5.4 Уточнение размеров расчётного поперечного сечения главной балки
а) фактическое сечение блока
б) расчётное сечение
Рисунок 5.2 – К назначению основных размеров расчётного сечения
Имея
ширину полки блока 208 см, в расчёт
принимаем ширину полки
,
что не превышает расстояния между осями
балок. Задавшись расстоянием от центра
тяжести арматуры до низа балки а = 16 см
и приняв высоту сжатой зоны бетона
находим
требуемую величину плеча внутренней
пары сил
(5.5)
где Ab – площадь сжатой зоны бетона;
Rb – расчётное сопротивление бетона класса В25 (Rb = 13 МПа).
Тогда требуемая высота балки будет равна
(5.6)
Следовательно, высоту балки следует принять 390 см (против 120 см, принятых по эскизу на рисунке 4.1).
Уточняем ширину ребра балки из условия
(5.7)
Оставляем
ранее назначенную ширину ребра b
= 50 см (смотри рисунок 4.1).
5.5 Определение количества и положения стержней продольной арматуры
Полагая, что нейтральная ось проходит по границе полки и ребра (то есть х=h/f), из условия прочности находим требуемую площадь сечения арматуры в нижнем поясе балки
(5.8)
Полученную площадь арматуры увеличиваем на 8-10 %, учитывая приближённый характер формул.
Назначив продольной арматуры d = 32 мм, находим число стержней
(5.9)
где А1 – площадь сечения одного стержня.
Принимаем 26 стержней d=32 мм с фактической площадью сечения
Размещение стержней в нижней зоне главной балки показано на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 – Размещение стержней в главной балке
Назначив толщину защитного слоя с=3,5 см (d c 5 см), находим расстояние от низа балки до центра тяжести растянутой арматуры
(5.10)
где ni – количество стержней в i-ом горизонтальном ряду;
уi – расстояние от оси горизонтального ряда до низа балки.
Рабочая высота сечения h0 = 390 – 13,22 = 376,78 см.
5.6 Проверка прочности по изгибающему моменту
Проверяем условие прохождения нейтральной оси в ребре балки
(5.11)
Следовательно, нейтральная ось пересекает ребро балки.
Условие
прочности балки
(5.12)
(5.13)
Имеем М0,5 = 17037,06 кНм < 19094,49 кНм, следовательно, условие прочности балки выполняется.
6 Расчёт металлического пролётного строения
6.1 Общее конструктивное решение
Металлические балочные пролетные строения со сплошными стенками и ездой понизу отвечают такому требованию (для сравнения: пролетное строение длиной 27 м при езде поверху имеет строительную высоту 233 см, а при езде понизу – всего 84 см). По такому мосту поезд проходит не над главными балками (позиция 1 на рисунке 6.1), а между ними. Проезжая часть располагается в уровне нижних поясов главных балок.
При езде понизу наименьшее расстояние между главными балками определяется габаритом в свету между верхними гранями перил – не менее 4,9 м и в связи с этим принимается равным 5,6 м. Возникает необходимость устройства балочной клетки из продольных и поперечных балок (позиции 2 и 3 на рисунке 6.1). Путь передачи нагрузки на основную несущую конструкцию довольно большой. Нагрузка от подвижного состава передается на поперечины, опирающиеся на продольные балки, продольные балки передают нагрузку на поперечные, а поперечные – на главные. Связи между главными балками удается установить только в плоскости нижних поясов. В таких условиях затруднено обеспечение пространственной неизменяемости и жесткости конструкции. Для создания жестких полурам в вертикальной плоскости в местах прикрепления поперечных балок к главным в пределах, допускаемых габаритом, устанавливаются специальные листы (позиция 4 на рисунке 6.1).
1 – главная балка; 2 – продольная балка; 3 – поперечная балка; 4 – лист жесткости.
Рисунок 6.1- Схема поперечного сечения пролетного строения со сплошными стенками при езде понизу