Концентрация напряжений около отверстий в местах примыкания коммуникаций и галерей

Возле отверстий с неподкрепленными краями появляются зоны концентрации повышенных напряжений. Концентрация напряжений быстро затухает по мере удаления от края отверстия и на расстоянии двух-трех ширин проема уже не оказывает заметного влияния на напряженное состояние конструкций.

Распределение напряжений около кругового отверстия определяем по следующим формулам:

нормальное (тангенциальное) напряжение

                      (3.50)

 нормальное (радиальное) напряжение

                                (3.51)

 где     — радиус отверстия;

  — радиус-вектор точки стенки.

На контуре проема при  получим

.

 Максимальное значение , будет при  .

 Напряжения возле контура эллиптического отверстия с полуосями  и

 ,             (3.52)

 где .

Квадратное отверстие. Изменение концентрации напряжений по контуру отверстия (а — сторона квадрата) зависит от радиуса закругления углов (табл. 27), т. е. .

 Прямоугольные отверстия. Значения  и  для различных отношений  приведены в табл. 28. Коэффициент  показывает концентрацию в углах,  — в центре стороны, параллельной направлению приложенной нагрузки, т. е. .

Большие отверстия в период погружения желательно закрывать временными щитами, равнопрочными основной конструкции сооружения. Для периода эксплуатации примыкающие участки тоннеля следует соединять с гранями проемов. Это обеспечивает жесткое подкрепление отверстия; в проемах с жестко подкрепленными гранями наибольшие значения нормальных (тангенциальных) напряжений по сравнению с неподкрепленными проемами уменьшаются вдвое. Прямоугольные проемы следует делать с закругленными углами.