По допускаемому упругому прогибу
Б.1.3.7.1 «Применение геосинтетических материалов
в транспортном строительстве»
направления подготовки
08.03.01 «Строительство»
Профиль «Мосты и транспортные тоннели»
Практическая работа № 5
Расчет конструкции по условию упругого прогиба
УМЛ обсуждена на заседании кафедры
«31» августа 2015 года, протокол № 1
Зав. кафедрой _____________/Кокодеева Н.Е./
УМЛ утверждена на заседании УМКН
«31» августа 2015 года, протокол № 1
Председатель УМКН ____________/Иващенко Ю.Г./
Саратов 2015
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Цель практических занятий по дисциплине «Применение геосинтетических материалов в транспортном строительстве»:
– формирование умения рассчитывать конструкции с применением объемной георешетки и плоской геосетки по условию упругого прогиба, рассчитывать конструкции с применением объемной георешетки и плоской геосетки по условию сдвигоустойчивости в грунте, рассчитывать конструкции с применением объемной георешетки и плоской геосетки на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе, рассчитывать вероятности разрушения конструкции с применением объемной георешетки и плоской геосетки.
- формирование навыков конструировать дорожные одежды нежесткого типа с применением объемной георешетки и плоской геосетки, обеспечивающие: допустимую вероятность возникновения трещин в монолитном слое при изгибе в конструкции дорожных одежд с применением плоской геосетки, допустимую вероятность разрушения конструкции дорожных одежд с применением объемной георешетки, расчетный срок службы дорожных одежд, содержащих геосинтетические материалы; применять принципы проектирования дорожных одежд с геосинтетическими материалами и методы освоения технологических процессов при строительстве дорожных одежд со слоями, содержащими геосинтетические материалы.
Выполнение практических работ направлено на формирование частей компетенций ПК-1, ПК-8.
Для достижения поставленной цели студенты должны за время обучения выполнить 8 практических работ. Практические работы выполняются во время аудиторных практических занятий. На каждую практическую работу отводиться 4-8 часов.
Практические работы выполняются в 7 семестре. Наименование практических работ представлено ниже.
| № темы | Всего часов | № занятия | Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии | Учебно-методическое обеспечение |
| Конструирование и расчет дорожной одежды нежесткого типа | 15,19, 20, 32-34 | |||
| 1,2 | Формирование технического задания для конструирования дорожных одежд нежесткого типа | |||
| 3,4 | Определение суммарного расчетного числа приложения расчетной нагрузки | |||
| 5,6 | Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя земляного полотна | |||
| 7,8 | Конструирование дорожных одежд нежесткого типа. Назначение расчетных характеристик материалов слоев | |||
| 9,10 | Расчет конструкции по условию упругого прогиба | |||
| 11,12 | Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте | |||
| 13,14 | Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе | |||
| 15-18 | Проверка конструкции на морозоустойчивость | |||
Необходимый инструмент и литература для выполнения практических работ:
1. Микрокалькулятор – 1шт. на 1 студента.
2. Тетрадь для практических работ – 1 шт. на 1 студента.
3. ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд» - 1 шт. на 4 студента.
4. СНиП 2.05.02-85* «Автомобильные дороги» - 1 шт. на 4 студента.
По окончании практического занятия практическая работа сдается студентом на проверку преподавателю, а на следующем занятии возвращается студенту. На последнем практическом занятии студент отчитывается преподавателю о выполнении практических работ.
В настоящих методических указаниях дана практическая работа №5
Практическая работа № 5
РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ
ПО ДОПУСКАЕМОМУ УПРУГОМУ ПРОГИБУ
Цель практической работы № 5 – выполнить расчет дорожной конструкции по критерию упругого прогиба.
Основные понятия
Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба, если
, (1)
где 
- общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;
- минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;
- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (см. практическую работу №1).
Величину минимального требуемого общего модуля упругости ( ) конструкции вычисляют по эмпирической формуле (при 
> 
)
, (2)
где - суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды (см. практическую работу №2)
- эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН - 3,55; 110 кН - 3,25; 130 кН - 3,05.
Для дорог в V дорожно-климатической зоне требуемые модули, определенные по формуле (2), следует уменьшить на 15%.
Независимо от результата, полученного по формуле (2), требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного в табл.1.
Таблица 1 - Минимальные 
значения
| Категория дороги | Суммарное минимальное расчетное число приложений расчетной | Требуемый модуль упругости дорожной одежды, МПа | ||
| нагрузки на наиболее нагруженную полосу | капитального типа | облегченного типа | переходного типа | |
| I | - | - | ||
| II | - | |||
| III | - | |||
| IV | - | |||
| V | - |
Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы на рис.1, построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды. Обычно в конструкции толщины верхних прочных и дорогостоящих слоев заданы (например, по альбому типовых конструкций). Необходимо определить толщину подстилающего слоя, либо слоя основания. Расчет ведется по номограмме на рис.1, которая связывает h/D, 
, 
.
Под 
понимают общий модуль упругости всех нижележащих слоев, то есть модуль упругости на поверхности основания. Аналогично, на поверхности верхнего слоя 
является общим модулем упругости всей конструкции, включая верхний слой.
А. При расчете сверху вниз расчет ведут послойно, отбрасывая верхние слои, переходя от к 
. При этом вычисляют h/D и (для покрытия 
). Затем, определив по номограмме на рис.1 (используя рис.2,а) величину , вычисляют
. (3)
Далее считают, что верхний слой отброшен, за принимают полученное , а за - модуль упругости следующего слоя и снова определяют для полупространства под рассматриваемым слоем. Операции повторяют, пока не опустятся до слоя, толщина которого неизвестна, но известен модуль полупространства (грунта) под ним. Тогда в соответствии с рис.2, б вычисляют , и находят h/D
. (4)
Б. Расчет снизу вверх ведут с заданными толщинами слоев (рис.2, в). В этом случае переходят послойно от к , наращивая слои. При этом послойно определяют и h/D, по номограмме находят и вычисляют
. (5)
Расчет повторяют для следующего слоя, приняв полученное за . На поверхности конструкции сравнивают и , определяют 
.
Рис.1 Номограмма для определения общего модуля упругости двухслойной системы
Расчетные значения модулей упругости грунтов и материалов допускается принимать в соответствии с указаниями практической работы №4.
 | | |
 | |||||
 | |||||
 |
Рис.2 Ключ к использованию номограммы на рис.1:
а) при расчете сверху вниз (искомое );
б) при определении толщины слоя (искомое h);
в) при расчете снизу вверх (искомое ).
Вывод по практической работе № 5. Указать, что выбранная конструкция отвечает требованиям по критерию упругого прогиба.