнодействующая той или другой нагрузки; r - средний радиус трубопровода: 066 - коэффициенты, зависящие от распределения нагрузки и опорной реакции и от положения взятого сечения.

Коэффициенты относятся к трем характерным сечениям кольца: к подошве (А), к бокам (Б) и шелыге (В). При этом изгибающие моменты считаются положительными, если они уменьшают первоначальную кривизну оси поперечного сечения, а окружные силы положительны, если они создают растяжение.

Учитывая, что радиус осевой линии поперечного сечения трубопровода r меньше радиуса r1 внешнего контура, к которому приложены внешние силы, можно еще ввести в формулу (1) при определении изгибающих моментов от давления грунта и временных нагрузок коэффициент, равный г/г1. При опирании на образующую этот коэффициент не вводится.
Основное давление грунта на сооружение, уложенное в насыпи, вызывает следующие изгибающие моменты и окружные силы:

067

где

068

Значения коэффициентов 069, зависящих от величины ξ - коэффициента бокового давления грунта засыпки.

070

Кроме того, должны быть еще учтены изгибающие моменты и окружные силы от дополнительного равномерного давления, вызванного концентрацией давлений у жесткого сооружения.

От неравномерного нагревания стенки сооружения с круглым поперечным сечением возникают изгибающие моменты:

071
где δ - толщина стенки сооружения; Е - модуль упругости материала сооружения; α1 - коэффициент линейного расширения; t0 и t1 - температура у внутренней и наружной поверхности соответственно.

Для сооружения с плоской подошвой, имеющего повышенную толщину стенки δА у подошвы, распределение внутренних усилий оказывается другим, чем в сооружении с постоянной толщиной стенки δ.

Например, при подошве с углом:

072

Для равномерной вертикальной нагрузки:

073


Новые материалы:
Предыдущие материалы:

 

Вы можете добавить комментарий:


Поиск по сайту:
Чаще всего читают статьи:
Полезная информация:
Популярные статьи:
Нормы: