Розділ 5. Розрахунок поперечної балки металевої прогонової будови

5.1. Розрахункова схема, навантаження, визначення зусиль

Розрахункова схема для поперечної балки приймається у вигляді простої балки з шарнірами на кінцях і прольотом, який дорівнює відстані між осями головних ферм.

Рис. 5.1. Розрахункова схема поперечної балки.

Поперечна балка знаходиться під дією рівномірно розподіленого навантаження від власної ваги, нормативну величину якого приймаємо .

Зосереджені сили Т – опірний тиск поздовжніх балок від їх власної ваги, ваги мостового полотна та тимчасового навантаження. Параметри лінії впливу:

Для подальших розрахунків будуть потрібні величини сил Т для розрахунків на міцність та витривалість. Вони визначаються такими формулами:

де _fт – коефіцієнт надійності для тимчасового навантаження;

_fт = 1,3-0,003 =1,3-0,00327,3 = 1,256;

1+ - динамічний коефіцієнт, який визначається за формулою

Нормативну величину інтенсивності власної ваги балки можна прийняти за формулою

Нормативну величину інтенсивності ваги мостового полотна при залізобетонних безбаластових плитах із двома тротуарами на одну головну балку приймаємо:

1+(2/3) - динамічний коефіцієнт, який визначається за формулою

Епюри згинальних моментів М та поперечних сил Q від власної ваги поперечних балок та сил Т показані на рисунку 5.2.

Рис. 5.2. Епюра згинальних моментів М та поперечних сих Q

Максимальні та інші розрахункові зусилля визначаються такими формулами:

5.2. Підбір та перевірка перерізу поперечної балки

Поперечна балка конструюється у вигляді зварного симетричного двотавра поперечний переріз якого складається з двох горизонтальних листів (поясів) та одного вертикального листа (стінки). Схема та основні розміри поперечного перерізу поздовжньої балки показані на рис. 5.3.

Підбір перерізу поперечної балки проводиться в такій же послідовності, як і поздовжньої. Для поперечних балок товщину стінки приймають в межах мм, а ширину горизонтальних листів мм.

Перевірка на міцність за нормальними напруженнями проводиться при дії максимального згинального моменту з урахуванням моменту опору , а при дії згинального моменту - з урахуванням .

Рис. 5.3. Поперечний переріз поперечної балки

Приймаємо такі розміри перерізу поперечної балки:

Приймаємо t_f = 1,2см; b_f = 36 см; t_w = 1,2 см; h_b=160 см

Після цього знаходяться величини моменту інерції брутто І_бр, момент опору брутто W_бр та момент опору нетто W_нт перерізу балки:

де h_w – висота стінки балки

5.3. Перевірка перерізу балки на міцність за нормальними напруженнями Перевірка балок за нормальними напруженнями проводиться за формулою

,

Коефіцієнтом  враховується часткове допущення в балках пластичних деформацій. Він залежить від відношень та ,

де А_f та А_w – площі відповідно стінки та полки;

А – загальна площа перерізу балки;

;

;

 = 1,1

- умова виконана.