3.2.3. Расчет и проектирование дощатых ферм
3.2.3.1. Указания по расчетным схемам и нагрузкам
В конструктивном отношении дощато-гвоздевое пролетное строение представляет собой сложную пространственную систему. Нормами
проект рован я узаконены ряд допущений, которые позволяют с доста- |
|
точной степенью точности выполнить расчеты по упрощенным расчет- |
|
ным схемам с спользованием методов строительной механики и сопро- |
|
С |
|
тивлен я упруг х материалов. Некоторые несоответствия фактической |
|
работы сооружен я |
х теоретическими моделями учитываются коэф- |
фициентами услов й ра оты, вводимыми в расчетные формулы. По со- |
|
временным метод кам расчета пространственная конструкция расчленя- |
|
ется на отдельные |
системы с выделением части приходящейся |
плоские |
|
на нее постоянной |
временной нагрузок. Так, расчетным элементом |
пролетного строен я на рис. 3.13 удет наиболее загруженная из шести |
|
плоская дощато-гвоздевая ферма (рис. 3.25). |
|
бА |
|
|
Д |
Рис. 3.25. Конструктивная схема дощато-гвоздевой фермы |
|
|
И |
Временные нагрузки, установленные нормами проектирования в виде А11 и Н11, были приведены в разделе 3.2 (см. рис. 3.14). Действующая на расчетный элемент часть временной нагрузки определяется путем вычисления коэффициента поперечной установки (КПУ) в соответствии с известными рекомендациями, приведенными далее.
76
В состав постоянных нагрузок входят вес проезжей части, включающий дорожное покрытие, деревоплиту, тротуары и ограждения, собственный вес ферм и связей между ними. Вес проезжей части с доста- Сточной степенью точности устанавливается после определения размеров сечения деревоплиты, подбора сечений ограждений проезжей части и тротуаров. Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса ферм и связей между н ми можно определить по проектным объемам
типовых проектов, например, Киевского филиала ГПИ «Союздорпро- нагрузкиект». При этом следует помнить, что проект составлен под временные Н-10 НГ-60 и первоначально принятые проектные объемы
должны быть скоррект рованы. Могут быть использованы результаты проектных разра оток, приведенные в этом пособии. Постоянные нагрузки пр нятобраспределять равномерно между главными фермами, составляющ ми поперечное сечение пролетного строения, и равномерно по длине пролета.
Для получен я расчетных нагрузок нормативные значения их от каждой нагрузки в отдельностиАдолжны быть умножены на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке f из табл. 6.4 3 .
3.2.3.2. Определение коэффициентов поперечной установки
В расчетах пролетных строенийДс дощатыми фермами для определения КПУ могут быть использованы два метода метод рычага и метод внецентренного сжатия. В каждом из них необходимо построить линию влияния давления на рассматриваемый расчетный элемент-ферму.
Как уже было отмечено ранее, в известных проектах пролетных строений с дощато-гвоздевыми фермами былоИпринято попарное соединение ферм в жесткие недеформируемые блоки. В этом случае коэффициент поперечной установки определяют методом рычага. При этом считают, что при расположении единичного груза в пределах блока усилия от него передаются равномерно на обе фермы, т.е. коэффициент поперечной установки определяют не для фермы, а для блока из двух ферм8 . Схемы к определению коэффициентов поперечной установки для пролетных строений из спаренных блоков и линии влияния давления на крайний блок Dкр и на средний блок Dср, построенные по методу рычага, приведены на рис. 3.26.
77
Си Р с. 3.26. Схемы к определению КПУ по методу рычага
При жестких поперечных связях междувсеми фермами пролетного строения коэффициент поперечной установки определяют методом внецентренного сжатия. При этом предполагается, что поперечное сечение
всего пролетного строения при приложении нагрузки перемещается па- |
|||||
раллельно самому себе и поворачивается одновременно на некоторый |
|||||
угол аналогично случаю деформации поперечных сечений при внецен- |
|||||
бА |
|
||||
тренном сжатии. Исходя из этой аналогии, ординаты линии влияния |
|||||
давления на i-ю ферму будут определены по формуле |
|
||||
Di |
1 |
ai |
e . |
|
(3.28) |
|
|
||||
|
m |
m / 2a2 |
|
|
|
|
|
Дi |
|
||
|
|
1 |
|
И |
|
|
|
|
|
||
Здесь m число ферм в поперечном сечении пролетного строения; e эксцентриситет приложения единичной силы относительно продольной оси пролетного строения; a1, а2, а3 расстояния междусимметрично расположенными относительно продольной оси пролетного строения фермами.
При жестких поперечных связях между фермами наибольшие давления приходятся на крайние из них. При расположении единичного
78
груза F=1 над крайней левой фермой (e a1
2) давление на нее будет равно
|
|
1 |
|
|
|
a2 |
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
1 |
, |
(3.29) |
|||
|
|
|
2 ai2 |
|||||||
|
11 |
m |
|
|
|
|||||
а при |
расположен ед ничного груза над крайней правой фермой при |
|||||||||
e a1 |
2 давлен е на ту же ферму№1 будет |
|
||||||||
При |
1 |
|
|
a2 |
|
|
|
|||
СD1m |
|
|
|
1 |
|
. |
(3.30) |
|||
m |
|
2 ai2 |
||||||||
|
необход мости в соответствии с выражением (3.28) могут |
|||||||||
|
бА |
|
||||||||
быть определены вел ч ны давления и на другие фермы. На рис. 3.27 |
||||||||||
построены л н вл ян я давления D1 и D3. |
|
|||||||||
|
|
|
|
Д |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
Рис. 3.27. Схемы по определению КПУ по методу внецентренного сжатия
При определении коэффициентов поперечной установки линии влияния, построенные по принятому методу, загружают временной нагрузкой, устанавливаемой в наиболее невыгодное положение на проезжей части для рассматриваемой линии влияния, и выполняют процедуры вычисления, изложенные ниже.
79
В соответствии с п. 6.12 [3] по ширине моста можно располагать любое число полос нагрузки АК при условии, что расстояние от оси крайней полосы до ограждения должно составлять не менее 1.5 м, а рас-
С |
|
|
стояние между осями смежных полос – не менее 3 м. Если нагрузка от |
||
пешеходов на тротуары создаст более неблагоприятное воздействие, ее |
||
следует учитывать совместно с нагрузкой АК. |
||
|
На р с. 3.28 пр ведена рекомендуемая схема установки временной |
|
нагрузки АК для загружения по правилам внецентренного сжатия край- |
||
балки |
|
|
ней |
. |
|
|
бА |
|
|
|
Д |
|
Рис. 3.28. Схема установки временной нагрузки АК |
|
|
Тяжелую одиночную нагрузку НК следует располагать вдоль на- |
|
правления движения на любом участке проезжей части моста (в которую |
||
не входят полосы безопасности). Ось нагрузки НК должна быть распо- |
||
ложена не ближе 1.75 м от кромки проезжей части. Схема установки на- |
||
грузки НК приведена на рис. 3.29. |
И |
|
Установка временной нагрузки в наиболее невыгодное положение над линиями влияния давления, построенных по методу рычага, производится по известным правилам загружения при условии размещения нагрузки на проезжей части. Так, для случая на рис. 3.26 наиболее за-
80
груженным может оказаться средний блок при размещении полос нагрузки в наиболее невыгодном положении над линией давления Dср. Кроме того, в [3] предусматривается размещение тяжелых одиночных
С |
|
|
|
|
нагрузок НК на любом участке проезжей части, что позволяет устанав- |
||||
ливать эти нагрузки в зависимости от очертания линий влияния и пра- |
||||
вил загружения. |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
б |
|
|
||
Рис. 3.29. Схема установки временной нагрузки НК |
|
|||
|
|
Д |
|
|
На рис. 3.30 представлена первая схема загружения пролетного |
||||
строения нагрузкой |
АКи пешеходной нагрузкой для случая определе- |
|||
ния коэффициента поперечной установки для фермы №1. |
|
|||
Значения коэффициентов поперечной установки подсчитывают по |
||||
формулам |
|
|
И |
|
для пешеходной нагрузки p |
|
|||
|
|
|
||
|
|
kf f , |
|
(3.31) |
для колесной нагрузки от тележки P 2 |
|
|
||
|
kP 0.5(y1 y2 y3 y4), |
(3.32) |
||
81
С |
|
и |
|
Рис. 3.30. К определению КПУ. Схема загружения |
|
для полосовой нагрузки 2 |
|
Д |
(3.33) |
k 0.5 (y1 y2 ) 0.6(y3 y4 ) . |
|
В формулебА(3.33) распределенную нагрузку со второй полосы учи- |
|
тывают с коэффициентом полосности 0.6. |
|
При определении коэффициента поперечной установки для фермы |
|
№1 от нагрузок АК по второй схеме и от НК (см. рис. 3.29) поступают |
|
И |
|
аналогичным образом, используя формулы (3.31) – (3.33). |
|
В случае формирования поперечного сечения пролетного строения из спаренных блоков по схеме на рис. 3.26 загружение проезжей части нагрузкой АК и пешеходной нагрузкой тротуаров (рис. 3.31) определяет следующее выражение для подсчета коэффициентов поперечной установки:
для крайнего блока |
|
|
|
kf f ; |
kP k |
0.5y1, |
(3.34) |
82