Материал: 1777
3. РАСЧЕТ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ
3.1. Основные положения расчетов
Расчет аэродромных покрытий производят по методу предельных состояний на воздействие вертикальных нагрузок от воздушных судов [9].
Расчетными предельными состояниями жестких аэродромных покрыт й являются:
бетонных |
армобетонных – по прочности; |
железобетонных с ненапрягаемой арматурой – по прочности и |
|
С |
давлению на грунтовое основание; |
раскрыт ю трещ |
|
Расчетнымижелезобетонных с напрягаемой арматурой – по образованию трещ н бАдавлен ю на грунтовое основание.
предельными состояниями нежестких аэродромных
покрыт й являются:
для покрыт й капитального типа – предельные состояния по относ тельномупрог у всей конструкции и по прочности слоев из асфальтобетона;
для покрытий о легченного типа – предельное состояние по относительному проги у всей конструкции.
Расчет аэродромных покрытий проводят на нормативную нагрузку или на конкретный типДсамолета [9]. В последнем случае расчет выполняют с учетом заданного распределения взлетных масс, а если оно не задано, расчет ведут на нормальную взлетную массу.
При расчете аэродромных покрытий на прочность коэффициенты динамичности kd и разгрузки γf (учитывающий движение воздушных судов по покрытию с большими скоростямиИ) для всех групп участков аэродрома принимают в соответствии с табл. 3.1. Эти же коэффициенты распространяются на вертодромы.
41
Коэффициент динамичности
Группа |
Коэффициент |
Коэффициент динамичности kd при |
|||
давлении в шинах, МПа |
|
||||
участков покрытий |
разгрузки γf |
|
|||
1,0 и менее |
св.1,0 до 1,5 |
св.1,5 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
А |
1,0 |
1,2 |
1,25 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
|
Б |
1,0 |
1,1 |
1,15 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
В и Г |
0,85 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
|
СПр мечан я: 1. При расчёте нежёстких покрытий для всех участков и даввоздуха в пневматиках колёс коэффициент динамичности принимают
равным 1,1.
2. Коэфф ц енты д намичности и разгрузки для укреплённых обочин и ук-
реплённых участков, пр мыкающих к торцам ИВПП, принимают равными 1. |
|
лений |
|
3.2. Расчет жёстких аэродромных покрытий |
|
При расчете жестких аэродромных покрытий по прочности и |
|
образованию трещин должно удовлетворяться условие [4] |
|
md ≤ mu, |
(3.1) |
бА |
|
где md – расчетный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия; mu – предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия.
Расчетные значения изгибающих моментов md, кН·м/м, на еди-
ницу ширины сечения однослойных жестких покрытий всех типов |
|
следует определять по формулеД |
|
md = mc,max k ∙ kN∙ kx(y), |
(3.2) |
где mc,max – максимальный изгибающий моментИпри центральном загружении плиты, кН·м/м, который вычисляется как наибольший суммарный момент, создаваемый колесами опоры воздушного судна в расчетных сечениях плиты, перпендикулярных осям х или у (рис. 3.1).
42
С
ПриР с. 3.1. Расчетная схема параметров загружения плиты опорой воздушного судна
k – переходныйбАкоэффициент от изгибающего момента при центральном загружении к моменту при краевом загружении плиты, при-
(1, 2, 3 и 4-й номера колес опоры)
расчете должны ыть исключаться ряды колес, дающие в сумме отр цательное значение изгибающего момента в расчетном се-
чении,
nk |
|
mc,max =m1+ mx(y)i ; |
(3.3) |
i 2 |
|
нимаемый равным:
для бетонных и армобетонныхДпокрытий со стыковыми соединениями или конструктивным краевым армированием 1,2;
для бетонных и армобетонных покрытийИ, устраиваемых без стыковых соединений и краевого армирования плит,1,5;
для сборных покрытий из предварительно напряженных железобетонных плит –1,0; kN – коэффициент, учитывающий накопление остаточных прогибов в основании из материалов, не обработанных вяжущими, и принимаемый равным 1,1 для участков группы А и МС (см. рис. 1.1); для оснований из материалов, обработанных вяжущими, а также независимо от вида оснований для участков групп Б (кроме МС), В и Г следует принимать kN =1,0;
kx(y) – коэффициент, учитывающий перераспределение внутренних усилий в ортотропных плитах покрытий с различной жесткостью Вх и Ву в продольном и поперечном направлениях. Для бетонных, армобе-
43
тонных, железобетонных с ненапрягаемой арматурой и предваритель- но-напряженных покрытий с одинаковом двухосным обжатием бетона Kx(y) = 1; m1 – изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением, МН · м/м,
m1 = |
mi |
∙Fd, |
(3.4) |
здесь mi – ед н чный изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением, определяемый
по табл. 3.2 в зав с |
от приведенного радиуса |
|
|||||||||||
С |
|
|
|
R |
, |
|
|
|
(3.5) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
||
где R – рад ус круга, равновеликого площади отпечатка пневматика |
|||||||||||||
колеса, м, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мости |
|
|
|
|
|
Fd |
|
|
|
|
|||
|
|
R |
|
|
|
|
, |
|
(3.6) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|||||
здесь p – внутреннее давление воздуха в пневматиках колес, МПа; |
|||||||||||||
где Fd – расчетная нагрузка на колесо, МН: |
|
||||||||||||
|
F |
Fn |
k |
d |
|
, |
(3.7) |
||||||
|
|
||||||||||||
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
||
бАn |
|
||||||||||||
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
||||
где Fd – нагрузка на основную опору расчетного воздушного судна |
|||
(или нормативная нагрузка), МН; nk – число колес на опоре; γf – коэф- |
|||
|
|
|
И |
фициенты соответственно динамичности и разгрузки, определяемые |
|||
по табл. 3.1; R – радиус кругаД, равновеликого площади отпечатка |
|||
пневматика колеса, м; l – упругая характеристика плиты, м: |
|||
l 4 |
B |
, |
(3.8) |
|
|||
|
Ks |
|
|
здесь Ks – эквивалентный коэффициент постели однородного грунтового основания, МН/м3. Для многослойного грунтового основания, а также для искусственного основания, не обработанного вяжущим, в расчет вводится значение эквивалентного коэффициента постели; B – жесткость сечения плиты покрытия, МН·м2 /м, отнесенная к единице ширины ее сечения.
44
Эквивалентный коэффициент постели естественных оснований, а также искусственных оснований из материалов, для которых не нормировано расчетное сопротивление растяжению при изгибе, определяется по формуле
Кse |
|
Ks1 Ks2 2 Rs3 3 |
, |
(3.9) |
||||
|
|
|||||||
СибАДИ |
||||||||
. |
|
|
|
1 2 3 |
|
|
||
где |
|
|
t2 1,6Dr t1 0,5t2 |
|
|
|
||
2 |
|
|
, |
(3.10) |
||||
|
|
|
|
t1(1,6Dr |
0,5t1) |
|
|
|
0,51,6Dr |
t1 t2 2 |
, |
(3.11) |
|||||
|
3 |
|
|
t1(1,6Dr 0,5t1) |
|
|
||
где Ks1, Ks2, Ks3 – расчетные значения коэффициентов постели, МН/м3, соответственно первого (считая сверху), второго и третьего слоев естественного или искусственного основания из однородных грунтов и материалов в различном состоянии, включая дренирующие и теплозащитные слои; t1, t2 – толщина соответственно первого и второго слоев основания, м; Dr – условный диаметр круга передачи нагрузки на основание, м, принимаемый равным для монолитных покрытий, рассчитываемых на внеклассную I категории нагрузки, – 3,6 м, на
II – 3,2, на III – 2,9, на IV – 2,4, на V и VI – 2,2 м, для сборных покры-
тий из плит ПАГ-14 – 1,4 м, из плит П Г-18 – 1,75 м.
Для оснований, состоящих из двух слоев, значения t2 и α2 следует принимать равными нулю.
Жесткость сечений плит определяют по формуле |
|
В = 0,085 Еb∙t3, |
(3.12) |
где Еb – модуль упругости бетона, МПа; t – толщина плиты, м. Поскольку каждая опора самолета состоит из нескольких колес,
то при проектировании аэродромных покрытий жёсткого типа учитывают усилия, создаваемые каждым колесом [F1, F2, F3, F4 в точках плиты (рис. 3.1)].
Единичные изгибающие моменты, действующие в расчетном сечении плиты, от воздействия i-го колеса опоры воздушного судна,
45