Вопрос 31.(33) Особенности определения расчетных усилий в разрезных главных балках. Схемы загружения. Особенности расчета на прочность предварительно напряженных ж/б балок.

Учет распределения временной нагрузки между главными балками

Балочные железобетонные пролетные строения имеют в составе поперечного сечения различное число балок, с различными конструктивными связями между собой, которые должны быть учтены в процессе расчета. Приступая к расчету, необходимо вначале определить долю постоянной и временной нагрузок, действующих на балку. Собственный вес пролетного строения распределяется в плане более или менее равномерно. Вычисляют его по фактическим размерам элементов конструкции и покрытия. Что касается временной нагрузки, то наряду с пространственными методами расчета в практике проектирования достаточно широко применяются различные упрощенные приемы учета ее распределения между главными балками пролетных строений.

Один из таких приемов расчета основан на определении относительной доли временной нагрузки на каждую балку с помощью так называемых коэффициентов поперечной установки – КПУ. Различают три метода определения коэффициентов поперечной установки: метод рычага, метод внецентренного сжатия и метод уп­ругих опор. При.определении КПУ положение нагрузки на проезжей части следует принимать таким, чтобы силовое воздействие на рассчитываемый элемент было максимальным при загружении соответствующих линий влияния давлений.

В тех случаях, когда в пролетных строениях элементы сборной проезжей части разрезаны над продольными балками или недоста­точно жестко соединены с ними или когда в поперечном сечении моста расположено всего две балки, коэффициент поперечной уста­новки следует вычислять по методу рычага (рис.2.30,а)..

Метод внецентренного сжатия основан на предположении абсо­лютной жесткости поперечного сечения пролетного строения.

Этоположение применительно к железобетонным мостам в наибольшей степени справедливо для пролетных строений с диафрагмами (рис.2.30,б). Ординаты линии влияния давления на крайнюю левую балку при расположении груза Р = 1 над ней определяются по уточненной формуле, учитывающей сопротивление пролетного строе­ния кручению.

Значения крайних левой и правой ординат определяются по формуле

пролетного строения, в первом приближении можно принять равной 0,015-0,017. Знак (+) - для г) _л, знак (-) - для щ.

Этот метод дает удовлетворительные результаты при расчетах узких и длинных мостов шириной не более полупролета и достаточно высокой степенью поперечной жесткости.

Для широких мостов и бездиафрагменных пролетных строений лучшие результаты определения коэффициентов поперечной установки дает метод упругих опор. В этом случае конструкция пролетного строения рассматривается как неразрезная на упругих опорах, которыми являются главные балки. Для бездиафрагменных пролетных строений такой конструкцией является состыкованная плита проезжей части.

Ординаты линий влияния опорных реакций (рис.2.30,в) определяют в зависимости от значений коэффициента относительной жесткости балки, который для бездиафрагменных пролетных строений выражается формулой

где d - расстояние между осями балок, м; l - расчетный пролет балки, м; b = 1 м - расчетная ширина плиты вдоль моста; I_b - момент инерции сечения балки; I - момент инерции плиты на 1 пог.м вдоль моста.

Ординаты линий влияния опорных давлений для пролетных строений с числом балок от трех до семи, т.е. с числом пролетов между балками от двух до шести, приводятся в специальных таблицах. Если число пролетов между балками превышает шесть, можно принять в расчете только шесть пролетов, поскольку влияние последующих пролетов мало.

Для определения коэффициентов поперечной установки полученные линии влияния давления загружают временной нагрузкой по ширине моста.

При расчетах главных балок мостов по первой группе предель­ных состояний рассматривают два случая воздействия нагрузки АК:

1. - невыгодное размещение нагрузки на проезжей части, в кото­рую не входят полосы безопасности, с учетом нагрузки на тротуарах;

2. - невыгодное размещение нагрузки на проезжей части, в кото­рую входят полосы безопасности, без учета нагрузки на тротуарах.

Определение усилий в разрезных главных балках.

Главные балки разрезных пролетных строений рассчитывают по наибольшим изгибающим моментам и поперечным силам, возникающим в них от постоянной и временной нагрузок. Постоянную нагрузку, приходящуюся на главные балки от собственного веса конструкций пролетного строения, считают передающейся на них поровну.

Доля временной нагрузки, приходящаяся на балку, определяется ее коэффициентом поперечной установки. Как правило, наиболее загруженными оказываются крайние балки, которые и рассчитывают, а все остальные балки принимают такой же конструкции.

Расчетные усилия определяют в характерных сечениях балки с помощью линий влияния (рис.2.31).

Линии влияния загружают постоянной и временной нагрузками таким образом, чтобы в расчетном сечении возникало наибольшее усилие. При этом для нагрузок НК-80 и НГ-60 следует пользовать­ся соответствующими эквивалентными нагрузками.

Расчетные усилия в балке от нагрузки АК можно вычислить по формулам:

Аналогичным образом могут быть получены формулы для определения расчетных усилий в балке от нагрузок НК-80 и НГ-60:

Расчет сечений нормальных к продольной оси балки

Расчет на прочность

Расчет тавровых, двутавровых и коробчатых сечений с плитой в сжатой зоне производится в зависимости от положения границы сжатой зоны.