1. Расчет на прочность

1. 

2. 

3. 

4. , м

5. Определяем величину изгибающего момента

1. =0,008/1,015=0,008

2. По вычисленному значению R_e/l находим значение f() по таблице;

f() =0,0029

3. Подставим найденное значение f(), определяем изгибающий момент:

. кНм/м

6. Определяем единичные изгибающие моменты m x(y)_i в расчетном сечении от действия колес, результаты вычислений записываем в табличной форме. Ниже представлен пример расчета для самолета ИЛ-62 с шестью колесами на стойке:

Таблица 4.4 - Единичные изгибающие моменты m x(y)_i в расчетном сечении от действия колес

№№ колес	Абсолютные координаты, м			Приведенные координаты			Единичные изгибающие моменты
	yi (аd)	xi (a)	i =		i =	mxi		myi
2	0,98	0,00	0,94		0,00	0,0037		0,0590
3	0,98	0,62	0,94		0,60	0,0089		0,0314
4	0,00	0,62	0,00		0,60	0,0949		0,0338
5	1,03	0,62	0,99		0,60	0,0061		0,0302
6	1,03	0,00	0,99		0,00	0,0015		0,0551

7. , кН*м/м;

8. , кН*м/м

9. 

10. 

Проверяем выполнение условия прочности:

Если расчетный момент превышает предельный, то необходимо увеличить толщину плиты или применить более упрочненное основание.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

Гидравлический и прочностной расчеты элементов водоотвода

аэродрома

1. Гидравлический расчет лотков искусственных покрытий и грунтовых лотков.

Расчетные расходы, формирующиеся в открытых лотках искусственных покрытий, определяют по методу предельных интенсивностей. Гидравлический расчет сводится к подбору такого значения водосборной площади, с которой вычисленный поверхностный сток был равен пропускной способности лотка при его работе полным сечением. Места расположения дождеприемников устанавливают из условия, чтобы расчетный расход с водосборной площади не превышал пропускную способность открытого лотка:

Конструктивно дождеприемники устанавливают во всех пониженных местах лотков и в конце лотков на расстоянии 100 – 20 м друг от друга. Удаление первого дождеприемника от начала лотка или водораздела принимают таким же, как и расстояние между двумя смежными дождеприемниками.

а) Пропускная способность лотка определяется по формуле:

, м³/с (5.1)

где - площадь поперечного сечения потока в лотке, м²;

- скорость движения дождевых вод в конце лотка, м/с

(5.2)

(5.3)

где - глубина потока в лотке в живом сечении расчетных участков, м;

- уклон дна лотка (доли единицы);

- коэффициент шероховатости.

Значение площади поперечного сечения потока в лотке треугольного сечения определяется по формуле:

(5.4)

Где - глубина потока в расчетном сечении, м;

- уклон боковых сторон лотка (доли единиц).

Расчетный расход с водосборной площади А определяется по формуле:

(5.5)

где - площадь водосбора для рассчитываемого сечения, га;

- поверхностный сток, л/с с 1 га:

(5.6)

где - параметр, равный интенсивности одноминутного дождя принятой повторяемости, мм/мин;

- коэффициент стока;

- продолжительность дождя, равная времени добегания воды до расчетного сечения, мин.

Таблица 5.1 – Значения коэффициента стока дождевых вод

Тип поверхности	Значения коэффициента стока дождевых вод при грунтах поверхности водосборного бассейна
	супеси	суглинки	глины
Грунтовые обочины
-задернованные	0,55	0,60	0,65

(5.7)

где - время добегания дождевых вод по поверхности склона до лотка, мин;

- время добегания дождевых вод по лотку до дождеприемника, мин;

- время протекания дождевых вод по коллектору до расчетного сечения, мин.

(5.8)

где - длина склона, участвующего в формировании максимального стока, м;

- уклон склона (д.ед.);

- коэффициент шероховатости поверхности склона.

Время добегания дождевых вод по лотку:

(5.9)

где - длина участка лотка, м.

Время протекания дождевых вод по коллектору до рассматриваемого сечения:

(5.10)

где - длина расчетного участка коллектора, м;

- принятая скорость движения воды на соответствующем участке (в пределах 1,5 – 2,0 м/с).

(5.11)

где - параметр интенсивности дождя, продолжительностью 20 минут при Т – 1 год, л/с на 1 га;

- показатель степени, характеризующий год дождей;

с – коэффициент, учитывающий климатические особенности района;

Т – период повторяемости расчетных интенсивностей ливней.

Таблица 5.2– Значения периода повторяемости расчетных интенсивностей ливней Т

Интенсивность ливня , л/с	Значения Т при площадях водосбора , га
	до 6	6-9	9-15
Менее 70	0,33/0,33	0,33/0,33	0,50/0,50
70 - 115	0,50/0,33	0,50/0,50	0,50/0,50
Более 115	0,50/0,50	0,75/0,50	0,75/0,50

Примечание: в числителе – Т для систем с лотками в кромках покрытия, в знаменателе – для систем без лотков в покрытии.

Если (допустимое отклонение5 %), то расчет повторяют, задаваясь новыми значениями водосборной площади до тех пор, пока не будет выполняться условие.

5.2 Прочностной расчет конструктивных элементов водоотводных систем

Цель расчета – установить такое заглубление труб или подобрать такое сечение стенок трубы, которое предохраняло бы трубу от разрушения. Расчет сводится к удовлетворению условия:

где - расчетный изгибающий момент в сечении стенок трубы;

- предельный изгибающий момент в сечении стенки трубы.

Значение расчетного момента определяется при действии общей нагрузки на трубу. Общая нагрузка, действующая на трубу, слагается из постоянной и временной нагрузок.

Нагрузка на трубу при постоянной глубине укладки возрастает с увеличением ширины траншеи.

Наружный диаметр трубы

D_нар = D_вн + 2δ (5.12)

где -толщина стенки трубы, м (по таблице)

- внутренний диаметр трубы, м

Нагрузка от засыпки над трубой (т/п.м) определяется на основе статики предельного равновесия сыпучей среды исходя из условия равновесия элементов слоя:

(5.13)

где - коэффициент вертикального давления грунта в траншее (принимается по графику);

- удельный вес грунта, т/м³ ;

Н – высота засыпки (согласно заданию), м;

- расчетная ширина траншеи на уровне верха трубы, м .

Рисунок 5.1 - Расчетная схема постоянной нагрузки на трубу от веса засыпки грунта в траншее

Влияние собственного веса трубы является второстепенным фактором. При расчете бетонных и железобетонных труб, обладающих значительным весом, нагрузку от собственного веса удобнее заменить эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой.

Значение эквивалентной, равномерно распределенной нагрузки от собственного веса трубы (т/м):

(5.14)

где - собственный вес трубы, Н;

- средний радиус трубы, м;

- плотность материала трубы, т/м³ ;

- толщина стенки трубы, м.

Расчетная полная нагрузка на звено трубы составит:

(5.15)

Расчетный изгибающий момент в стенках трубы для асбестоцементных труб:

, Н*м/м (5.21)

Для бетонных и железобетонных труб:

(5.16)

где - коэффициент опирания труб:

- укладка на плоское дно траншеи 1,12

- нормальная укладка на дно вогнутой формы 1,50

- укладка на бетонное основание 2,25

Рисунок 5.2- Расчет оснований под трубы

Предельный изгибающий момент в стенках железобетонных труб:

(5.17)

При этом положение нейтральной оси:

(5.18)

где - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

(5.19)

где - коэффициент однородности бетона;

- длина звена трубы, м;

- толщина стенки трубы;

- коэффициент условий работы стенки трубы (1,0);

- коэффициент условий работы арматуры (для ж/б труб 1,1);

- площадь сечения продольной арматуры (принять 2,5 м²);

- расчетное сопротивление бетона сжатию;

- высота сжатой зоны (0,2 – 0,4 м);

- полезная высота сечения (2/3 диаметра трубы);

- расчетное сопротивление растяжению арматуры ( 150-200 Па).

Асбестоцементные и керамические трубы, а также бетонные и железобетонные трубы промышленного изготовления по прочности подбираются путем сравнения величины разрушающей нагрузки, с усилием, возникающим от действия постоянной и временной нагрузок по формуле

Мрасч<= Мпр                                                      (5.20)

Если условие выполняется, то прочность обеспечивается

Расчет: