2.2 Характеристика матеріалів

Визначаємо характеристики бетону і арматури:

– для канатів класу К–7 діаметром 15 мм R_s =1080 Мпа ;

– для сталі класу А–III діаметром 6 – 8 мм R_s = R_sc = 355 МПа, діаметром 10 – 40 мм R_s = R_sc = 365 Мпа , E_s = 20  10⁴ Мпа .

– для бетону класу В50 R_b = 27,5 Мпа , E_b = 39  10³ Мпа , = 0,9 ;

2.3 Призначення геометричних розмірів

Конструктивна довжина арки:

l = 18 – 2  0,05 = 17,9 м,

Розрахунковий проліт: l_о =17,9 – 2  0,17 = 17,56 м,

де 0,05 м – конструктивне зменшення довжини арки;

0,17 м – відстань від торця арки до осі опирання.

Стріла підйому:

f = (1/6...1/8) l=(1/6…1/8)18=2,57м.

Радіус осі арки: r = ( + 4 f²) / 8 f = (17,56² + 4  2,1²) / 8  2,1 = 19,54 м.

Половина центрального кута через

Довжина осі арки L = 2  r _o = 2  19,4  0,471 = 18,27 м, де _o =   2   / 360= = 27  2  3,14 / 360 = 0,471.

Переріз арки приймаємо двотаврової форми з розмірами:

h = (1/30...1/40) l = (1/30...1/40) 18 = 0,8...0,45 м – приймаємо h = 0,5 м;

= (0,4...0,5) h = (0,4...0,5)  0,5 = 0,2...0,25 м – приймаємо = 0,2 м.

Переріз затяжки, що сприймає розпір та підвісок, які обмежують провисання затяжки, приймаємо з урахуванням відомих рішень відповідно 0,44 х 0,44 та 0,15 х 0,4 м. Прийняті перерізи показано на рис. 2.

2.4 Визначення навантажень

З таблиці підрахунку навантажень на плиту покриття постійне навантаження від покрівлі й плити g = 2,639 кПа ; тимчасове навантаження від пилу (тривале) d = 0,1235 кПа; тимчасове навантаження від снігу значенні Sⁿ = 1,6 кПа

S = Sⁿ  _f  _n = 1,6  1,4  0,95 = 2,128 кПа.

Власна вага 1 м арки дорівнює 4,45 кН/м . Підрахуємо рівномірно розподілене лінійне навантаження на арку при ширині вантажної площі 36 м:

– постійне з урахуванням власної ваги: 2,639  36 + 4,45  1,1  0,95 = 99,65 кН/м, де 1,1 і 0,95 – коефіцієнти _f і _n;

– тимчасове короткочасне (снігове) 2,128 36 = 176,26 кН/м;

– тимчасове тривале (пилове) 0,1235  36 = 4,45 кН/м;

– усоьго повне 99,65 + 176,26 + 4,45 = 289,36 кН/м, в тому числі тривалої 47,46 + 1,56 = 49,02 кН/м та короткочасної дії 12,768 кН/м.

2.7. Розрахунок елементів арки

6.7.1. Розрахунок затяжки

З аналізу результатів розрахунку (табл. 2, 4) видно, що максимальний розпір отримано при повному завантаженні всієї арки H_max = 1412,5 кН. Необхідна площа перерізу попередньо напружуваної арматури затяжки при _s6 = 1,15 для канатів К-7 A_sp = H_max / _s6 R_s = 1412500 / 1,15  1080(100) = 11,3 см², при діаметрі каната 15 мм і площі його перерізу 1,416 см² кількість канатів

n = 11,3 / 1,416 = 8 шт – приймаємо 8 15 К-7 з A_s = 11,32 см².

Крім визначеною армуємо затяжку конструктивно хомутами зі сталі класу A–I діаметром 6 мм з кроком 250 мм. Розміщення арматури в перерізі затяжки показано на рис. 3.

6.7.2 Розрахунок блоків арки.

Арку проектуємо з пяти криволінійних блоків . Розглядаючи схему арки сумісно з таблицею 1 бачимо, що в межах крайнього блока знаходиться другий розрахунковий переріз (х = 1,76 м). В цьому перерізі максимальні зусилля від повного завантаження М = 721 кН  м, N = 3533 кН; від постійного й тривалого завантаження M_l = 96 кН  м, N_l = 1868 кН (табл. 4). На дію вказаних зусиль й розраховуємо перший блок.

В межах другого блока знаходяться третій і четвертий перерізи, в межах третього блока – п’ятий переріз. Шостий переріз знаходиться посередині арки. З метою типізації уніфікованих за розмірами чотирьох середніх блоків арки їх розрахунок виконуємо на максимальні зусилля,

Щодіютьвшостомуперерызу М = 1081 кН  м, N = 4631 кН і M_l = 401 кН  м, N_l = 1720 кН .