Проверка несущей способности обделки по предельным состояниям
Расчетные нагрузки в обделке N, наибольшие во время эксплуатации туннеля, должны быть равны (нормативным сучетом коэффициента перегрузки n и не более минимальной несущей способности конструкции с учетом формы конструкции S, нормативного сопротивления сжатию при изгибе , коэффициента неоднородности материала k и коэффициента условий работы т:
(28.24)
Последовательно рассматриваются условия работы обделки толщиной епо всем видам предельных состояний и определяется ее минимальная несущая способность. Сначала происходит образование трещин, которое приводит к изменению статической схемы работы обделки с образованием пластических шарниров и работой материала только на сжатие в условиях статически определимой системы. При этом возрастает нагрузка и нормальная сила, уменьшается эксцентриситет сил, и при достижении им значения, равного 0,225 е, наступает хрупкое разрушение сечения.
При расчетах с образованием пластических шарниров принцип независимости действия сил неприменим. Обделка должна рассчитываться на одновременное действие всех нагрузок.
Бетонные монолитные обделки, обладающие большой жесткостью, рассчитываются по двум предельным состояниям: по несущей способности и раскрытию трещин. Предельное состояние всей обделки определяется наиболее напряженным ее состоянием, которым является обычно для безнапорных туннелей и внешней обделки напорных туннелей замковая часть; здесь наибольшие растягивающие напряжения, так как эксцентриситет нормальной силы достигает наибольшего значения , где - нормальная сила от единичной вертикальной нагрузки.
Предельной нагрузкой будет нагрузка, при которой образуются трещины
(28.25)
так как она предшествует хрупкому разрушению конструкции под нагрузкой
(28.26)
где l - рассматриваемая ширина обделки; е - толщина ее; - нормативные напряжения при растяжении; е1- размер эпюры растягивающих напряжений - глубина раскрытия трещины. Размер эпюры сжимающих напряжений равен .
Армированные конструкции рассчитываются по рекомендациям.