Upload
trory
View
48
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
NÁVRH CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU. Při návrhu jsou rozhodující následující parametry: dopravní zatížení charakteristika betonu únosnost podkladového systému,spolupůsobení s podložím V cementobetonové desce vznikají napětí od jednak od dopravního zatížení a jednak od teplotních rozdílů. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
NÁVRH CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU
Při návrhu jsou rozhodující následující parametry:-dopravní zatížení-charakteristika betonu-únosnost podkladového systému,spolupůsobenís podložím
V cementobetonové desce vznikají napětí od jednak od dopravního zatížení a jednak od teplotních rozdílů.
Uvažují se 4 napětí:1) uprostřed desky2) na příčné hraně desky3) na podélné volné hraně desky4) na rohu desky
Výsledné napětí v desce pro jednorázové zatížení:
max,max Tz
z –napětí od zatížení T,max – napětí od teplotního rozdílu
Obvykle vychází tato hodnota největší na podélné hraně, ověřují se však i napětí na příčné hraně a v rohu.
Pro výpočet napětí od dopravního zatíženípotřebujeme znát náhradní zatěžovací plochu.
ne Ap
Pa
ae- délka větší poloosy zatěžovací elipsyP – zatížení na kolo návrhové nápravypn- dotykový tlakA – konstanta, která pro poměr poloos ae:be=1:0.6 má hodnoty:pro dvojelipsu A=3770pro elipsu A=1880pro kruhovou plochu A=3140
Pro návrhovou nápravu je velikost delší poloosy zatěžovací elipsy ae=0.143 m.Při výpočtu napětí se nedosazuje do výpočtu prostý tlak kola na zatěžovací ploše pod pneumatikou, ale napětív desce se počítá z ekvivalentního tlaku.
Ekvivalentní tlak- tlak pomyslného jednoho kola, které má stejné huštění pneumatik jako skutečné vozidlo a které v desce vyvozuje stejné napětí jako skutečné vozidlo.Závisí především:- na rozměru , uspořádání a tlaku kola- na únosnosti podkladu- jakosti betonu- tloušťce desky
Zjišťuje se pro různé postavení poloosy vozidla podle tzv. Picket-Rayových obrazců.Výsledky jsou zpracovány do grafů, z nichž je možnoodečíst počet dílků plochy vlivu zakryté zatěžovacíplochou návrhové nápravy pro hodnoty poměrůdelší poloosy elipsy ae k poloměru relativní tuhosti l.
42
3
112 e
B
k
hEl
42
3
112 e
B
k
hEI
EB- modul pružnosti betonu - Poissonovo číslo(=0.2)ke- ekvivalentní modul reakce celého podkladovéhosystému
Napětí v desce na volné hraně :
00010,
2prpon
z
NIpM 2
6
h
M zz
Mz- ohybový moment od zatížení působící na 1 m šířky deskyz- napětí v tahu za ohybu od zatížení působícího na spodní ploše deskypn – dotykový tlakh- tloušťka deskyN po,pr- odečítá se z grafů Picket-Rayových obrazců
Grafy Pickett-Raya
Výpočet napětí (v tahu za ohybu) dle Westergaarda pro napětí od zatížení přenášeného jednou kruhovou plochou:
Pro zatížení ve středu desky:
069.1log41275.0
2 b
I
h
P
BBs
Pro zatížení na okraji desky:
a
I
a
I
h
PB
BB
BB
B
2118.12
13290.0
4log8.8
3
120
Pro zatížení rohu desky:
al
Ia
h
P
Br 22.0925.0
12.42
BB hhab 675.06.1 22
Maximální součtové výsledné napětí vzniká na podélnévolné hraně.Na příčné hraně je napětí od zatížení cca o 25% nižší nežna hraně podélné, ale nastává tam větší únava.Střed desky a roh desky- obvykle je napětí menší, v rohuje přibližně poloviční ve srovnání s podélnou hranou.
Pro roh desky a pro kruhovou dotykovou plochu lze použít přibližný vzorec dle Westergaarda:
6.0
2,
21
3
I
a
h
Prp
p,r- napětí od zatížení prostým tlakem P na rohu desky s kruhovou dotykovou plochouh - tloušťka deskya- poloměr dotykové plochy kolal – poloměr relativní hutnosti
VÝPOČET NAPĚTÍ OD TEPLOTNÍCH ÚČINKŮ
Vznikají v důsledku rozdílných teplot horní plochy a spodní plochy cementobetonového krytu – tentorozdíl může dosahovat až 10 °C (beton nenídokonalý vodič tepla).Změna teploty v desce se vyjadřuje teplotním gradientem.
Během dne (povrch desky se ohřívá) je teplotní gradient T větší než během noci (povrch se ochlazuje).Jestliže nemáme přesnější údaje, uvažuje se:při ochlazování povrchu desky T=0.22 hpři oteplování povrchu desky T=0.66 h(h je tloušťka desky)
neutrál ve dne v noci
+-
-
+
Dochází k průhybu desky v důsledku rozdílných teplot na horním a dolním povrchu desky, vlákna na plochách jsou rozdílně dlouhé, vznikají tlaková resp. tahová napětí.
Napětí od teplotních rozdílů pro podélnou hranu:
xt
xt cTE
2,
yt
yt cTE
2,
Napětí od teplotních rozdílů pro příčnou hranu:
Napětí od teplotních rozdílů pro střed desky:
2,, 12
yxTxsT
ccTE
2,, 12
xyTysT
ccTE
Napětí od teplotních rozdílů pro roh desky:
t
TT I
aTE
13
ET - modul přetvárnosti při napětí od teplotního rozdílu- koeficient teplotní roztažnosti cementobetonu, =0.00012cx,cy-koeficienty stanovené dle grafu v závislosti na poměrech
t
y
t
x
I
L
I
L,
Lx, Ly – délka a šířka deskylt-poloměr relativní tuhosti
42
3
112 e
Tt k
hEI
Koeficienty cx,cy jsou závislé na poměru délky resp.šířky desky k její tuhosti, která je vyjádřena poloměremrelativní tuhosti desky (ten je v tomto funkcí modulu přetvárnosti betonu ET).Návrhový teplotní rozdíl Tn se určuje dle vztahu :
pro kladný teplotní rozdíl:Tn=(18.6-0.6 Tm)+28(h-0.22)
pro záporný teplotní rozdíl:Tn=(8.7-0.3Tm)+11.3(h-0.22)
Tn, -Tn – kladný resp. záporný teplotní rozdíl teplot obou povrchů desky s pravděpodobností výskytu 97%
Tm- průměrná roční teplota vzduchu určená z dlouhodobého pozorování
POSOUZENÍ CEMENTOBETONOVÉHO KRYTUOD JEDNORÁZOVÉHO ZATÍŽENÍ
Posouzení návrhu tloušťky desky s ohledem najednorázové maximální namáhání se posuzujepodle okamžitého součinitele bezpečnosti.
Pro výsledné maximální napětí musí platit:
1max
,
niR
Ri,n- návrhová pevnost- okamžitý součinitel bezpečnosti , který závisí na skupině dopravního zatížení
skupina dopravního zatížení A,B:1=1.1skupina dopravního zatížení C,D:1=1.05
Jestliže uvedená podmínka není splněna, je nutnonávrh upravit zvětšením tloušťky desky nebo zvýšenímnávrhové pevnosti.