Приложение К. Определение усилий в распорных конструкциях от температурных воздействий

Приложение К

Определение усилий в распорных конструкциях от температурных воздействий

Для определения усилий, возникающих в сжатых элементах распорных конструкций от температурных воздействий, допускается применять следующую графоаналитическую методику, основанную на поиске продольного усилия в распорке, при котором ее перемещения и перемещения подпорной конструкции в точке примыкания распорки будут равны. Расчет выполняется в следующей последовательности.

К.1 Выполняют расчет подпорного сооружения без учета температурных воздействий, определяют продольные усилия для каждого i-го яруса распорной системы и подбирают предварительные сечения распорных элементов.

К.2 Определяют свободные температурные перемещения при удлинении (сжатии) распорного элемента каждого i-го яруса по формуле

, (К.1)

где l - свободная длина распорки (длина распорного элемента от подпорного сооружения до неподвижной точки крепления, например, до фундаментной плиты). В случае горизонтальной распорки, упираемой с обеих сторон в подпорное сооружение (например, в противоположные стороны ограждения котлована), l принимается равной половине ее полной длины);

- коэффициент температурной деформации (для стали и железобетона следует принимать );

- расчетное значение температурного воздействия (температурный перепад, °C), принимаемое согласно 7.2.7.

К.3 Определяют максимальное расчетное значение дополнительного продольного усилия в распорном элементе i-го яруса от расчетного температурного воздействия при невозможности перемещений концов распорки по формуле

, (К.2)

где Е - модуль деформации материала распорки;

S - площадь поперечного сечения распорки.

К.4 Используя формулы (К.1) и (К.2) по двум точкам следует построить линейную зависимость расчетного значения дополнительного усилия в распорном элементе от его температурной деформации . Для удобства, рекомендуется строить эту зависимость в нормализованной системе координат и (в этом случае график будет представлять собой прямую от точки с координатами (0; 1) до точки с координатами (1; 0), как это показано на рисунке К.1).

К.5 Используя исходную численную модель подпорной конструкции с распорными элементами, рассчитанными без учета температурных воздействий, следует выполнить новый расчет, заменив жесткости распорных элементов во всех ярусах продольными силами , значения которых были получены ранее (К.1).

К.6 Следует построить график зависимости дополнительных перемещений подпорной конструкции в уровне расположения распорки от дополнительного усилия в ней . Эти зависимости также рекомендуется строить в нормализованной системе координат и , как это показано кривыми 2 или 3 на рисунке К.1 (Вид кривой 2 соответствует высокорасположенным распоркам, кривой 3 - распоркам, расположенным низко).

Для построения графика следует определить перемещения в точках крепления каждого i-го яруса распорной системы при нескольких значениях продольной силы приложенной в данных точках (в большинстве случаев достаточно трех-пяти расчетов).

Значения продольной силы следует принимать равными , где - произвольно выбранное приращение продольной силы, передаваемое на подпорную конструкцию в уровнях расположения ярусов распорок ( рекомендуется принимать в пределах ).

К.7 Искомые значения расчетных значений дополнительных усилий в распорных элементах, вызванных температурными воздействиями, будут соответствовать точкам А (или В) пересечения кривой 1 с кривой 2 (или 3 соответственно) на рисунке К.1. Точки пересечения кривых следует определять графически или аналитически, используя систему уравнений для двух зависимостей.