Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет устойчивости откоса насыпи программа

1.3 Расчёт устойчивости откосов пойменной насыпи

Из многих методик расчёта устойчивости откосов широкое практи-ческое применение нашел графо — аналитический метод расчета. Установ-лено, что в однородных связных грунтах поверхность смещения земляных масс близка к круглоцилиндрической и этот факт позволяет значительно упростить расчёты.

Устойчивость откосов насыпи принято оценивать коэффициентом устойчивости, , который представляет собой отношение моментов сил, удерживающих откос от смещения, к моменту сил, сдвигающих его относительно центра кривой смещения:

где [] – значение коэффициента, при котором насыпь считается устой-чивой ( в расчётах принято [] = 1,2-1,5.

При расчете устойчивости предполагается, что обрушение произой-дет по кругло-цилиндрической поверхности и сползающий массив грунта является монолитом.

Коэффициент устойчивости определяется по формуле

(1.14)

где fi – коэффициент внутреннего трения грунта;

Ni – нормальная составляющая веса i-го отсека, т;

Сi – удельное сцепление грунта, т/м 2 ;

li – длина кривой смешения i-го отсека, м,

Tуд(сдв) – касательная (тангенциальная) составляющая веса i-го отсека, т.

D – гидродинамическая сила, т;

объемный вес грунта, т/м 3

площадь отсека, м 2 ;

угол, образуемый радиусом-перпендикуляром и вектором, соединяющим центр кривой обрушения с точкой приложения сил на поверхности скольжения i-го отсека;

Длина кривой смещения i-го отсека, м, определяется как:

(1.15)

где i – центральный угол, соответствующий дуге li (см.рис.1.1).

В отсеках, расположенных левее вертикального радиуса тангенци-альные составляющие веса Тi, направлены в сторону, противоположную смещению грунта и являются удерживающими.

Таким образом, одна часть тангенциальных составляющих веса отсеков относится к удерживающим силам Туд, другая – к сдвигающим силам Тсдв.

В пойменных насыпях в одних отсеках грунты окажутся сухими, в других – частично сухими и частично насыщенными водой (под сухими грунтами условно понимают грунты, находящиеся в состоянии естественной влажности). Следовательно, подтопленной насыпи имеют разные сдвиговые характеристики.

Для оценки устойчивости необходимо найти такую поверхность смещения грунта, при которой коэффициент устойчивости имеет наименьшее значение.

Для этого рассматриваются несколько вариантов возможных кривых обрушения, для каждой из которых определяется коэффициент устойчи-вости насыпи. Учёт действия временной нагрузки и веса верхнего строения пути с водосливной призмой насыпи выполняется заменой нагрузок фик-тивными столбиками грунта с высотой соответственно hвр и hвс.

Временную нагрузку от подвижного состава заменяют фиктивным столбиком с высотой, hвр, м, которая определяется зависимостью

(1.16)

где pвр – интенсивность приложения временной нагрузки от локомотива, т/м 2 ;

н – расчетный объемный вес грунта насыпи при естественной влажности, т/м 3 .

Высота фиктивных столбиков заменяющего массу верхнего строения пути, hвс , м определяется аналогично:

(1.17)

где – интенсивность приложения полосовой прямоугольной нагрузки от веса верхнего строения пути, т/м 2 .

Интенсивность приложения полосовой прямоугольной нагрузки от веса верхнего строения пути на основную площадку земляного полотна можно принять для однопутного участка 1,41 т/м 2 , двухпутного – 1,54 т/м 2 (тип верхнего строения пути на обходе: рельсы – Р65, шпалы – деревянные, балласт – щебёночный).

Ширина фиктивных столбиков грунта от временной нагрузки равна длине шпалы bвр = 2,75 м, от верхнего строения пути bвс (при принятом типе верхнего строения пути) для однопутного участка – 4,70 м, двухпутного – 8,70 м. Временную нагрузку на двухпутных участках пути учитывают двумя фиктивными столбиками грунта с междупутным расстоянием l = 4,1 м.

Прежде чем строить возможные кривые обрушения для поиска минимального значения, необходимо провести линию центров этих кривых. Профессор Г.М. Шахунянц предложил способ её нахождения, который сводится к проведению из точки S линии SC (см. рис.1.1) под углом 36° к горизонту (определен па основе многолетнего опыта проектирования). После проведения линии SC необходимо построить несколько предполагаемых кривых смещения и для каждой из них вычислить коэффициент устойчивости откоса.

Анализ случаев потери устойчивости откосов земляного полотна, а также моделирование этих процессов показывает, что наиболее вероятно кривые смещения пройдут через точки на подошве откоса (точка А) и одну из точек расположенную: по оси земляного полотна, под концами шпал, на бровке земляного полотна и т.п.

Проведя из полухорды АВ, соединяющей эти две точки, перпендикуляр получим точку пересечения О, которая и будет центром возможной кривой обрушения с соответствующим радиусом R. Вычисление коэффициента устойчивости Ку по формуле (1.14) для любой кривой возможного обрушения начинается с разбивки сползающего массива на отдельные отсеки.

При делении сползающего массива грунта на отсеки границы их должны, в первую очередь, проходить через:

точки перелома поперечного очертания сползающего массива грунта с учётов фиктивной нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути;

точки на кривой скольжения, где изменяются характеристики грунтов;

точку пересечения вертикального радиуса с кривой скольжения;

После проведения границ отсеков, если ширина отдельных окажется больше 6 м (в масштабе чертежа) их необходимо разделить.

Площади отсеков вычисляют как площади простых фигур, а углы i определяют по значениям их синусов. Зная точку на кривой, которая является проекцией центра тяжести данного отсека, измеряют по горизонтали расстояние xi (от указанной точки до вертикального радиуса, а затем вычисляют синусы соответствующих углов:

(1.18)

Зная значение sin i , находим угол i и cosi.

Необходимо обратить внимание на тангенциальные составляющие веса отсеков Тi , которые расположены левее или правее вертикального направления радиуса кривой, так как они могут относится к удерживаю-щим силам Туд или к сдвигающим силам Тсдв.

П р и м е р. Примем следующие исходные данные: высота однопутной насыпи H=13,0 м, грунт – супесь; временная нагрузка от локомотива Pвр = 5,3 т/м 2 ; тип верхнего строения : рельсы Р65, с деревянными шпалами; удельный вес скелета грунта у = 2,71 т/м 3 ; угол внутреннего трения грунта насыпи (при естественной влажности) н = 25°; угол внутреннего трения грунта основания насыпи он = 27°; удельное сцепление грунта насыпи (в состоянии естественной влажности) Сн = 1,2 т/м 2 ; удельное сцепление грунта основания насыпи Сон = 1,5 т/м 2 ; влажность грунта насыпи W = 23%; пористость грунта насыпи n = 34%;

объемный вес грунта основания насыпи он = 2,1 т/м 3 (при влажности Wон = 20%); средний уклон кривой депрессии I = 0,08; отметка основания насыпи 60,0 м; отметка горизонта высоких вод (ГВВ) 64,0 м; высота набега волны hвн = 0,5 м.

Проектирование и расчет устойчивости откосов пойменной насыпи производится в следующем порядке.

Читайте так же:
Чем отделать откосы балкона

1. Определяем расчетные характеристики грунта насыпи и основания насыпи:

а) для сухой части насыпи – по формулам (1.2), (1.3), (1.4)

т/м 3

т/м 2

б) для обводнённой части насыпи по формулам (1.5), (1.6), (1.7)

т/м 3

т/м 2

в) для обводнённого грунта основания насыпи – по формулам (1.8), (1.9), (1.10), (1.11)

т/м 3

т/м 2

2. Определяем размеры фиктивных столбиков грунта для временной нагрузки и нагрузки от веса верхнего строения пути:

а) высота столбика грунта, заменяющего временную постоянную нагрузку от локомотива, определяется по формуле (1.16)

м

Основание столбика принимается равным длине шпалы bвр = 2,75 м.

б) высота столбика грунта, заменяющего давление верхнего строения пути, определяется по формуле (1.17)

м

Ширина столбика грунта, заменяющего давление верхнего строения пути, bвс = 4,7 м

3. Руководствуясь изложенными положениями в первом разделе и исходными данными, проектируем поперечный профиль насыпи. С учетом поперечного уклона местности на чертеж наносится поверхность земли (см. рис.1.1), а точка пересечения оси земляного полотна с поверхностью принимается за отметку основания насыпи, равную 60,0 м. При высоте насыпи Н = 13,0 м относительная отметка бровки основной площади земляного полотна составит 73,0. Ширина земляного полотна принята 7,5 м, с учётом уширения перед мостом с двух сторон по 0,5 м.

Крутизна откосов верхней части насыпи высотой до 6,0 м принята 1:1,5 с последующим переходом к крутизне 1:1,75 до бермы. Запас на неподтопление бермы определяется по формуле (1.1)

м.

Таким образом, отметка бровки бермы (она же отметка укрепления откоса подтопляемой части насыпи) составит 64,0+1,05 = 65,05 м. Крутизна откосов бермы принята 1:2,0, а ширина — 10,0 м.

От точки пересечения горизонта высоких вод с осью поперечного профиля земляного полотна проводится линия среднего уклона кривой депрессии I = 0,08 в сторону откосов. Грунты, расположенные ниже этой линии, будут обводнены.

4.,Нананосим кривую обрушения АВ радиусом R = 32,7 м, согласно рекомендаций изложенных в разделе 3 и разбиваем возможную площадь обрушения на отсеки (с учетом фиктивных столбиков грунта).

Расчеты по вычислению коэффициента устойчивости сводим в табл. 1.1.

Значения xi и i для каждого отсека берутся с поперечного профиля насыпи (рис. 1.1). Силы сцепления для каждой зоны насыпи определяются по формулам (1.14), (1.15):

для зоны насыпи с естественной влажностью

т

для обводненной зоны насыпи

т

для зоны обводненного основания насыпи

т

Величина гидродинамической силы (см. формулы (1.12), (1.13))

Расчет устойчивости откосов подтопляемых насыпей

Потеря устойчивости откосов высоких подтопляемых пойменных насыпей и глубоких выемок на спусках в долину реки является одним из наиболее распространенных видов деформаций земляного полотна на мостовых переходах. Поэтому проверка устойчивости откосов земляного полотна на подходах к мостам — обычная задача для инженера-дорожника, а выполняемые при этом геотехнические расчеты — обязательная часть обоснования проектов мостовых переходов.

При расчетах устойчивости откосов исходят из следующих возможных схем их обрушения:

если грунт земляного полотна однороден или отдельные его слои мало отличаются по прочностным показателям, смещение оползающего массива происходит по образующейся в грунте криволинейной поверхности скольжения;

если грунт земляного полотна имеет неоднородные напластования (откосы глубоких выемок на спусках в долину реки), резко различающиеся по прочностным показателям, смещение грунтовых массивов может происходить по фиксированным поверхностями раздела между слоями.

Наиболее опасными и часто встречающимися случаями являются обрушения откосов по криволинейным поверхностям скольжения. Как показывают наблюдения, откосы насыпей обрушаются по поверхностям скольжения, близким по Форме к кругло-цилиндрическим (рис. 17.6).

Рис. 17.6. Положения опасных кривых скольжения при различных грунтах основания:
а -устойчивых; б -слабых; Lск — расчетная длина скольжения; z — глубина трещины

Обрушению откоса всегда предшествует появление вертикальной трещины обрушения, параллельной бровке земляного полотна (трещины Терцаги). В зависимости от свойств грунтового основания насыпи возможны два вида обрушения:

при достаточно устойчивых грунтах основания поверхность обрушения обычно проходит через подошву откоса насыпи (см. рис. 17.6, а);

в случае слабого грунтового основания поверхность обрушения может заходить в пределы слабого слоя и распространяться за пределы подошвы откоса насыпи (см. рис. 17.6, б).

Устойчивость откоса насыпи оказывается обеспеченной лишь в том случае, если сумма всех сил. сдвигающих массив обрушения (или их моментов относительно оси вращения), оказывается меньше сил (или их моментов), его удерживающих, т.е. при коэффициенте устойчивости Кр ³ 1. Однако, учитывая некоторую погрешность методов расчета, погрешность исходных данных, неучет фактических условий работы (например, динамические воздействия подвижного состава) и т.д., с инженерной точки зрения, устойчивость откоса считается обеспеченной, если расчетный коэффициент устойчивости (17.6) оказывается равным нормативному Кн, или больше его:

(17.6)

Нормативный коэффициент устойчивости определяют:

К1 — коэффициент, учитывающий степень достоверности данных о характеристиках грунтов: К1 = 1 при большом количестве испытаний образцов; К1= 1,05 при испытании менее 5 образцов; К1 = 1,1 при испытании менее 3 образцов;

К2 — коэффициент, учитывающий категорию дороги: К2 = 1,03 — для дорог I и II; К2 = 1 — для дорог — III-V категорий;

К3 — коэффициент, учитывающий степень ущерба для народного хозяйства в случае аварии сооружения: К3 = 1,2, если разрушение представляет опасность для движения либо вызывает перерыв движения более чем на 1 сут; К3 = 1,1, если ожидаемый перерыв движения менее 1 сут; К3 = 1, если нарушение устойчивости вызывает снижение скоростей движения или нарушает работу водоотводных устройств;

К4 — коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям: К4 = 1,05, если расчет ведется методом попыток; К4 = 1, если плоскость ослабления грунтового массива ясно выражена и грунт однороден;

К5 — коэффициент, учитывающий вид грунта и его работу в сооружении: К5 = 1,03 — для песчаных грунтов; К5 = 1,05 — для глинистых грунтов;

Км — коэффициент, учитывающий особенности метода расчета: Км = 1 при расчетах по Терцаги — Крею и Шахунянцу; Км = 0,8 — по Маслову — Береру.

Для сухих откосов земляного полотна появление сдвигающих сил обусловлено собственным весом обрушающегося массива и временной нагрузкой от подвижного состава. Для периодически подтопляемых насыпей подходов к мостам возникает дополнительное гидродинамическое давление в результате давления и трения о поверхность грунтовых частиц воды, просачивающейся из водонасыщенной насыпи после падения уровней высоких вод на спаде паводка (рис. 17.7).

Читайте так же:
Уличные откосы для сайдинга

Рис. 17.7. Схема к расчету устойчивости откосов подтопляемой насыпи:
1 — сухой грунт; 2 — ось насыпи; 3 — водонасыщенный грунт;
J — градиент грунтовых вод; D — гидродинамическое давление

Физическая природа сил, удерживающих массив обрушения, заключается в наличии сил внутреннего трения грунта Рtgj и сцепления с. В общем случае земляное полотно может быть представлено многослойной системой, характеризуемой наличием одного или нескольких геологических слоев с различными физико-механическими свойствами (объемный вес, силы внутреннего трения, сцепление), при этом, для водонасыщенной насыпи один и тот же грунт будет обладать разными физико-механическими показателями выше и ниже кривой депрессии. Так, для грунта ниже уровня грунтовых вод объемный вес определяют с учетом сил взвешивания, а сцепление принимают меньшим, чем для грунта сухой части насыпи.

Задача оценки устойчивости откосов земляного полотна сводится к отысканию такого положения центра критической кривой скольжения, при котором коэффициент устойчивости откоса будет наименьшим. Ни один из известных методов расчета устойчивости откосов не дает сразу точного положения центра наиболее опасной кривой скольжения, который может быть найден лишь методом последовательных приближений. При компьютерных расчетах устойчивости вопрос многодельности таких расчетов снимается.

В практике проектирования автомобильных дорог и мостовых переходов наибольшее распространение получил метод оценки устойчивости откосов шведского ученого Феллениуса, согласно которому центры наиболее опасных кривых скольжения располагаются вблизи прямой, проходящей через точки А и В, получаемой построением согласно рис. 17.8 и табл. 17.2.

Рис. 17.8. Схема к определению положения центра критической кривой скольжения:
р — распределенная нагрузка; Н — высота насыпы; Р — вес; N — нормальная сила; Т — сдвигающая сила; I-IX — расчетные отсеки

Параметры прямой Феллениуса

Коэффициент заложения откосаУгол наклона откосаУглы, град
ab
1:0,5860°
1:145°
1:1,533°40′
1:226°34′
1:318°26′
1:414°03′
1:511°19′

Глубину проникания вертикальной трещины определяют по формуле Терцаги:

где (17.8)

с — расчетное сцепление грунта;

j — угол внутреннего трения;

g — объемный вес грунта.

В первом приближении положение центра кривой скольжения принимают на пересечении прямой Феллениуса с вертикалью, проходящей через подошву откоса. Оползающий массив разбивают на вертикальные отсеки. Обычно бывает достаточно 10-20 отсеков шириной Dхi, (см. рис. 17.8). По горизонтали проверяемый массив делят на несколько слоев в соответствии с положением границ раздела геологических напластований. Для подтопляемых пойменных насыпей обязательно выделяют сухую и водонасыщенную части насыпи. При этом уровень грунтовых вод по оси насыпи принимают равным расчетному уровню высокой воды (РУВВp%), а угол наклона кривой депрессии в соответствии с таблицей 17.3.

Гидравлические градиенты и углы депрессии

Наименование грунтаГидравлический градиент JУгол депрессии a
Крупнообломочный грунт0,003-0,0060,0015-0,003
Песчаные грунты0,006-0,0200,003-0,010
Супесчаные грунты0,020-0,0500,010-0,026
Суглинки0,050-0,1000,026-0,053
Глинистые грунты0,100-0,1500,053-0,081
Тяжелые глины0,150-0,2000,081-0,111
Торфянистые грунты (в зависимости от вида торфа и степени его разложения)0,020-0,1200,010-0,064

Следует иметь в виду, что пойменные насыпи, возведенные из практически водонепроницаемых грунтов, рассчитывают как обычные сухие насыпи. С другой стороны, насыпи, возведенные из грунтов с высоким коэффициентом фильтрации (среднезернистые и крупнозернистые пески, гравелистые грунты и т.д.), рассчитывают также без учета сил гидродинамического давления, поскольку уровень грунтовых вод вследствие хорошей фильтрации успевает следовать понижающемуся уровню высокой воды в реке. Однако расчеты устойчивости откосов в этих случаях все-таки рассчитывают с учетом сил взвешивания для подтопленной части грунтового массива.

На каждый i-й отсек действует:

где

Gij — вес j-й призмы грунта в пределах i-го отсека с учетом временной нагрузки, заменяемой эквивалентным слоем грунта;

ai — средний угол наклона поверхности скольжения в пределах i-го отсека;

j — угол внутреннего трения грунта на поверхности скольжения;

с — сцепление грунта на поверхности скольжения;

li — длина дуги скольжения в пределах i-го отсека.

Если рассматривать насыпь единичной длины, то вес j-й призмы i-го отсека можно вычислить:

для сухой части насыпи

для водонасыщенной части насыпи

где

Wij — площадь j -й призмы i-го отсека;

gj — объемный вес грунта j-го геологического слоя.

Гидродинамическое давление для подтопляемой части насыпей:

Wв — площадь массива обрушения ниже уровня грунтовых вод;

J — гидравлический градиент, принимаемый равным тангенсу хорды, стягивающей кривую депрессии, и принимаемый по табл. 17.3.

Таким образом, в общем случае коэффициент устойчивости земляного полотна будет определяться:

(17.9)

Последовательность детального расчета устойчивости откосов земляного полотна на современном этапе, как правило, выполняемого на компьютерах, сводится к следующему:

согласно рис. 17.7 и табл. 17.2 определяют уравнение прямой Феллениуса, вблизи которой располагаются центры наиболее опасных кривых скольжения;

по формуле (17.8) вычисляют глубину проникания трещины Терцаги (см. рис. 17.6);

исследуемый массив земляного полотна делят на п вертикальных отсеков шириной Dхi каждый (обычно п = 10-20) и на m слоев в соответствии с положением границ раздела геологических напластований и кривой депрессии (в случае подтопляемой насыпи) (см. рис. 17.8.);

задаются в первом приближении положением центра кривой скольжения на пересечении ординаты, восстановленной из подошвы откоса с прямой Феллениуса. Радиус кривой скольжения определяется значением ординаты полученного центра;

по формуле (17.9) находят значение коэффициента устойчивости откоса К;

с шагом Dх* меняют положение центра влево по прямой Феллениуса и при новом положении центра кривой скольжения по формуле (17.9) вычисляют новое значение коэффициента устойчивости К’;

если К’ К, то меняют положение центра скольжения с шагом Dх* вправо до тех пор, пока не будет установлено положение центра с минимальным значением коэффициента устойчивости (см. рис. 17.7);

далее вновь меняют положение центра кривой скольжения, но уже по нормали к кривой Феллениуса в найденной ранее точке влево с шагом Dу*, и по формуле (17.9) вычисляют значение коэффициента устойчивости К»;

если К» К’, то с шагом Dу* ищут положение наиболее опасного центра вправо от прямой Феллениуса;

найденное таким образом минимальное значение коэффициента устойчивости является расчетным для данного поперечника земляного полотна Кp. Его сравнивают с нормативным Кн по формуле (17.7) и, если оказывается, что Кp ³ Кн, то устойчивость откоса земляного полотна обеспечена. Если Кp

Читайте так же:
Определение объемов работ по устройству откосов

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.006 с) .

Несколько примеров расчета в SCAD Office

Программный комплекс SCAD помимо расчетного модуля конечно-элементного моделирования имеет в своем составе набор программ, способных выполнять решение более частных задач. Ввиду своей автономности набор программ сателлитов можно использовать отдельно от основного расчетного модуля SCAD, причем не запрещается выполнять совместные расчеты с альтернативными программными комплексами (ПК ЛИРА 10, Robot Structural Analysis, STARK ES). В данной статье мы рассмотрим несколько примеров расчета в SCAD Office.

Пример подбора арматуры в ребре плиты заводской готовности в программе SCAD

Плита будет монтироваться на стройплощадке, например, на кирпичные стены шарнирно. Моделировать для такой задачи всю плиту, часть здания или целиком все здание считаю нецелесообразным, поскольку трудовые затраты крайне несоизмеримы. На помощь может прийти программа АРБАТ. Ребро рекомендуется нормами рассчитывать, как тавровое железобетонное сечение. Меню программного комплекса SCAD интуитивно-понятное: по заданному сечению, армированию и усилию инженер получает результат о несущей способности элемента со ссылкой на пункты нормативных документов. Результат расчета может быть автоматически сформирован в текстовом редакторе. На ввод данных уходит примерно 5-10 мин, что значительно меньше формирования конечно элементной модели ребристого перекрытия (не будем забывать, что в определенных ситуациях расчет методом конечных элементов дает больше расчетных возможностей).

Пример расчета закладных изделий в SCAD

Теперь вспомним расчет закладных изделий для крепления конструкций к железобетонным сечениям.

Нередко встречаю конструкторов, закладывающих параметры из конструктивных соображений, хотя проверить несущую способность закладных довольно просто. Для начала необходимо вычислить срезающее усилие в точке крепления закладной детали. Сделать это можно вручную, собрав нагрузки по грузовой площади, или по эпюре Q конечно-элементной модели. Затем воспользоваться специальным расчетным боком программы АРБАТ, занести данные по конструкции закладной детали и усилиям, и в итоге получить процент использования несущей способности.

Еще с одним интересным примером расчета в SCAD может столкнуться инженер: определение несущей способности деревянного каркаса. Как мы знаем, ввиду ряда причин расчетные программы МКЭ (метод конечных элементов) не имеют в своем арсенале модули расчета деревянных конструкций по российским нормативным документам. в связи с этим расчет может производится вручную или в другой программе. Программный комплекс SCAD предлагает инженеру программу ДЕКОР.

Помимо данных по сечению, программа ДЕКОР потребует от инженера ввода расчетных усилий, получить которые поможет ПК ЛИРА 10. Собрав расчетную модель, можно присвоить стержням параметрическое сечение дерева, задать модуль упругости дерева и получить усилия по деформационной схеме:

Полученные усилия далее необходимо задать в программе ДЕКОР для расчета сопротивления деревянного сечения.

В данном примере расчета в SCAD, критическим значением оказалась гибкость элемента, запас по предельному моменту сечений «солидный». Вспомнить предельное значение гибкости деревянных элементов поможет информационный блок программы ДЕКОР:

Пример расчета несущей способности фундамента в SCAD

Неотъемлемой частью моделирования свайно-плитного фундамента является расчет несущей способности и осадки сваи. Справится с задачей подобного рода, инженеру поможет программа ЗАПРОС. В ней разработчики реализовали расчет фундаментов согласно нормам «оснований и фундаментов» и «свайного фундамента» (в расчетных программах МКЭ таких возможностей не встретишь). Итак, чтобы смоделировать сваю, необходимо вычислить жесткость одноузлового конечного элемента. Жесткость измеряется в тс/м и равна отношению несущей способности сваи к ее осадке. Моделирование рекомендуется выполнять итерационно: в начале задавать приближенную жесткость, затем уточнять значение жесткости по вычисленным параметрам сваи. Построенная модель расчета методом конечных элементов позволит нам не только точно найти нагрузку на сваю, но и рассчитать армирование ростверка:

После расчета конструкции пользователь ПК ЛИРА 10 сможет вычислить требуемую нагрузку на сваю по выводу мозаики усилий в одноузловом конечном элементе. Полученное максимальное усилие будет являться требуемой расчетной нагрузкой на сваю, несущая способность выбранной сваи должна превышать требуемое значение.

В качестве исходных данных в программу ЗАПРОС вводиться тип сваи (буровая, забивная), параметры сечения сваи и грунтовые условия согласно данным геологических изысканий.

Пример расчета узловых соединений в SCAD

Расчет узловых соединений – важная часть анализа несущей способности зданий. Однако, зачастую, конструктора пренебрегают данным расчетом, результаты могут оказать крайне катастрофическим.

На рисунке приведен пример отсутствие обеспечения несущей способности стенки верхнего пояса подстропильной фермы в точке крепления стропильной фермы. Согласно СП «Стальные конструкции» подобные расчеты производятся в обязательно порядке. В программа расчета методом конечных элементов и такого расчета тоже не встретишь. Выходом из ситуации может стать программа КОМЕТА-2. Здесь пользователь найдет расчет узловых соединений согласно действующих нормативных документов.

Наш узел – ферменный и для его расчета необходимо выбрать советующий пункт в программе. Далее пользователь выбривает очертание пояса (наш случай V-образный), геометрические параметры панели, усилия каждого стержня. Усилия, как правило, вычисляются в расчетных программах МКЭ. По введенным данным программа формирует чертеж для наглядного представления конструкции узла и вычисляет несущую способность по всем типам проверки согласно нормативным документам.

Пример построения расчета МКИ в SCAD

Построение моделей расчета методом конечных элементов не обходится без приложения нагрузок, вычисленные вручную значения присваиваются в расчетных программах МКЭ на элемент. Помощь в сборе ветровых и снеговых нагрузках инженеру окажет программа ВЕСТ. Программа включает в себя несколько расчетных модулей, позволяющих по введенном району строительства и очертанием контура здания вычисляет ветровую и снеговую нагрузку (самые распространенные расчетные модули программы ВЕСТ). Так, при расчете навеса, конструктор должен указать высоту конька, угол наклона и ширину ската. По полученным эпюрам нагрузка вводится в расчетную программу, например, ПК ЛИРА 10.4.

В качестве вывода, могу сказать, что программный комплекс SCAD и его сателлиты позволяют пользователю существенно снизить трудозатраты при вычислении локальных задач, а также формировать точные расчетные модели, а также содержат справочные данные, необходимые в работе инженеров — строителей. Автономность программ позволяет конструкторам использовать их в сочетании с любыми расчетными комплексами, основанных на расчете методом конечных элементов.

Также рекомендую посмотреть вебинар по совместному использованию ПК ЛИРА 10 и программы ЗАПРОС (SCAD office) на примере расчета свайного основания.

Читайте так же:
Чем выровнять откос двери

СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт. Часть 2

3.30*. Смежные элементы продольного профиля, алгебраическая разность уклонов которых превышает указанную в табл. 9*, следует сопрягать посредством разделительных площадок или элементов переходной крутизны длиной не менее указанной в табл. 10*.

Масса поезда, брутто/т

Наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны, м, при категории подъездных и соединительных путей

Примечание. Длину элементов переходной крутизны при алгебраической разности сопрягаемых уклонов менее указанной в табл. 9* допускается снижать пропорционально уменьшению алгебраической разности, но не менее чем до 100 м на путях I категории и до 50 м — II и III категорий.

В выемках длиной более 400 м , а также в выемках, устраиваемых в вечномерзлых грунтах, независимо от длины должны предусматриваться встречные уклоны, образующие выпуклый профиль крутизной соответственно 2 и 4 0 / 00 .

3.31. В обоснованных случаях (при необходимости обеспечения заданной отметки в определенной точке трассы, сокращения объемов земляных работ и т.д.) смежные прямолинейные элементы продольного профиля вместо плавной вертикальной кривой допускается сопрягать двумя и более элементами криволинейного профиля постоянной или переменной кривизны.

Длина элементов криволинейного профиля должна быть не менее 25 м, а алгебраическая разность смежных уклонов — не более 2 0 / 00 . Общая длина сопряжения должна быть не менее длины, получаемой при проектировании этого участка по нормам, указанным в п. 3.30*.

3.32*. Точки переломов продольного профиля путей следует располагать вне переходных кривых на расстоянии от их концов, а также от концов круговых кривых (если переходные кривые не устраиваются), от концов пролетных строений мостов и путепроводов с безбалластными пролетными строениями не менее чем на величину Т, м, определяемую по формуле

(1)

где r 0 — радиус вертикальной кривой, м ;

D i — алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, 0 / 00 .

В случаях, когда соблюдение изложенных требований связано с существенным увеличением объема земляных работ, а также при смягчении подъема на кривых участках пути переломы продольного профиля допускается располагать независимо от плана пути.

Начало или конец вертикальной кривой должны быть удалены от ворот здания или от начала грузового фронта (фронта подачи) не менее чем на длину наиболее длинного вагона, подаваемого под погрузку или разгрузку. В трудных условиях при реконструкции это расстояние допускается уменьшать до 2 м, при этом следует предусматривать мероприятия от ухода вагонов.

ПЛАН И ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ПУТЕЙ НА РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТАХ

3.33*. Раздельные пункты и отдельные парки следует располагать на прямых участках пути. В трудных условиях допускается размещение их на кривых радиусом не менее 500 м, обращенных в одну сторону. В особо трудных условиях допускается размещение раздельных пунктов, на которых не производится маневровая работа, на обратных кривых радиусом не менее 500 м .

Раздельные пункты с числом парковых путей 5 и менее, на которых предусматриваются только отцепка и перестановка (без сортировки) вагонов, допускается размещать на кривых радиусом не менее 350 м, а разъезды, на которых отцепка локомотивов от составов не предусматривается, а также станции карьеров и отвалов — на кривых радиусом не менее 200 м, обращенных в одну сторону.

В отдельно обоснованных случаях при переустройстве (реконструкции) раздельных пунктов допускается сохранение радиусов существующих кривых, но не менее 160 м.

3.34*. Вытяжные пути следует располагать на прямых участках. В трудных условиях допускается размещать их на кривых радиусом не менее 600 м, а в особо трудных условиях — радиусом, м, не менее:

500 — при маневровых локомотивах со сцепной массой более 120 т;

300 — то же, более 50 до 120 т;

Расположение вытяжных путей на обратных кривых не допускается. В исключительных случаях при соответствующем обосновании допускается сохранение обратных кривых на существующих вытяжных путях при реконструкции раздельных пунктов. При этом должна быть обеспечена видимость, достаточная для безопасного производства маневровой работы.

3.35*. Горловины раздельных пунктов следует располагать на прямых участках пути. В особо трудных условиях и при переустройстве существующих раздельных пунктов допускается при соответствующем обосновании располагать горловины на кривых радиусом не менее 500 м с применением соответствующих схем укладки стрелочных переводов.

3.36*. На кривых участках раздельных пунктов путей (кроме путей, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов) возвышение наружного рельса, переходные кривые и прямые вставки между смежными кривыми разрешается не предусматривать.

3.37. Радиус закрестовинной кривой должен быть не менее радиуса переводной кривой прилегающего стрелочного перевода. При этом разрешается устройство закрестовинной кривой без возвышения наружного рельса.

В стесненных условиях и при реконструкции допускается радиус закрестовинной кривой уменьшать до норм табл. 5 с устройством прямой вставки между торцом крестовины и началом круговой кривой, обеспечивающей отвод уширения колеи.

3.38*. Радиусы кривых участков путей, соединяющих отдельные парки раздельных пунктов, и путей следования одиночных локомотивов должны быть не менее 200 м, в трудных условиях — 150 м.

3.39*. Расстояния между осями смежных путей раздельных пунктов на прямых участках следует принимать по табл. 11 *.

Назначение станционных путей

Расстояния между осями смежных путей, мм

Главные и смежные с ними пути

Приемоотправочные и сортировочные пути

Крайние пути смежных пучков путей сортировочного парка

Стрелочная улица и смежный с ней путь

Экипировочные пути при наличии на них: смотровых канав пескораздаточного устройства (со стороны лестницы)

Пути парков приема, отправления, сортировочно-отправочные пути, где предусматривается безотце-почный ремонт вагонов

Через один путь

Весовой и смежный с ним путь со стороны весовой платформы

Пути для отцепочного ремонта вагонов

Через один путь

Пути стоянки подвижного состава (кроме путей для перегрузки) и другие второстепенные пути

Погрузочно-разгрузочный путь у специализированной высокой платформы и смежный парковый или другой путь (при отсутствии особых требований)

Пути перегрузки непосредственно из вагона в вагон колеи 1520 мм

Пути перегрузки из вагонов колеи 1520 мм в вагоны колеи 750 мм и обратно при уровне полов вагонов:

Вытяжной и смежный с ним путь

При расположении в междупутьях колонн, опор, светофоров, стрелочных будок и других сооружений и устройств, в том числе на кривых участках раздельных пунктов путей, расстояние между осями путей в необходимых случаях следует увеличивать в соответствии с ГОСТ 9238 — 83.

Читайте так же:
Как сделать откосы искусственным камнем

3.40*. На раздельных пунктах через каждые 8 — 10 путей, а в отдельных случаях — между группами путей различного назначения должны предусматриваться уширенные до 6500 мм междупутья.

На электрифицируемых раздельных пунктах для установки опор контактной сети следует предусматривать уширенные до 7000 мм междупутья через каждые 6 — 8 путей.

3.41*. Раздельные пункты, отдельные парки и пути маневровых районов, на которых предусматривается сортировка вагонов, следует располагать на горизонтальной площадке, а в трудных и особо трудных условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании — на уклонах не круче 1,5 0 / 00 .

Раздельные пункты, на которых сортировка вагонов не предусматривается, допускается располагать на уклонах не круче 2,5 0 / 00 .

Для реконструируемых раздельных пунктов в обоснованных случаях допускается сохранять существующие уклоны.

Разъезды и обгонные пункты, на которых не предусматриваются производство маневров и отцепка локомотива или вагонов от состава, допускается при соответствующем обосновании и обеспечении удержания поезда тормозами локомотива, от трогания с места располагать на уклонах, не превышающих 12 0 / 00 .

В карьерах и на отвалах горно-добывающих предприятий транзитные станции, разъезды и обгонные пункты при тех же условиях допускается располагать на уклоне крутизной до 75 0 / 00 руководящего. Тупиковые станции и разъезды, предназначенные для изменения направления движения поездов, а также посты (без путевого развития) могут размещаться на уклоне менее руководящего на 3 0 / 00 .

В случаях, когда по условиям продольного профиля подходов к раздельным пунктам возможен самопроизвольный уход подвижного состава на подъездной или соединительный путь, продольный профиль путей раздельных пунктов, разъездов и обгонных пунктов в пределах полезной длины, где предусматриваются отцепка локомотивов или вагонов от составов и производство маневровых операций, следует проектировать преимущественно вогнутого очертания с одинаковыми отметками высот по концам полезной длины путей (трехэлементный профиль) или предусматривать другие меры, исключающие самопроизвольный уход вагонов на перегон (предохранительные тупики, сбрасывающие стрелки, автоматические башмаконакладыватели, заторможенные замедлители и др.). Допустимая глубина понижения при устройстве трехэлементного профиля принимается 0,45 — 0,55 м, крутизна противоуклона 1,5 — 2,5 0 / 00 .

3.42*. При расположении раздельных пунктов площадки на переломном продольном профиле длина и сопряжение элементов профиля должны соответствовать основным нормам, установленным для подъездных и соединительных путей. При этом, если к раздельному пункту подходят пути различных категорий, длину сопрягаемых элементов профиля следует предусматривать по нормам, установленным для пути более высокой категории.

В трудных условиях длину элементов продольного профиля на раздельных пунктах допускается принимать не менее 100 м, радиус вертикальной кривой вне пределов стрелочных горловин — не менее 2000 м.

Пути, соединяющие отдельные парки раздельных пунктов, следует проектировать с уклонами, определяемыми тяговыми расчетами в зависимости от максимальной массы обращающихся по этим путям составов с ограничениями, приведенными в п. 3.22*.

Длина элементов продольного профиля путей, соединяющих отдельные парки раздельных пунктов, и путей одиночного следования локомотивов должна быть не менее 50 м.

3.43*. Сортировочные пути в пределах стрелочной зоны со стороны вытяжного пути следует располагать по возможности на спуске до 2,5 0 / 00 в сторону сортировки вагонов или на площадке.

Вытяжные пути за пределами стрелочной горловины раздельных пунктов следует располагать на спуске не круче 2,5 0 / 00 в сторону обслуживаемых ими путей или на горизонтальной площадке. В трудных условиях вытяжные пути допускается располагать на подъеме не круче 2 0 / 00 в сторону станции.

Продольный профиль вытяжных путей, предназначенных для перестановки составов или групп вагонов, а также для сортировки вагонов осаживанием, при общем среднесуточном объеме сортировки менее 150 вагонов (с учетом коэффициентов трудоемкости переработки, приведенных в п. 3.130*) допускается принимать аналогичным продольному профилю смежного пути при условии обеспечения трогания с места этих составов или групп вагонов, а также фиксированной остановки их при выключенных вагонных тормозах.

Примечание . Нормы настоящего пункта не распространяются на вытяжные пути специального профиля и пути сортировочных горок, а также на сортировочные пути станций, оборудованных вытяжными путями специального профиля и горками.

3.44*. Стрелочные горловины, за исключением тех, на которых производится сортировка вагонов толчками или с горки, следует располагать на горизонтальной площадке или на уклоне не круче 2,5 0 / 00 .

Диспетчерские съезды, отдельные стрелочные переводы на подъездных и соединительных путях, а в трудных условиях и горловины, на которых не предусматривается производство маневров, разрешается располагать на любом уклоне, не превышающем руководящий, уменьшенный на 3 0 / 00 .

3.45*. Стрелочные переводы на главных и приемоотправочных путях раздельных пунктов надлежит предусматривать вне пределов вертикальной кривой. В трудных условиях стрелочные переводы допускается располагать в пределах вертикальной кривой радиусом не менее 5000 м; в особо трудных условиях, при переустройстве (реконструкции) существующих раздельных пунктов, а также на раздельных пунктах лесовозных веток, в карьерах и отвалах — не менее 2000 м.

3.46. Пути экипировки, стоянки локомотивов, ремонта и отстоя вагонов следует проектировать горизонтальными. В трудных условиях допускается располагать пути на уклоне не круче 2,5 0 / 00 . При этом должны быть предусмотрены меры против самопроизвольного ухода подвижного состава (см. п.3.41*).

план и ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ПОГРУЗОЧНО- РАЗГРУЗОЧНЫХ ПУТЕЙ

3.47. Постоянные погрузочно-разгрузочные пути промышленных предприятий следует располагать на прямом участке. В трудных условиях допускается проектировать их на кривой радиусом не менее 300 м, а на открытых площадках — не менее 250 м. При соответствующем обосновании допускается уменьшать радиусы кривых до 180 м.

3.48. Устройство въездов в здания и на грузовые фронты следует предусматривать с учетом требований пп. 3.18, 3.32* и 3.240.

Железнодорожные и автомобильные въезды в здание следует проектировать, как правило, раздельно. При небольших размерах движения (до четырех железнодорожных подач и до 25 автомобилей в сутки) допускается совмещение железнодорожных и автомобильных въездов. При реконструкции предприятий допускается сохранять существующие совмещенные въезды с большими размерами движения при условии обеспечения безопасности движения и заданных объемов перевозок.

3.49. Радиусы кривых в плане на передвижных и временных погрузочно-разгрузочных путях, располагаемых в забоях карьеров и на отвалах, следует принимать не менее указанных в табл. 12.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector