Akademia Górniczo-Hutnicza
Im. Stanisława Staszica

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

BUDOWNICTWO PODZIEMNE

Temat: Projektowanie obudowy wyrobiska korytarzowego.

Biernat Anna

GIG IV

Gr. 1

1. Obudowa sklepiona.

1. Grubość sklepienia obudowy betonowej:

Gdzie:

S – szerokość użyteczna wyrobiska S = 250 [cm]

f – wskaźnik zwięzłości skał f = 3

f_cd^* - wytrzymałość betonu na ściskanie obliczeniowa

f_cd^* = 6,7 [MPa] dla C12/15

d_o = 6,5 ⇒ 10 [cm]

2. Grubość murów ociosowych:

d = 12⇒ 15 [cm]

1. Obudowa ŁP.

1. Wyznaczenie wytrzymałości obliczeniowej stali:

Gdzie:

R_e – granica plastyczności stali (dla St. 5 R_e = 290 [MPa])

- współczynnik materiałowy stali (dla St. 5 = 1,15)

1. Obliczenie smukłości odrzwi:

a) smukłość odrzwi :

Gdzie:

l – długość swobodnego odcinka obudowy (l = 2,96 [m])

i_x – promień bezwładności kształtownika (i_x =4,59[cm])

b) smukłość porównawcza :

c) smukłość względna

1. Obliczenie współczynnika n₁:

n₁=0,618

Gdzie:

R_m – wytrzymałość na rozciąganie stali R_m = 500 [MPa]

R_e – granica plastyczności stali R_e = 290 [MPa]

1. Dobór nośności złącza odrzwi w [MN] - wg normy PN-73/G-15011:

∈ (150 [kN] ÷200 [kN])

N_z = 200 [kN]

1. Obliczenie ekstremalnego momentu zginającego M_ekstr i wartości siły osiowej N_odp

• dla braku wykładki (Ez=0 [MPa]):

Odczytana z nomogramu wartość obciążenia q_o = 0,027[MPa] = 27 [kPa]

Odczytany z nomogramu moment zginający w obudowie łukowej M_d =37 [kNm/m]

Siła osiowa odczytana z nonogramu N_d = 140 [kN]

Wartość obciążenia q_o = 27 [kPa]

• dla wykładki niestarannej (Ez=1,5 [MPa]):

Odczytana z nomogramu wartość obciążenia q_o = 0,027[MPa] = 27 [kPa]

Odczytany z nomogramu moment zginający w obudowie łukowej M_d =32 [kNm/m]

Siła osiowa odczytana z nonogramu N_d = 53 [kN]

Wartość obciążenia q_o = 27 [kPa]

• dla wykładki starannej (Ez=7 [MPa]):

Odczytana z nomogramu wartość obciążenia q_o = 0,027[MPa] = 27 [kPa]

Odczytany z nomogramu moment zginający w obudowie łukowej M_d =22 [kNm/m]

Siła osiowa odczytana z nonogramu N_d = 39 [kN]

Wartość obciążenia q_o = 27 [kPa]

• dla wykładki scalonej (Ez=40 [MPa]):

Odczytana z nomogramu wartość obciążenia q_o = 0,027[MPa] = 27 [kPa]

Odczytany z nomogramu moment zginający w obudowie łukowej M_d =13 [kNm/m]

Siła osiowa odczytana z nonogramu N_d = 20 [kN]

Wartość obciążenia q_o = 27 [kPa]

1. Określenie wartości siły osiowej w miejscu złączenia odrzwi:

• dla braku wykładki (Ez=0 [MPa]):

Odczytujemy z norm wartości:

N₂ = 115 [kN]

N₃ = 50 [kN]

N₄ = 10 [kN]

N_2, 3 > N₄

$$N = N_{2,3}*\frac{q_{0}}{100}\ \lbrack kN\rbrack$$

$$N = 82,5*\frac{27}{100} = 22,3\ \lbrack kN\rbrack$$

• dla wykładki niestarannej (Ez=1,5 [MPa]):

Odczytujemy z norm wartości:

N₂ = 110 [kN]

N₃ = 50 [kN]

N₄ = 20 [kN]

N_2, 3 > N₄

$$N = N_{2,3}*\frac{q_{0}}{100}\ \lbrack kN\rbrack$$

$$N = 80*\frac{27}{100} = 21,6\ \lbrack kN\rbrack$$

• dla wykładki starannej (Ez=7 [MPa]):

Odczytujemy z norm wartości:

N₂ = 140 [kN]

N₃ = 75 [kN]

N₄ = 40 [kN]

N_2, 3 > N₄

$$N = N_{2,3}*\frac{q_{0}}{100}\ \lbrack kN\rbrack$$

$$N = 107,5*\frac{27}{100} = 29\ \lbrack kN\rbrack$$

• dla wykładki scalonej (Ez=40 [MPa]):

Odczytujemy z norm wartości:

N₂ = 150 [kN]

N₃ = 90 [kN]

N₄ = 70 [kN]

N_2, 3 > N₄

$$N = N_{2,3}*\frac{q_{0}}{100}\ \lbrack kN\rbrack$$

$$N = 120*\frac{27}{100} = 32,4\ \lbrack kN\rbrack$$

1. Obliczenie rozstawu odrzwi.

gdzie:

f_d – wytrzymałość obliczeniowa stali (f_d = 252,17 [MPa])

m – współczynnik wzgl. profil kształtownika V (m = 1,4)

n₁ – współczynnik (n₁ = 0,72)

c – współczynnik podziałki obudowy (co 1[m])

M_ekstr – ekstremalny moment zginający

N_odp – odpowiadająca siła osiowa

W_x – wskaźnik wytrzymałości (W_x = 136,5 [cm³])

A – powierzchnia przekroju (A = 45,7 [cm²])

ϕ - współczynnik wyboczenia (ϕ = 0,9)

m₁ – współczynnik pracy obudowy (m₁ = 1,5)

• dla braku wykładki (Ez=0 [MPa]):

d _min= 4,33 [m] ≈ 4,3 [m]

• dla wykładki niestarannej (Ez=1,5 [MPa]):

d _min=5,34 [m] ≈ 5,3 [m]

• dla wykładki starannej (Ez=7 [MPa]):

d _min= 5,17 [m] ≈ 5,1 [m]

• dla wykładki scalonej (Ez=40 [MPa]):

d _min= 4,63 [m] ≈ 4,6 [m]