NÁVRH CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU

Prezentace na téma: "NÁVRH CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU"— Transkript prezentace:

1 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.

2 Uvažují se 4 napětí: uprostřed desky na příčné hraně desky na podélné volné hraně desky na rohu desky Výsledné napětí v desce pro jednorázové zatížení: sz –napětí od zatížení s 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.

3 Pro výpočet napětí od dopravního zatížení
potřebujeme znát náhradní zatěžovací plochu. ae- délka větší poloosy zatěžovací elipsy P – zatížení na kolo návrhové nápravy pn- dotykový tlak A – konstanta, která pro poměr poloos ae:be=1:0.6 má hodnoty: pro dvojelipsu A=3770 pro elipsu A=1880 pro kruhovou plochu A=3140

4 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 napětí v 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

5 Zjišťuje se pro různé postavení poloosy vozidla
podle tzv. Picket-Rayových obrazců. Výsledky jsou zpracovány do grafů, z nichž je možno odečíst počet dílků plochy vlivu zakryté zatěžovací plochou návrhové nápravy pro hodnoty poměrů delší poloosy elipsy ae k poloměru relativní tuhosti l. EB- modul pružnosti betonu m- Poissonovo číslo(m=0.2) ke- ekvivalentní modul reakce celého podkladového systému

6 Napětí v desce na volné hraně :
Mz- ohybový moment od zatížení působící na 1 m šířky desky sz- napětí v tahu za ohybu od zatížení působícího na spodní ploše desky pn – dotykový tlak h- tloušťka desky N po,pr- odečítá se z grafů Picket-Rayových obrazců

7 Grafy Pickett-Raya

8 Výpočet napětí (v tahu za ohybu) dle Westergaarda pro
napětí od zatížení přenášeného jednou kruhovou plochou: Pro zatížení ve středu desky: Pro zatížení na okraji desky: Pro zatížení rohu desky:

9 Maximální součtové výsledné napětí vzniká na podélné
volné hraně. Na příčné hraně je napětí od zatížení cca o 25% nižší než na hraně podélné, ale nastává tam větší únava. Střed desky a roh desky- obvykle je napětí menší, v rohu je přibližně poloviční ve srovnání s podélnou hranou. Pro roh desky a pro kruhovou dotykovou plochu lze použít přibližný vzorec dle Westergaarda:

10 s p,r- napětí od zatížení prostým tlakem P na rohu
desky s kruhovou dotykovou plochou h - tloušťka desky a- poloměr dotykové plochy kola l – poloměr relativní hutnosti VÝPOČET NAPĚTÍ OD TEPLOTNÍCH ÚČINKŮ Vznikají v důsledku rozdílných teplot horní plochy a spodní plochy cementobetonového krytu – tento rozdíl může dosahovat až 10 °C (beton není dokonalý vodič tepla). Změna teploty v desce se vyjadřuje teplotním gradientem.

11 Během dne (povrch desky se ohřívá) je teplotní gradient
DT větší než během noci (povrch se ochlazuje). Jestliže nemáme přesnější údaje, uvažuje se: při ochlazování povrchu desky DT=0.22 h při oteplování povrchu desky DT=0.66 h (h je tloušťka desky) 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. + - - + neutrál ve dne v noci

12 Napětí od teplotních rozdílů pro podélnou hranu:
Napětí od teplotních rozdílů pro příčnou hranu:

13 Napětí od teplotních rozdílů pro střed desky:
Napětí od teplotních rozdílů pro roh desky:

14 ET - modul přetvárnosti při napětí od teplotního rozdílu
a - koeficient teplotní roztažnosti cementobetonu, a= cx,cy-koeficienty stanovené dle grafu v závislosti na poměrech Lx, Ly – délka a šířka desky lt-poloměr relativní tuhosti

15 Koeficienty cx,cy jsou závislé na poměru délky resp.
šířky desky k její tuhosti, která je vyjádřena poloměrem relativní tuhosti desky (ten je v tomto funkcí modulu přetvárnosti betonu ET). Návrhový teplotní rozdíl DTn se určuje dle vztahu : pro kladný teplotní rozdíl: DTn=( Tm)+28(h-0.22) pro záporný teplotní rozdíl: -DTn=( Tm)+11.3(h-0.22) DTn, -DTn – kladný resp. záporný teplotní rozdíl teplot obou povrchů desky s pravděpodobností výskytu 97% Tm- průměrná roční teplota vzduchu určená z dlouhodobého pozorování

16 POSOUZENÍ CEMENTOBETONOVÉHO KRYTU
OD JEDNORÁZOVÉHO ZATÍŽENÍ Posouzení návrhu tloušťky desky s ohledem na jednorázové maximální namáhání se posuzuje podle okamžitého součinitele bezpečnosti. Pro výsledné maximální napětí musí platit: Ri,n- návrhová pevnost x1- okamžitý součinitel bezpečnosti , který závisí na skupině dopravního zatížení

17 skupina dopravního zatížení A,B:x1=1.1
skupina dopravního zatížení C,D:x1=1.05 Jestliže uvedená podmínka není splněna, je nutno návrh upravit zvětšením tloušťky desky nebo zvýšením návrhové pevnosti.