Расчёт полов с нежестким подстилающим слоем

1.1 Расчёт распространяется на полы с песчаными, шлаковыми, гравийными и щебёночными подстилающими слоями.

1.2 Полы с нежестким подстилающим слоем рассчитывают на нагрузки неподвижные, а также подвижные от безрельсового транспорта.

Нагрузки от тележек, тачек и других транспортных средств, передвигаемых вручную, собственный вес пола, а также нагрузки, равномерно распределённые по площади пола, при расчёте не учитывают.

1.3 При расчёте определяют:

а) величину нагрузки Р в Н;

б) форму и площадь F в см² следа приложения нагрузки к поверхности пола;

в) удельную нагрузку на пол р в Н/см²;

г) диаметр D в см круга, равновеликого площади следа F = а´b.

Для площади следа прямоугольной формы с отношением сторон а/b от 1 до 3

(1)

1.4 Воздействия на пол с нежёстким подстилающим слоем безрельсовых транспортных средств одной или нескольких марок следует привести к эквивалентным воздействиям от условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А».

Для этого сначала определяем значение

N_i = K₁·N_K (2)

где N_K - число транспортных средств данной марки, проходящих в одном направлении за одни сутки;

K₁ - коэффициент, учитывающий воздействия на пол транспортных средств в зависимости от количества осей, принимаемый по табл. 1.1

Таблица 1.1

Значения K₁

Для каждого значения N_i определяют эквивалентное, по воздействию на пол, количество условных автомобилей с расчётной нагрузкой «A» (N_ia) следующим образом:

- для конкретного транспортного средства на рис. 1 проводят специальную для него наклонную прямую, ординаты точек которой равны ординатам точек наклонной линии «А», умноженным на коэффициент η = p´D/l666 данного транспортного средства;

- из точки на оси «п», отвечающей значению N_i, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с полученной наклонной линией;

- из полученной точки пересечения проводят линию, параллельную оси «п» до пересечения с наклонной линией «А»;

- из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось «п». Полученное значение на оси п соответствует значению N_ia.

1.5 Расчётную интенсивность движения определяют по формуле:

N_p = γ·ΣN_iA (3)

где ΣN_iA - определяется суммированием значений N_iA для каждой марки транспортного средства;

γ - коэффициент распределения движения по ширине проезда, принимаемый равным при количестве полос движения 1, 2 и 3 соответственно 2, 1 и 0,75.

Рис.1 График для приведения интенсивности движения транспортных средств к интенсивности движения условного автомобиле расчетной нагрузкой «А»и для определения требуемого модуля деформации Е_тр пола

1.6 За критерий несущей способности нежестких подстилающих слоев принимают относительную деформацию δ = S/D (S - осадка в см покрытия пола под действием нагрузки). Допустимые значения δ приведены в табл. 1.2.

Прочность покрытия, подстилающего слоя и грунта основания характеризуется соответствующим модулем деформации Е в Н/см², зависящим от прочности материала, а для грунтов, кроме того, от их влажности и возможности промерзания.

Значения модуля деформации принимают: для покрытий и подстилающих слоев - по таблице 1.2, а для грунтов основания - по таблице 1.3.

Таблица 1.2

Допускаемые значения относительной деформации δ и значения модуля деформации Е для покрытий и подстилающих слоев

Примечание: Значения модуля деформации песчаного подстилающего слоя принимают по табл. 1.3, как для песчаных грунтов

Таблица 1.3

Значения модуля деформации грунта основания

1.7 Необходимую прочность пола, характеризуемую требуемым модулем деформации Е_тр в Н/см² определяют:

а) для нагрузок от безрельсового транспорта по формуле

(4)

где δ - допускаемая относительная деформация покрытия, принимаемая по табл. 1.2;

К₃ = 0,5 + 0,65·lgN_p - коэффициент, учитывающий повторность воздействий нагрузок при движении транспортных средств;

N_p - расчётная интенсивность движения;

μ = 1,2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы пола.

Значение Е_тр можно также определить по рис. 1. Для этого из точки на оси «п», соответствующей расчётной интенсивности движения N_p условных автомобилей с расчётной нагрузкой «А» проводят перпендикуляр к оси «п» до пересечения с наклонной линией А. Полученную точку пересечения переносят параллельно оси «п» на ординату со значением δ, допускаемой для данного типа покрытия (см. табл. 1.2), затем по наклонной линии, проходящей через полученную точку, на ординате определяют требуемый модуль деформации Е_тр.

б) для неподвижных нагрузок по формуле

(5)

где р - удельное давление на пол в Н/см²;

δ - допускаемая относительная деформация покрытия, принимаемая по табл. 1.2;

μ = 1,2.

1.8 При расчёте прочности пола составляют расчётную схему конструкции пола в coответствии с рис. 2 и материалом каждого его слоя. На схеме указывают расчётные модули деформации Е материала каждого слоя пола и грунта основания, а также толщину «h» каждого слоя пола, за исключением нижнего слоя, устраиваемого непосредственно на грунте, толщина которого определяется расчётом.

Рис. 2. Расчетные схемы полов с нежестким подстилающим слоем
а - покрытие на грунте основания; б - покрытие на однослойном подстилающем слое: в - покрытие на двухслойном подстилающем слое или однослойном подстилающем слое по искусственному основанию; г - покрытие на двухслойном подстилающем слое по искусственному основанию; 1 - грунт основания; 2 - слой пола; 3 - нагрузка на пол

Модули деформации материала отдельных слоев принимают по табл. 1.2, а грунта основания по табл. 1.3. Толщину отдельных слоев пола принимают по Разделу I. Толщину прослоек и мастик, а также гидроизоляционных слоев от сточных вод и других жидкостей включают в толщину покрытия. Толщину прослоек, расположенных на подстилающем слое, не учитывают.

Материалы для подстилающего слоя следует выбирать так, чтобы расчётный модуль деформации материала каждого вышележащего слоя превышал в 1,5-3,5 раза расчётный модуль деформации материала нижележащего слоя пола или грунта основания.

1.9 Расчёт прочности пола производят следующим образом:

- По значению D и Е^э_п = Е_тр, а также Е_n и h_n для n-го верхнего слоя (рис. 2) вычисляют отношения h_n/D и Е^э_п / Е_п;

- По рис. 3 определяют эквивалентный модуль деформации Е^э_п-i всех слоев пола и основания, расположенных ниже верхнего слоя. Для этого из точки на горизонтальной оси, соответствующей конкретному значению h/D, проводят перпендикуляр до пересечения с кривой со значением, равным Е^э_п/Е_п. Полученная точка пересечения переносится параллельно оси h/D влево на ось (Е_i-1/Е_i). Полученное значение на этой оси соответствует отношению Е^э_п-i /E_n ⁼ К^э_п откуда определяют Е^э_п-1 = К^э_п E_n.

- Зная Е^э_п-1; Е_п-1; h_п-1; D, аналогичным путём определяют Е^э_п-2 и т.д. В итоге определяют эквивалентный модуль деформации Е^э₀₊₁ на поверхности первого снизу слоя пола;

- По значениям Е^э₀₊₁; Е₀₊₁ ; Е₀ вычисляют отношения Е^э₀₊₁/Е₀₊₁ и Е₀/Е₀₊₁ , здесь Е₀ -модуль деформации грунта основания, принимаемый по таблице 1.3, a Е₀₊₁ - модуль деформации нижнего слоя пола.

- Точку на оси (h/D = 0), соответствующую значению Е₀/Е₀₊₁ переносят параллельно оси h/D на кривую со значением Е^э₀₊₁/Е₀₊₁. Из полученной точки на этой кривой опускают перпендикуляр на ось h/D. Значение на этой оси соответствует отношению h^э₀₊₁/D = а₁ откуда h^э₀₊₁ = а₁D.

Если толщина подстилающего слоя получается меньше величин, приведённых в Разделе I, или если Е^э₀₊₁ больше, чем Е₀₊₁ то толщина подстилающего слоя принимается согласно указаниям Раздела I.

1.10 Полученная по расчёту толщина подстилающего слоя может быть уменьшена путём повышения прочности основания, например путём устройства искусственного основания (песчаного и др.) или путём понижения уровня грунтовых вод и др.