TKK/ Sillanrakennustekniikka Rak-.07 SIAT JA PERUSTUKSET (4op) TENTTI 9.5.008 Tenttipaperiin: Sukunii, etuniet, op. kirjan nro, vsk. Selosta itä tarkoitetaan seuraavilla siltatereillä tai niityksillä: a) sillan kokonaispituus, b) jänneitta, c) hyödyllinen leveys, d) hyödyllinen korkeus, e) vapaa aukko, f) vapaa alikulkukorkeus, g) päällysrakenteen rakennekorkeus, h) päällysrakenteeinta-ala, i) vino silta ja j) kaareva silta.. uettele tavanoaisiat siltatyypit eriteltynä pääkannatintyypin ukaan. 3. ääritä oheisen kitkaaalle perustetun neliön uotoi-seerustuslaataienin ahdollinen sivuitta (B), joka täyttää Eurokoodin (EC 997-) vaatiukset kantokyvyn suhteen. Kuorituksena on toisen sivun suunnassa vino kuoraresultantti (F = 6000 kn), jonka vaikutussuora leikkaa pohjapinnaainopisteen 0, etäisyydeltä kuvan ukaisesti. Pysyvien kuorien osuus (F g ) resultantista on 60% ja loput 40% on (F q ) hyötykuoraa.. Käytä kuorille osavaruuskertoiia γ g =,5, γ q =,5 ja aapohjan kantokyvylle osavaruuskerrointa γ r =,55. (Perustusrakenteiden oaa painoa ei tarvitse ottaa huoioon.). o F γ s = 0 kn/ 3 φ = 34 o EI 4 (c = 0 ) B =? 0,,6 4. ontako vino- ja pystypaalua tarvitaaähintään oheisessa tasopaalutuksessa, kun kuoravektorit ovat: = 9,0 N ja = 0,55 N. inopaalujeystykaltevuus on :4,. Paalut ovat teräsbetonisia tukipaaluja 300 x 300, σ sall = 7.0 N/. Paalujen jäykkyys (k) voidaan otaksua vakioksi. (Peruslaatan oaa painoa ei tarvitse ottaa huoioon).,3,3 z z 5.a)Selosta lyhyesti ikä on sydänkuvio ja itä hyötyä on sen tunteisesta kalliolle perustettavan rakenteen suunnittelussa? b) hahottele oheisen kuvan uotoiseoikkileikkauksen sydänkuvion koko ja uoto. x uo! Jätä vastauksesi tehtäviin, (sillat) eri paperille kuin tehtäviin 3, 4, 5 (perustukset)
TEKNIINEN KORKEAKOUU TENTTI 09.05.008 Sillanrakennustekniikka Rak-.07 Sillat ja perustukset 08086 () TENTTITETÄIEN RATKAISUT. ja. tehtävä Ks. luennot ja kirjallisuus. allivastaukset nähtävissä assistentiastaanotolla.
Rak-.07 SIAT JA PERUSTUKSET (4 op) TENTTI 9.5.008. RATKAISUT 3. Tehtävä ääritä oheisen kitkaaalle perustetun neliön uotoi-sen perustuslaataienin ahdollinen sivuitta (B), joka täyttää Eurokoodin (EC 997-) vaatiukset kantokyvyn suhteen. Kuorituksena on toisen sivun suunnassa vino kuoraresultantti (F = 6000 kn), jonka vaikutussuora leikkaa pohjapinnan painopisteen 0, etäisyydeltä kuvan ukaisesti. Pysyvien kuorien osuus (Fg) resultantista on 60% ja loput 40% on (Fq) hyötykuoraa.. Käytä kuorille osavaruuskertoiia?g =,5,?q =,5 ja aapohjan kantokyvylle osavaruuskerrointa?r =,55. (Perustusrakenteiden oaa painoa ei tarvitse ottaa huoioon). Alkuarvot: N := 000kN γ s := 0 kn 3 ϕ := 34 deg o F γ s = 0 kn/ 3 φ = 34 o EI 4 (c = 0 ) F := 6N F g := 0.6 F F q := 0.4 F α := deg e N := 0. B =? 0,,6 D :=.6 γ g :=.5 γ q :=.5 γ r :=.55 Suunnittelukuoran aiheuttaa pohjapaine: Käytetään suunnittelukuorien resultanttien laskeisessa annettuja osavarnuuskertoiia d := ( γ g F g + γ q F q ) cos( α) = 7570.86 kn Suunnittelukuoraysty- ja vaakakoponentit. := γ g F g + γ q F q ( ) d = 609.36 kn ( ) sin α Epäkeskeisyys ja tehokas pohjapinta-ala: B := 3. := B B B := e N B =.7 uo! B:n itta arvataan aluksi ja tarkistetaan toteutuuko EC::n kantavuusvaatius. tällä arvolla. Tässä B:n arvo 3. on saatu iteraatiokierrosten jälkeen. Tehokas leveys Suunnittelukuoran aiheuttaa pohjapaine tehokkaalle pohjapinta-alalle jaettuna: q d := q d = 0.89 N B aapohjan kantavuus Eurokoodi 997- ukaan, ks. kaavakokoela: R A q N q = q N q b q s q i q + γ B N γ b γ s γ i γ ( ) Koheesio c' = 0 q = q' (EC) := γ s D q = 3 kn tehokas pohjapaine ϕ := tan45 deg + e π tan( ϕ) N q = 9.44 Kantavuuskertoiet ( ) ( ) N γ := N q tan ϕ N γ = 38.366 b q := b γ := Pohjap.. kaltevuuskula α= 0 ( ) B s q := + sin ϕ s q =.4875 uotokertoiet
s γ 0.3 B := s γ = 0.73846 B + B := B =.5345 B = ' (EC) kuora vaikuttaa B + B :n suunnassa d i q := i γ := i q = 0.693 i γ = 0.546 Kaltevuuskertoiet B d B + ( ) ==> q d := q N q b q s q i q + γ s B N γ b γ s γ i γ q d =.39 N q d = R'/A' (EC ukainen aapohjan kantavuus Kantavuuden tarkistus: q d = 89. kn < q d γ r = 897.9 kn Pienin EC:aatiukset toteuttava leveys B = 3,. OK 4. Tehtävä ontako vino- ja pystypaalua tarvitaaähintään oheisessa tasopaalutuksessa, kun kuoravektorit ovat: = 9,0 N ja = 0,55 N. inopaalujeystykaltevuus on :4,. Paalut ovat teräsbetonisia tukipaaluja 300 x 300, σ sall = 7.0 N/. Paalujen jäykkyys (k) voidaan otaksua vakioksi. (Peruslaatan oaa painoa ei tarvitse ottaa huoioon). Alkuarvot: := 9N := 0.55N,3,3 z rivi: 3 4 5 6 x p x := 4. p z := 4. + 4. + inopaalujen suuntakosinit e :=.3 Paaluvälii 4. + 5 5 5 kpl 4. σ sall := A 0.3 7 N Alustava itoitus: := N sall := σ sall A N sall = 0.63 N := = 4.9 Pystysuorieaalujen lk alustavasti N sall := = 3.769 inojeaalujeähiäis lk p z N sall Kokeillaan := 5 := 4 sijoitettuuna kuvan ukaisesti Kiertokeskiö: z p := 0 z p = 0 Pystypaalujep-aks z v := 4.3 z v = 0.35 inopaalujep-aks etäisyys keskilinjalta oikealle h kk 4. ( z v ) := h kk =.365 Kiertokeskiön korkeusasea paalujen katkaisutasosta
Paalurivien oenttivarret: r. i = ( zp x xp z ) r r r 3 r 4 r 5 r 6 := e r =.3 := e p x h kk p z r =.5808 := 0 r 3 = 0 := 0p x h kk p z r 4 = 0.366 := e r 5 =.3 := ep x h kk p z r 6 = 0.948 := 5r + r + r 4 + 5r 5 + r 6 =.987 oentti kiertokeskiön suhteen ( h kk ) := = 0.0075 Paaluvoiien tarkistus: N N I = cot( α) NII = Paaluvoiien resultantit ilan :aikutusta N I := 4. N I = 6.69 N := =.37 N p z p z N N I := + r N = 0.458 N Tarkistetaan ka rivieaaluvoiat N 5 N I := + r 5 N 5 = 0.434 N N := + r N = 0.609 N ax paaluvoia < Nsall = 0,63 N OK! N 6 := + r 6 N 6 = 0.585 N Pystysuorieaalujeähiäisäärä 5 kpl inopaalujeähiäisäärä 4 kpl 5. Tehtävä a) Selosta lyhyesti ikä on sydänkuvio ja itä hyötyä on sen tunteisesta kalliolle perustettavan rakenteen suunnittelussa? b) hahottele oheisen kuvan uotoiseoikkileikkauksen sydänkuvion koko ja uoto. a) Perustukset ovat vetoakestäättöiä rakenteita. Sydänkuvio kuvaa aluetta, jossa vaikuttava puristusvoia aiheuttaa poikkileikkaukseeaiuristusjännityksiä. b) b) Sydänkuviossa on yhtä onta nurkkaa kuin poikkileikkauksessa kuperia nurkkia Sydänkuvio on aiina syetrinen, jos poikkileikkauksella on sy. akseli.. Ks. uennot uku 3