5.3. Визначення зусиль в елементах головних ферм від вітру та гальмування
В друге (додаткове) сполучення навантаження, крім постійного та тимчасового вертикального навантаження, додатково включається навантаження від вітру або горизонтальних ударів рухомого складу та від гальмування.
Для прогонових споруд із наскрізними головними фермами більш значна дія із зазначених навантажень виявляється від вітрового навантаження, яка і враховується далі.
Додаткові зусилля від вітру з’являються в обох поясах головних ферм, а від гальмування – тільки в тому поясі, в рівнв якого розміщена їзда. В елементах решітки додаткові зусилля від вітру та гальмування з’являються тільки в опорних розкосах.
5.3.1. Визначення нормативної інтенсивності вітрового навантаження
Навантаження на прогонові споруди від вітру визначається в залежності від величини нормативної інтенсивності горизонтального поперечного вітрового навантаження, яке діє на головні ферми, проїзну частину та рухомий склад.
Нормативна інтенсивність вітрового навантаження в кН/м2 залежить від величини середньої (Wm) та пульсаційної (Wp) складових частин і визначається за формулою
Wn = Wm + Wp
Нормативна величина середньої складової частини вітрового навантаження на конструкції прогонових споруд та рухомий склад розраховується за формулою
Wm = W0 K cw,
W0 – швидкісний напір вітру; W0 = 0,38 кПа;
К – коефіцієнт, який враховує змінення швидкісного напору з висотою;
К = 1,0;
сw – аеродинамічний коефіцієнт лобового опору конструкції моста та рухомого складу; сw = 2,15;
Wm = 0,38 1,0 2,15 = 0,817 кН/м2;
Wp – нормативне значення складової частини вітрового навантаження, яка пульсує
Wp = Wm L V,
де - коефіцієнт динамічності;
=1,2
L - коефіцієнт пульсації тиску вітру;
V – коефіцієнт просторової кореляції тиску вітру для розрахункової поверхні споруди.
5.3.2. Визначення нормативних навантажень від тиску вітру на головні ферми, проїзну частину та рухомий склад
Нормативні навантаження від тиску на головні ферми, проїзну частину та рухомий склад поїздів при наявності поїзда на мосту визначається за формулами
а) на головні ферми (з урахуванням коефіцієнта суцільності 0,2)
де Н – геометрична висота головних ферм; Н = 11,0(м);
б) на проїзну частину
Рис 12. Навантажень тиску вітру на головні ферми ,проїзну частину та рухомий склад.
в) на рухомий склад (з нормативною висотою 3м)
5.3.3. Визначення розрахункових горизонтальних навантажень від тиску вітру на верхню та нижню вітрові ферми
Навантаження від тиску вітру розподіляється між верхніми та нижніми горизонтальними фермами (вітровими фермами), які включають елементи поздовжніх зв’язок та відповідні пояси головних ферм. Розрахункові навантаження на кожну з цих ферм при їзді низом можна визначити за формулами:
а) на верхню вітрову ферму
б) на нижню вітрову ферму
5.3.4. Визначення додаткових зусиль в поясах головних ферм від тиску вітру
В поясах головних ферм, які є одночасно поясами горизонтальних (вітрових) ферм, від вітру виникають додаткові зусилля, що визначаються за формулами:
де Swв та Swн – зусилля від вітру відповідно в елементах верхнього та нижнього поясів ферм;
В=5,7 (м) – відстань між осями головних ферм;
Mwв та Мwн – балочні моменти від вітрового навантаження для відповідного елемента поясу відносно точки О, яко розміщена на відстані Хі від опори до місця перетину діагоналей поздвжніх зв’язок відповідної панелі. При цьому для нижньої вітрової ферми (при їзді низом) проліт приймається рівним розрахунковому прольоту (lн = l), а для верхньої вітрової ферми – величині lв = l – 2d.
Рис.13. Розрахункові схеми для визначення балочних моментів у вітрових фермах.
для елементів верхнього поясу
B3-B4:
B4-B5:
B2-B3:
б) для елементів нижнього поясу
H1-H2:
H2-H3:
H3-H4:
H4-H5:
Додаткове зусилля Sн розраховується за формулою
де 0 – кут між розкосом і горизоном; 0 = 60;
V – величина зусилля від вітру в елементах похилих ніг портальних рам (опорних розкосів головних ферм), що визначається наступними формулами:
;
;
;
;
;
;
;