Delist.ru

Особенности работы узлов развлетвений и ответлений криволинейных плитных железобетонных эстакад в условиях Вьетнама (17.09.2010)

Автор: Фам Ван Тхоан

а)                                                                 б)

Рис.10. Распределение компонентов напряжений по верхней и нижней фибрам поперечного  сечения: а - с одностолбчатой опорой; б – с двухстолбчатой опорой. И, в - объёмное напряжённое состояние

-ние столбов опоры, при котором возникают наибольшие по величине напряжения (рис.10,а,б).

При рассмотренных  параметрах пролётных строений устройство двухстолбчатой опоры в зоне разветвления несколько улучшает напряженное состояние зоны по сравнению с одностолбчатой опорой. Удаление опоры от места разветления способствует снижению концентрации напряжений в месте непосредственного разветвления.

     При двухстолбчатом опирании уровень нормальных напряжений снижается по сравнению  с одностолбчатым опиранием. При  этом не происходит заметного изменения моментов и попечных сил как в исследуемом узле Р, так и в пролетах, определенных по продольной оси, проходящей через оси столбов опор. Это объясняется разной длиной пролета между столбами при одностолбчатой и двухстолбчатой схемах. Эта разная длина и  нивелирует М и Q. Хотя увеличение количества столбов опоры в зоне разветвления(n) незначительно увеличивают усилия, тем не менее, необходимо увеличивать количество напрягаемой арматуры в сечениях для обеспечения  прочности.

     Для исследования влияния диаметра столбчатой опоры, схема которого была представлена ранее, радиус кривизны R был принят равным  60 м. Диаметры столбчатой опоры D в зоне разделения пролетного строения изменялись от 1,0 м до  3,0 м.  Шаг изменения диаметра был принят равным 0,5м. На рис.11 представлены графики зависимостей  для значений напряжений.

Рис.11. Зависимости для напряжений

       Расчеты покакзали, что диаметр столбчатой опоры в зоне разветвления незначительно влияет на  закономерность убывания нормальных и главных по ширине сечений зоны. С увеличением диаметра столбчатой опоры, расположенной в зоне разделения, происходит заметное снижение абсолютных значений напряжений  непосредственно над  опорой при практически  малом  уменьшении напряжений за пределами опоры.

     Для исследования влияния расстояния между столбами опор, схема которого была представлена ранее, радиус кривизны R был принят равным  60 м. Расстояния между столбчатыми опорами P в зоне разделения пролетного строения изменялись от 2,0 м до  10,0 м.  Шаг изменения расстояния между столбчатыми опорами был принят равным 2,0 м. На рис.12 представлены графики зависимостей для максимальных и  минимальных значений напряжений. Наибольшие  значения касательных напряжений  для верхней Фибрыпрактически не зависят от расстояния между столбами опор.

      Как показывают расчёты, высота сечения  мало влияет на изменение усилий и  на степень армирования зон разветвления.

     Кривизна  и предельно допустимые уклоны  разветвляемых участков эстакад незначительно  влияет на изменение усилий в зоне разветвления.

     Опоры могут по разному располагаться по отношению к узлу разветвления. В этом случае также изменяется степень армирования зоны разветвления. Чем ближе находится опора от узла Р, тем  больше требуется количество напрягаемой арматуры в сечениях зоны разветвления (рис.13).

      Увеличение  длины пролётов основной эстакады ведёт  к ухудшению распределения усилий в зоне разветвления(рис.14).

     На  рис.15 представлены схемы зависимостей усилий ветвей в узле разветвления  от  перепада температур между верхней и нижней фибрами. Видно, что с увеличением перепада температур между верхней и нижней фибрами ветвей изгибающие моменты Му в узле Р увеличиваются (+Му), но  понижаются (-Му)  от постоянных и временных подвижных нагрузок. В целом учёт перепада температур ведёт к уменьшению моментов и, стало быть, количеству арматуры в узле разветвления.

      С увеличением перепада температур между  верхней и нижней Фибрами

ветвей изгибающие моменты Му в узле Р в сочетании нагрузок понижаются, а поперечные силы Qz практически не изменяются(рис.15).

      С увеличением осадки опор Р1, Р2, Р3 изгибающие моменты Му в узле Р значительно увеличиваются(рис.16,а), что ведёт к необходимости увеличения количества напрягаемой арматуры (рис.16,б).

При проектировании разветвляющихся железобетонных пролётных строений эстакад необходимо устройство в зоне разделения основной несущей конструкции  как продольной, так и поперечной напрягаемой арматуры. При этом наиболее благоприятное напряженное состояние зон разветвления создаётся при расположении столбчатых опор непосредственно в месте разделения. Увеличение количества рядов пучков арматуры (npi) в поперечном сечении значительно увеличивает предельный изгибающий момент сечения (Mgh)(рис.17).

Рис.12. Зависимости для напряжений

Рис.13. Зависимости усилий ветвей в узле Р разветвления  от положений опоры

а)                                                          б)

L1 – длина пролёта ветви N1; L2 – длина пролёта ветви N2;

Рис.14. Зависимости усилий  в ветвях в зоне разветвления  от длин  пролёта(а) и влияние длин пролётов ветвей на количество арматуры(б)

Рис.15. Зависимости усилий  ветвей в узле разветвления  от перепада температур между верхней и нижней фибрами; П – перепад температуры

а)                                                             б)

Рис.16. Зависимости усилий  в ветвях от воздействия одновременной осадки  и сочетания нагрузок (а) и зависимости количества напрягаемой арматуры в поперечном сечении в зоне разветвления от осадки опор

Рис.17. Графики изменения усилий и напряжений в зоне разветвления в зависимости от количества пучков в поперечном сечении; npi – количество рядов; Mgh– предельный изгибающий момент сечения; MI– расчётный изгибающий момент; fct2, fcd2 – расчётные напряжения бетона по верхней и нижней фибрам поперечного сечения на  стадии эксплуатации; fcm – расчётное напряжение по выносливости бетона по верхней фибре поперечного сечения; fk1 , fn1 – предельное сопротивление растяжения и сжатия  бетона на  стадии эксплуатации; fk, fn – предельное сопротивление растяжения и сжатия бетона по выносливости;

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведён анализ особенностей конструкций эстакад с разветвлениями и  

ответвлениями, на основе которого для исследований особенностей работы  в данной зоне были  приняты плитные монолитные  конструкции со столбчатыми опорами, что в наибольшей степени характерно для  Вьетнама.

2. В качестве базового инструмента исследований особенностей работы эстакад с разветвлениями и ответвлениями  был принят компьютерный комплекс MIDAS/Civil, эффективно реализующий метод конечных элементов для сложных систем  и используемый в проектных и научных организациях

Вьетнама. Созданы обобщенные конечно-элементные модели криволинейных железобетонных плитных эстакад с разветвлениями и ответвлениями пролётных строений, позволяющие  применять их для  определения усилий и напряжений в различных сечениях по длине несущих конструкций.

3. Для автоматизации проектирования узлов разделения пролётных строений  разработана программа расчёта и  проектирования разделения криволинейных пролётных строений плитных железобетонных эстакад Мади – VN – №1, отличающаяся быстродействием и возможностями, перекрывающими   случаи, которые могут встречаться на практике.

4. Для характерных случаев зон разделения плитных эстакад на столбчатых опорах автором предложены зависимости для автоматизации подбора сечений напрягаемой арматуры в продольном и поперечном направлениях.

 5. На основе  рассмотрения различных конструктивных случаев зон разделения плитных пролётных строений  разработаны практические рекомендации для проектирования.

 6. Результаты диссертационной работы апробированы в ведущей проектной организации Вьетнама и России, получили одобрение для практического использования.

     Основные  положения диссертации  опубликованы в следующих работах:

     1. Попов, В.И. Особенности работы узла разветвления пролётных строений эстакад/ В.И. Попов, Фам Ван Тхоан// Транспортное строительство / вып. 6 – 2009. – С.18 – 20.

     2. Попов, В.И. Особенности работы зоны разветвления пролётных строений железобетонных плитных эстакад со столбчатыми опорами/ В.И. Попов, Фам Ван Тхоан// Вестник/ вып. 3. – М.:МАДИ, 2009. – С.61 – 66.

     3. Попов, В.И. Особенности работы разделяющихся железобетонных плитных пролётных строений эстакад / В.И. Попов, Фам Ван Тхоан// Вестник/ вып. 1. – М.:МАДИ, 2010. – С.50 – 56.

загрузка...