книги / Расчет крепи капитальных горных выработок

В программе статического расчета крепи (приложение 2) исполь­ зуется нестандартная подпрограмма решения линейных алгебраи­ ческих уравнений (приложение 4), которая служит для решения системы линейных алгебраических уравнений, если коэффициенты при неизвестных в одном из уравнений могут отличаться более чем в 107 раз. Эту подпрограмму необходимо «прошить» в ЭВМ «Наири».

Если указанные в табл. 4 адреса 14376—14499 в машине уже заняты, следует поместить подпрограмму (приложение 4) на любое свобод­ ное место в машине, изменив соответственно номера команд и испра­ вив в основной программе (приложение 2) команду обращения

к подпрограмме решения системы:

Использование подпрограммы производится в соответствии с ин­ струкцией по использованию стандартной подпрограммы решения системы линейных уравнений, которая содержится в III томе прило­ жения к ЭВМ «Наири», при этом необходимо иметь в виду следующее. При работе в режиме автоматического программирования (ап), после того как будут введены коэффициенты и свободные члены сис­ темы, начиная с 64п и напечатада на аппарате РТА буква «ш», вместо задания 7688а (где 7688а является начальным адресом стан­ дартной программы решения уравнений) вводится 14336а. При работе в универсальном реяшме вместо обращения н7723л (началь­ ный адрес стандартной подпрограммы) следует обращаться к а14376а.

Проверка прочности элементов бетонной крепи и железобетонной крепи с жесткой арматурой

Расчет бетонных элементов крепи, работающих на внецентренное сжатие, необходимо производить только по условию прочности на сжатие, так как при возникновении трещин растяжения изгиба­ ющие моменты в крепи резко снижаются. Определение предельной нормальной силы в расчете на 1 м (вдоль выработки) крепи произво­

дится по формуле

Нормальная сила получается в кгс при подстановке в формулу (32.20) значений RHв кгс/см2, d и е0в см. Для упрощения вычислений построена номограмма (рис. ИЗ), в которой предельная нормальная сила определяется в относительных величинах N/Rn. Эксцентриси­ тет также подставляется в виде относительной величины eQId.

Расчет железобетонных элементов с жесткой арматурой произво­ дится в зависимости от эксцентриситета продольной силы.

241

В случае большого эксцентриситета (рис. 114, а)

предельная нормальная сила (N) определяется из условия предель­ ного состояния (напряжения в арматуре достигают расчетного сопротивления стали, а в бетоне — в сжатой зоне — расчетного сопротивления бетона на сжатие при изгибе) по формуле

б — толщина стенки двутавра, см; х — высота сжатой зоны бетона:

Расчеты можно производить на ЭВМ «Наири» по программе (приложение 5).

В случае малого эксцентриситета продольной силы (рис. 114, б)

*0< 0,6d

расчетная формула для предельного значения нормальной силы имеет вид:

40г2Дн + иДаж (Даж — Ли)

где h — высота стенки спецпрофиля.

Расчет можно производить на ЭВМ «Наири» по программе (при­ ложение 6).

§ 33. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

МОНОЛИТНОЙ КРЕПИ

Ниже рассмотрены три примера расчета монолитной бетонной и железо­ бетонной замкнутой и незамкнутой крепи капитальных выработок угольных шахт на участках замерных станций ВНИМИ [18, 56], где производилось измерение нормальных к поверхности крепи нагрузок и испытание пород. Расчет произво­ дится по известным (измеренным) нормальным нагрузкам (вторая расчетная

схема).

В соответствии с рекомендациями СНиП II—М. 4—65 в расчетах учитывается коэффициент условий работы /тгр = 0,8.

243

Расчет крепи на участке замерной стаицпп JVs 2 на ш ахте «Щегловская» Глубокая», горизонт 915 м.

Замерная станция оборудована в одиопутевой выработке сечением 6,6 м2. Крепь железобетонная (постоянной толщины d = 0,26 м) с жесткой арматурой

(двутавр № 20, ст. 3), установленной через 0,25 м(га = 4). Бетон М 200. В рай­ оне замерной станции кровля и частично бока выработки представлены алевро­

-У/,

-Г,

J/

♦/

'-Гьга

--fiJZ

гг

Наблюдения на замерной станции показали, что первые трещины в крепи начали появляться 25/VI 1962 г. В октябре 1962 г. в своде и в боках появились зоны разрушения бетона п искривления двутавровых рам (рис. 115).

Расчет крепи производится на нагрузки, соответствующие двум моментам времени: 25/VI 1962 г. и 18/Х 1962 г. Исходная информация для расчета крепи на участке замерной станции представлена в табл. 37. Расчетная схема пока­ зана на рис. 116, расчетные эшоры нормальных нагрузок — на рис. 117. Ре­ зультаты расчета крепи и решение системы уравнений на участке замерной станции ВНИМИ (шахта «Щегловская-Глубокая») представлены в табл. 38 (до разрушения и после разрушения бетона в крепи). Эшоры расчетных усилий в крепи показаны па рис. 118.

Проверка прочности сечений железобетонной крепи с жесткой арматурой на участке замерпой станции показана в табл. 39. При нагрузках по состоянию

244

Та б л и ц а 3Т

245.

на 25/VI 1962 г. крепь не разрушается (N N nm). При нагрузках, соответ­

Расчет крепи на участке замерной станции ВНИМИ (шахта «Красная Звезда»)

Замерная станция оборудована в камере электровозного гаража околоствольного двора горизонта 770. Крепь — железобетонная (постоянной толщины 0,20 м) с жесткой арматурой в виде двутавровых рам (двутавр № 20, ст. 3) с шагом 0,25 м (п = 4). Бетон М 200.

246

В районе замерной станции кровля и частично бока представлены аргилли­ тами (Е — 2,77 • 10б тс/м2, р = 0,33). В боках и подошве — алевролиты (Е =

— 3 • 406 тс/м2, jit = 0,4). Толщина слоя забутовки в своде 0,8 м, в боках 0,4 мг в обратном своде и частично в боках 0,05 м.

Результаты замеров нагрузок показаны на рис. 119. Для расчета принята правая половина эпюры, как наиболее неблагоприятная., Расчетная схема по­ казана на рис. 120.

Исходная информация для расчета крепи капитальной выработки (шахта «Красная Звезда»)" представлена в табл. 40. Расчетная эпюра нормальных на­ грузок показана на рис. 121. Наблюдения на участке замерной станции показали,.

что крепь находится в удовлетворительном состоянии. В боках обнаружены незначительные трещины. За пределами замерной станции, где шаг двутавровых рам был 0,5 м, имеются нарушения крепи. Расчет выполнен для двух случаев: для участка замерной станции, (я = 4 рааш на 4 м) и за ее пределами (п = 2

рамы на 1 м, табл. 41).

Эшоры изгибающих моментов и нормальных сил построены только для участка замерной станции, так как результаты расчета по обоим случаям мало отличаются (рис. 122).

Результаты проверки прочности железобетонной крепи капитальной выра­ ботки (шахта «Красная Звезда») даны в табл. 42. Несущая способность крепи в своде на 2,5% ниже расчетной, а если учесть принятый в расчете коэффициент условий работы тр = 0,8, то можно считать прочность сечения обеспеченной.

В боках (узел 41) и на стыке обратного свода со стенами (узел 22) условие проч­ ности не выполнено. Вне участка замерной станции условие прочности не выпол­ няется во всех сечепиях. Полученные результаты согласуются с данными на­ блюдений.

247

Т а б л и ц а 40

2 4 8

Т а б л и ц а 42

Замерная станция оборудована в выработке сечением 6,1 м2. Крепь бетон­ ная, толщина в своде 0,17 м, в боковых степах 0,2 м. В районе замерной станции породы по всему сечеггшо выработки — аргиллиты (Е = 3,77 • 106 тс/м2, р =

= 0,18), толщина слоя забутовки в своде и боках 0,15 см. Установившиеся изме­ ренные нагрузки па крепь показаны па рис. 123.

Расчет выполнялся для правой половины эшоры лагрузок. Исходная ин­ формация и результаты расчета представлены в табл. 43 и 44. Расчетная схема и расчетная эпюра нормальных нагрузок показаны на рис. 124 и 125. По резуль­ татам расчета построены эшоры изгибающих моментов и нормальных спл (рис. 126).

249

*01 *11 X21

I I I Л