S6300309 (2)

gdzie:

r — promień sztolni, cm,

/ — przekrój poprzeczny stężeń pierścieniowych znajdujących atę g, zewnętrznej stronie blachy, cm*, bt — rozstaw stężeń pierścieniowych, cm.

3.5.7. Obliczenia statyczne sztolni bezciśnieniowych

Schemat obliczania sztolni bezciśnieniowych może być również stosowany &, sztolni ciśnieniowych, w których ciśnienie wewnętrzne nie przekracza 3—5 m słupa wody, jeśli mają one profil zbliżony do podkowy. Jeżeli sztolnia beze-śnieniowa ma profil kołowy, to obudowa jej może być wymiarowana według metod podanych w rozdz. 3.5.6, z tym że wartość stałego ciśnienia wewnętrznego, p przyjmuje się wówczas równą zeru. Przedstawiona niżej metoda obliczeń odnosi się do obudowy sztolni pracującej przy uwzględnieniu działania biernego parcia górotworu; w przypadku, gdy parcie to nie występuje, można mimo to korzystać z tej samej metody, przy czym przedstawiony tok obliczeń znacznie się uprości.

W niniejszej pracy pomija się całkowicie wywody teoretyczne, na których opiera się przedstawiona metoda, podając jedynie wzory wynikowe, służące do bezpośrednich obliczeń. Szczegóły metody podane są w literaturze (16, 74,88, 100, 1011.

r&A    r_yps

Rys. 3-174. Profile typowycŁ sztolni stosowanych w ZSHH [73, 100]

Niniejszy rozdział zawiera wzory do wyznaczania sil normalnych i momentów zginających w typowych obudowach sztolni bezciśnieniowych przedstawionych na rys. 3-174. Oba typy oznaczone symbolami A i B charakteryzują się podanym na rysunku kształtem i wymiarami oraz grubością obudowy spełniającą warunki:

d,	- dla 0<<|><-~	O-IAT)
Vcos 0,6
d=l,10d,	dla ł>~-	(3-16S)

gdzie d| — grubość obudowy w kluczu.

Przedstawiona metoda obliczeń statycznych uwzględnia wszystkie istotne obciążenia zewnętrzne, Jakie mogą działać na obudowę:

a)    ciężar własny obudowy,

b)    pionowe i poziome ciśnienie górotworu,

c)    ciśnienie wody wewnątrz sztolni,

d)    odpór górotworu.

W przypadkach, gdy zachodzi możliwość przesuwania się obudowy w kontakcie z górotworem, można i należy do obciążeń doliczyć tarcie obudowy o górotwór. Jeśli na obudowę sztolni działa zewnętrzne ciśnienie wody znajdującej się w górotworze, ciśnienie to może być obliczeniowo traktowane jako ciśnienie wewnętrzne ze znakiem minus (superpozycja ciśnień wody).

Z punktu widzenia mechaniki budowli obudowa (rys. 3-175a) przedstawił ramę (luk) trzykrotnie statycznie niewyznaczalną. Dla określenia sil norma! nych i momentów zginających w poszczególnych przekrojach ramę zastępuje

463

się dwoma symetrycznymi układami statycznie wyznaczalnymi, obciążonymi dodatkowo nieznanymi wielkościami: momentem M„ silą normalną N_x i siłą ścinającą T, (rys. 3-175b). Z uwagi na symetrią układu statycznego i obciążenia siła ścinająca T« * 0.

Rys. 3-175. Układ statyczny obudowy sztolni bezciśnieniowej: a) układ rzeczywisty Wraz t obciążeniem. b) układ zastępczy (rama za wspornikiem rozdęta w kluczu)

TTT ITTrn '    111.1 l i t. t.t tl.ł.tl

Wielkość teoretycznego wspornika c w przyjętym nowym układzie statycznym jest tak dobrana, że współczynnik przesunięcia 6_SI końca wspornika od momentu M* = 1,0 jest równy współczynnikowi obrotu 6j* owego wspornika wskutek działania siły N, - 1.0. Wielkość ta dla wyżej podanych dwóch typów ram w przybliżeniu wynosi

c=0,593r    (3-169)

Dla przyjętych układów statycznych niewiadome M, i N, są określone następującymi wzorami:

_M (*m+^hcgp)M'-(^A.p+Pp)(»>»+^hĆft)

„    (^A1P⁴ Pp)^,łcft^|~~(^Ałp'^f (*U •*"£■)

(3-170)

(3-171)

gdzie współczynniki odkształceń i>„ i końca wspornika od jednostkowych wartości M_x i N_x są podane w tabl. 3-39.

JEDNOSTKOWE WSPÓŁCZYNNIKI DEFORMACJI

Typ sztolni	JEJi*n	£fxS.	EJi8to
A	1,8104 r	0,5358 r*	0.1814 r*	0,1688 r»
B	1,8104 r	0,5311 r*	0,1791 r*	0.1690 r»

Współ czy ni ki A_lp i A_sp są odkształceniami (obrót i przesunięcie) końca wspornika wywołanymi przez obciążenie zewnętrzne. Wartości tych współczynników określają wzory zestawione w tabl. 3-40.

W przypadku obciążenia od biernego parcia górotworu i tarcia obudowy

0    skałę, wartości te są funkcją odkształcenia horyzontalnego górotworu 6_0l którego nie znamy.

Współczynnik Pi kąta obrotu od obciążenia wirtualnego M_x i N_x oraz kąt obrotu P_p od obciążenia zewnętrznego mogą być obliczone zależnie od konstrukcji obudowy.

1. Dla obudowy monolitycznej przy sztywnym połączeniu jej ścian z dnem

1    przy działaniu biernego parcia górotworu

(3-172)