Материал: Сборник задач по безопасности жизнедеятельности. Соловьева Э.В., Колотушкин В.В

2. Пример решения задачи

Пример 1. Требуется определить максимальную глубину траншеи с вертикальными стенками и подобрать конструкцию горизонтальной стяжки анкерного крепления этой траншеи глубиной 5 м при следующих исходных данных: грунт объемным весом 1,9 т/м³, угол внутреннего трения 30°, сила сцепления 0,5 т/м², шаг между вертикальными стойками принять равным 1,5 м.

Решение:

Стяжка анкерного крепления стойки работает как центрально-растянутый элемент от действия активного давления грунта, продольная сила которого на уровне определяется по формуле

,

где Н – глубина траншеи, равная 5,0 м;

q – линейно-распределенная нагрузка от активного давления грунта, определяемая по формуле

,

где l – шаг стоек крепления;

Н_с – высота вертикальной стенки траншеи, не требующая крепления, определяется по формуле

,

где θ – параметр, зависящий от угла внутреннего трения и влажности грунта, определяется по формуле

.

Для нашего примера находим .

м.

Расчетная сила, действующая на деревянную стойку, работающую как центральный растянутый элемент, определяется по формуле

,

где m_р – коэффициент условий работы (принимается равным 0,85);

R_р – расчетное сопротивление древесины растяжению (принимается равным 750 т/м²);

F_нт – площадь поперечного сечения стойки.

Условие прочности для определения расчетного поперечного сечения стойки анкерного крепления стенки траншеи записывается в виде

.

Из этого уравнения, подставляя вместо q аналитическое выражение для его определения, находим

м².

Примем для стяжки брус прямоугольного сечения шириной b при условии t=2b, тогда F_нт=2b², а, следовательно

см.

Исходя из того, что существует возможность ослабления сечения во время эксплуатации принимаем для стяжки брус прямоугольного сечения 60х120 мм².

Пример 2. Определить глубину траншеи с вертикальными стенками, не требующую крепления и рассчитать необходимое сечение вертикальной стойки из древесины III сорта для крепления траншеи глубиной 5,0 м и шириной 3 м в грунтах с характеристикой: объемный вес грунта 1,7 т/м³, сила сцепления 0,8 т/м² и угол внутреннего трения 30°.

Решение:

Для определения сечения bxt прямоугольного бруса, имеющего t=2b, воспользуемся условием прочности, согласно СНиП II-25-80:

,

где М_расч – расчетный изгибающий момент в поперечном сечении бруса;

m_в – коэффициент условий эксплуатации (для древесины, соприкасающейся с грунтом m= 0,85);

R_и – расчетное сопротивление изгибу материала (для древесины III сорта R_и= 8,5 МПа);

W_нт – расчетное сопротивление изгибу поперечного сечения бруса

.

Максимальный изгибающий момент в сечении бруса, работающего в конструкции крепления как шарнирно-подвижная однопролетная балка, нагруженная линейно распределенной нагрузкой q₂ от активного давления грунта в момент образования поверхности скольжения и начале сползания призмы обрушения, составляет

,

где q₂ – линейно распределенная нагрузка, определяемая для связных грунтов при свободной от нагрузки берме выемке по формуле

.

По условию данного примера .

м.

Для вертикальной стойки условие прочности поперечного сечения М_max=М_расч записывается в виде уравнения

.

Отсюда, для связных грунтов находим

.

Подставляя количественные значения величин, входящих в уравнение, находим

см².

Поскольку , то см.

Принимаем вертикальную стойку из деревянного бруса сечением 7,5х15 см.

1.3. Задания для самостоятельного решения

1. Определить глубину траншеи с вертикальными стенками, не требующих крепления и рассчитать необходимое сечение стенки анкерного крепления этой траншеи глубиной 6 м для глинистого грунта плотностью 1,8 т/м³, силой сцепления 0,75 т/м² и углом внутреннего трения 27°.

2. Рассчитать необходимое поперечное сечение вертикальной стойки из древесины III сорта для крепления вертикальной стойки траншеи глубиной 6,5 м в грунтах, характеризующихся плотностью 1,9 т/м³, силой сцепления 0,85 т/м² и углом внутреннего трения 30°.

3. Подобрать конструкцию деревянной распорки для крепления траншеи глубиной 6 м и шириной 3 м в грунтах с характеристикой, приведенной в примере №1.

4. Рассчитать необходимые размеры поперечного сечения стяжки анкерного крепления вертикальной стенки траншеи глубиной 6,5 м в грунтах, характеризующихся плотностью 1,9 т/м³, силой сцепления 0,95 т/м² и углом внутреннего трения 25°.

5. Определить максимальную глубину траншеи с вертикальными стенками и подобрать конструкцию горизонтальной стяжки анкерного крепления этой траншеи глубиной 4,5 м при следующих исходных данных: грунт объемным весом 1,9 т/м³, силой сцепления 0,65 т/м² и углом внутреннего трения 30°. Шаг между вертикальными стойками принять равным 1,5 м.

2. Освещенность участка дороги

2.1. Общие сведения

Установка стационарных осветительных приборов на автомагистралях позволяет обеспечить безопасность движения транспортных средств и пешеходов, а также в значительной степени повысить пропускную способность дорог в темное время суток.

Проектирование осветительной установки сводится к обоснованию выбора типа осветительных устройств, оптимальному размещению их и определению мощности источников света, обеспечивающих необходимые световые параметры для данных условий.

Среднюю освещённость, создаваемую осветительной установкой, по методу коэффициента использования определяют по формуле

. (2.1)

Пролет между опорами для создания средней освещенности:

(2.2)

где Ф – световой поток всех ламп, устанавливаемых на опоре, лм;

k – коэффициент запаса;

b – ширина освещаемой площади (дороги), м;

η – коэффициент использования осветительной установки, зависящий от расположения светильников на освещаемой полосе (рис. 2.1).

Коэффициент запаса при использовании светильников с лампами накаливания принимают равным 1,3, а с газоразрядными лампами – 1,5.

Коэффициент использования (табл. 2.1) зависит от расположения светильников и отношений от и от .

В первом случае (рис. 2.1), когда светильники размещены по оси освещаемой полосы, коэффициент использования η = 2η ; во втором случае η = η + η и в третьем случае, когда светильники размещены вне освещаемой полосы,

η =η₁-η₂.

Рис. 2.1. Схемы расположения светильников

Таблица 2.1

Значение коэффициента использования

светового потока светильников η

2.2. Задания для самостоятельного решения

1. Дорога шириной b=8 м освещается двумя рядами светильников СКЗР–2×250 с двумя газоразрядными лампами ДРЛ – 250(2×11000 лм), установленными на опорах высотой Н=8 м. Левый ряд опор размещён на краю дороги, правый ряд – вне площади дороги, на расстоянии 4 м от неё. Определить необходимый пролёт между опорами при нормативной освещённости Е_н=5 лк.

2. По оси дороги шириной b=12 м на высоте Н=8 м установлены светильники СПО – 200 с лампами накаливания (световой поток 2800 лм). Требуемая нормативная освещённость Е=1 лк. Определить длину пролёта между светильниками.

3. Светильники РКУ–400 с газоразрядными лампами ДРЛ–400 (световой поток 19000 лм) установлены на опорах высотой Н=8 м в ряд вдоль освещаемой дороги шириной b=8 м на расстоянии от неё. Расстояние между опорами 50 м. Определить среднюю освещённость на дороге.

4. Светильники РКУ–400 с газоразрядными лампами ДРЛ–400 (19000 лм) установлены на опорах высотой Н=8м в ряд вдоль освещаемой дороги шириной b=12 м на расстоянии b₂=2 м от неё. Расстояние между опорами 50 м. Определить среднюю освещённость на дороге.

5. Дорога шириной b=16 м освещается двумя рядами светильников СКЗР–2×250 с двумя газоразрядными лампами ДРЛ – 250 (2×11000 лм), установленными на опорах высотой Н=8 м. Левый ряд опор размещён на краю дороги, правый ряд – вне площади дороги, на расстоянии 4 м от неё. Определить необходимый пролёт между опорами при нормативной освещённости Е_н=5 лк.

3. Прожекторное освещение

3.1. Общие сведения

Организация рационального освещения строительных площадок является одним из основных вопросов безопасности жизнедеятельности. От устройства освещения во многом зависит производительность и безопасность труда, а также качество выполняемых работ.

Необходимое количество прожекторов можно определить по методу светового потока или удельной мощности.

1. По методу светового потока количество прожекторов

, шт., (3.1)

где E_н – нормируемая освещенность, лк.;

К – коэффициент запаса ( для прожекторного освещения К = 1,5);

S – освещаемая площадь, м²;

Fл – световой поток ламп накаливания для выбранного типа прожектора, (табл. 3.1), лм.;

η – КПД прожектора (для прожекторов типа ПЗС–35, ПЗС–45, ПФС– 45-1 h = 0,35 ¸ 0,38);

и – коэффициент использования светового потока прожекторов ( ориентировочно при освещении больших площадей и = 0,9; при освещении малых площадей и= 0,7¸0,8);

Z - коэффициент неравномерности освещения, равный отношению минимальной освещенности Е_min к E_ср (при правильной расстановке прожекторов можно принять Z=0,75).

Таблица 3.1

Световой поток ламп, лм