Обчислення розрахункового числа прикладань навантаження літака В757-200

Розрахункові величини	Тип літака
В757-200	ТУ-204	АН-72
Число прикладань навантаження від опори літака за 20 років	1,2 × 105	2,2 × 105	2,8 × 105
Центральні моменти від навантажень літаків і , кН м/м	54,50 ( = )	52,50 ()	22,82 ()
Відношення /	1,0	0,96	0,42
Еквівалентне число прикладань навантаження від опори і -го типу літака, приведене до прикладання навантаження від опори розрахункового типу літака	1,2 × 105	1,0 × 105
Розрахункове число прикладань навантаження	2,2 × 105

Між ЗПС та РД необхідно запроектувати шов розширення з крайовим армуванням. Крайові ділянки плит (завширшки 0,8 × l = 0,8 × 1,2 = 0,96 м) повинні мати періодичну арматуру класу АІІ зверху і знизу [2, рис. 15.6]. Відповідно з [ 1, п 5.19] армування виконуємо арматурою ϴ 12 мм. Вздовж шва по 5 стержні зверху та знизу плити з шагом 233 мм. Поперек шва по 29 стержнів з шагом 266 мм. Площа перерізу одного стержня 113 мм². Загальна площа арматури в повздовжньому напрямку складає 1131 мм² (113×10=1131), а в поперечному напрямку – 6560 мм² (113×58=6560). Площа перерізу армованої ділянки плити поперек шва складає 336000 мм² (960×350=336000), відповідно процент армування становить 0,34% (1131/336000) > 0,25%. Площа перерізу плити вздовж шва складає 2 625000 мм² (7500×350=2625000), процент армування становить 0,25% (6560/2625000). Таке армування, прийняте конструктивно, відповідає вимогам чинних нормативів. Захисний шар бетону знизу та по кромкам плит – 30 мм, зверху – 40 мм.

Шов виконується з дошки товщиною 20 мм та шириною 240 мм. Верхні 110 мм заповнюються мастикою.

Приклад 4. Розрахунок одношарового бетонного узбіччя та КСГ на жорсткій основі

Вихідні данні аналогічні прикладу №3.

Розрахунок

Виконаємо розрахунок покриття для узбіччя та КСГ. Відповідно з вимогами [3] ці покриття повинні витримувати навантаження від разових викорчувань ПС. У зв’язку з цим розрахунок виконуємо лише на одне ПС з найбільшим нормативним навантаженням на опору.

Під час розрахунку аеродромного покриття ми з’ясували, що таким ПС є В757-200.

1. Для літака В757-200, який має найбільше навантаження на опру за формулою (1 та 2) знаходимо навантаження на колесо та радіус круга рівновеликого за площею відпечатка при k_d = 1,1:

= 484,7 кН, відповідно:

кН.

м.

Рисунок 6. Конструкція одношарового бетонного узбіччя (КСГ):

1 – бетон проектного класу В_btb4,0 і В30); 2 – два шари пергаміну;

3 – грунтоцемент М40; 4 – пісок гравелистий, 5 – суглинок

2. Призначаємо конструкцію покриття (рисунок 6). Передбачаємо використання бетону проектних класів В_btb4,0 і В30 з розрахунковими характеристиками R_btb = 3,43 МПа; Е_b = 3,24×10⁴ МПа і ґрунтоцементу (суглинку) класу за міцністю на стискання 40, одержаного способом змішування на місці, для якого з норм [1, табл. 4 дод. 9] приймаємо модуль пружності Е_гц= 15×10² МПа.

3. За даними норм [1, дод. 4] для суглинку природного заляган­ня з коефіцієнтом пористості е = 0,52 при другому типі гідрогеоло­гічних умов приймаємо = 50 МН/м³.

4. За вказівкою норм [1, п. 1 дод. 11] з використанням формули [1, формула 12] обчислюємо сумарну жорсткість плити покриття і ґрунтоцементної штучної основи:

кН · м²/м,

де за формулою (5) Н·м²/м = 18,9×10³ кН·м²/м

Н·м²/м = 400 кН·м²/м.

5. Відповідно до завдання місцевість відноситься до гідрогеологічних умов ІІ типу. Підстеляючий грунт – суглинки. Відповідно до [1. п. 5.26] необхідно запроектувати дренуючий шар основи товщиною не менше 25 см. В якості дренуючої основи прийнятий гравелистий пісок товщиною 460 мм для того, щоб нижня межа дренувального шару узбіччя була не вищою за дренувальний шар аеродромного покриття. За даними [1, табл. 6 дод. 9] визначаємо коефіцієнт постелі насипного середньозернистого піску = 1,2×10² МН/м³. Враховуючи наявність шару штучної основи з насипного середньозернистого піску, який підстеляється масивом суглинку, за вказівками [1. п. 2 дод. 5] визначаємо еквівалентний коефіцієнт по­стелі у межах стискуваної товщі грунтової основи. При цьому приймаємо: = 25 см (товщина шару піску); = 0.

Потім з норм [1, табл. дод. 4] з урахуванням другого типу гідрогео­логічних умов, коефіцієнта пористості ґрунту е = 0,52 та розташу­вання району будівництва у III дорожньо-кліматичній зоні (в межах України) приймаємо для суглинку в природному стані коефіцієнт постелі = 50 МН/м³.

За формулою (3) обчислюємо значення ек­вівалентного коефіцієнта постелі:

МН/м³,

де: α₃ визначена за формулою (4):

.

В наведених обчисленнях умовний діаметр передачі наванта­ження на основу D_r приймався рівним 3,2 м, оскільки літак В757-20 відповідає IІ категорії нормативного навантаження (1, табл.)

6. Пружна характеристика плити за формулою (7)

= 0,75 м

З урахуванням геометричних характеристик основної опори літака В757-200 (рисунок 5) обчислюємо значення і наведено в таблицю 5

Таблиця 5

Проміжні результати розрахунку покриття

Колесо		f(a)
Перше Друге Третє Четверте	0,255 - - -	0,1846 - - -	- 1,12 1,12	- 1,53 1,53	- -0,0066 0,0023 0,0263	- 0,0463 -0,0046 -0,0155

7. Визначаємо максимальні згинальні моменти при центральному навантаженні плити за формулами (7 та 8):

кН∙м/м;

кН∙м/м;

8. Приймаємо як більше з одержаних значень і :

= = 30,82 кН м/м.

9. За формулою (12) визначається параметр :

10. За даними норм [1, графіка 1 дод. 11] при = 44 знаходимо значення = 0,21. Після цього за формулою (13) обчислюємо параметр :

.

11. За формулою (14) визначаємо розрахункове значення моменту для одношарового покриття з сумарною жорсткістю кН м/м.

прийнявши = 30,82 кН · м/м і (відсутності передачі навантаження у швах):

кН · м/м.

12. За формулою (10) обчислюємо граничний зги­нальний момент для плити

кН · м/м.

Використаний тут коефіцієнт = 2 при поодинокому навантаженні.

13. Перевіряємо міцність покриття:

= 43,63 кН м/м < = 45,40 кН м/м (на 3,9 %).

Прийнята конструкція покриття відповідає умовам міцності.

14. Згідно з нормами [1, п.п. 5.27 і 5.28] відстань між поздовжніми технологічними швами стискання приймаємо 7,5 м (відповідно до ширини робочого органу бетоноукладчика). Товщина плити 19 см < 24 см, тому додатково нарізується хибний шов стиснення. Передачу навантаження або посилення плит не проектується.

Відстань між поперечними швами стиснення приймаємо 5 м. Передачу навантаження не проектуємо.

Таким чином, плити на узбіччях ЗПС, РД та на КСГ в плані мають розміри 3,75 × 5 м.