4.4. Усиление пролетного строения из расчета на прочность по касательным напряжениям

При расчете усиления вертикальной стенки балки пролетного строения накладками (см. табл.7) исходят из условных эпюр распределения класса нагрузки и класса грузоподъемности балки по касательным напряжениям вдоль пролета (рис.17).

Учитывая (65), толщина новой (добавляемой) накладки может быть определена из условия:

, (96)

где - толщина стенки балки пролетного строения с учетом ослабления; - толщина накладки усиления.

Тогда толщина накладки, необходимая для усиления вертикальной стенки балки пролетного строения до требуемого класса по нагрузке , может быть определена из выражения:

, (97)

где - класс рассматриваемой нагрузки; - класс грузоподъемности главной балки из расчета на прочность по касательным напряжениям в опорном сечении.

Необходимо соблюдать требование, чтобы 10 мм, при котором можно принимать одностороннюю накладку.

Рис. 17 Эпюры распределения классов нагрузки и классов грузоподъемности балки на прочность по касательным напряжениям :

а) вид усиленной балки; б) Эпюры , по длине балки; в) сечение балки с листами усиления; 1 – главная балка; 2 – накладка; 3 – высокопрочные болты прикрепления накладки; L_p – расчетная длина балки; L_У – длина накладки усиления; h_ВЛ – высота вертикального листа балки; h_Н – высота накладки усиления; δ_Н – толщина накладки.

Длина накладки l_у определяется из совместного рассмотрения эпюр , (см. рис.17) по формуле:

. (98)

Высота накладки принимается равной расстоянию между поясными уголками, а прикрепление накладки осуществляется сваркой по контуру или высокопрочными болтами, поставленными с максимальным шагом 160 мм – вдоль усилия и 240 мм – поперек усилия.

Допускаемая временная нагрузка на балку из расчета на прочность по касательным напряжениям после усиления балки накладкой определяется по формуле:

, (99)

где - коэффициент усиления; остальные обозначения рассмотрены ранее (см. П.2.2).

4.5. Усиление пролетного строения из расчета на прочность поясных заклепок

Для усиления пролетного строения по прочности поясных заклепок предусматривается их замена на высокопрочные болты (см. табл.7). С этой целью определяется приведенная расчетная площадь поясных болтов (F _o)_б из условия:

(F _o)_б =n_бК_опз/ К_пз, (100)

где n_б=n₃ – количество высокопрочных болтов на 100 см длины пояса балки; - коэффициент прикрепления для заклепок (табл. П.2.3, П.2.4, П.2.5); К_пз – класс грузоподъемности главных балок по прочности поясных заклепок (см. п.2.3); К_опз – класс нагрузки для данного вида расчета.

Для определения диаметра высокопрочных болтов сначала устанавливается значение коэффициента прикрепления для болтов из условия

= К_пз/К_опз, (101)

а затем по табл. П.2.6 с учетом назначенного способа очистки контактных поверхностей и учитывая в поясных соединениях балки двух плоскостей трения подбирается диаметр болта. При этом требуется, чтобы (d₃-d_б) 2 мм; при d₃ d_б осуществляется рассверловка отверстий.

Допускаемая временная нагрузка на прочность поясных болтов после замены ими поясных заклепок определится по формулам:

а) при непосредственном опирании поперечин на верхние пояса главных балок

; (102)

б) если поперечины не непосредственно опираются на верхние пояса главных балок

, (103)

где принятые обозначения рассмотрены в п.2.3.