- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •1.1.3. Габариты
- •1.1.5. Сопряжение мостов с подходами
- •1.1.6. Отвод воды
- •1.1.8. Нагрузки и воздействия
- •1.1.9 .Сроки службы мостов и труб
- •2.1. Начальный этап становления конструкций
- •2.2. Примеры типовых конструкций пролётных строений
- •2.2.1. Дощато-гвоздевые и дощато-нагельно-гвоздевые фермы
- •3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ С ДОЩАТО-ГВОЗДЕВЫМИ ФЕРМАМИ
- •3.1. Конструктивные требования
- •3.1.1. Элементы деревянных конструкций
- •3.1.2. Гвоздевые соединения
- •3.1.3. Нагельные соединения
- •3.2. Расчет пролетных строений
- •3.2.1. Компоновка конструктивной схемы
- •3.2.2. Проектирование гвоздевой деревоплиты
- •3.2.2.2. Продольная деревоплита на поперечинах
- •3.2.3. Расчет и проектирование дощатых ферм
- •3.2.3.1. Указания по расчетным схемам и нагрузкам
- •3.2.3.2. Определение коэффициентов поперечной установки
- •3.2.3.3. Определение расчетных усилий в фермах
- •3.2.3.4. Подбор сечений и проектирование соединений
- •3.2.3.5. Проектирование поперечных связей
- •3.3.1. Расчет проезжей части
- •3.3.2. Расчет и проектирование дощатых ферм
- •3.3.2.1. Определение внутренних усилий
- •3.3.2.2. Подбор сечений и проектирование соединений
- •3.3.3. Расчет поперечных связей между главными фермами
- •3.3.3.1. Определение внутренних усилий
- •3.3.3.3. Проектирование нижнего пояса
- •3.3.3.4. Проектирование верхнего пояса
- •3.3.3.5. Соединение стенки и поясов диафрагм
- •Контрольные вопросы и задания к разделу 3
- •4.1. Предмет совершенствования, основная идея
- •4.2. Пример проектирования пролетного строения длиной 15 м с коробчатыми ДГБ
- •4.2.1. Расчет проезжей части
- •4.2.2.1. Определение внутренних усилий
- •4.2.2.2. Конструирование и расчет блока
- •4.3. Разработка и совершенствование пролетных строений с коробчатыми дощато-гвоздевыми блоками
- •Контрольные вопросы и задания к разделу 4
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •Библиографический список
3.3.2. Расчет и проектирование дощатых ферм
3.3.2.1. Определение внутренних усилий
Постоянная нагрузка слагается из веса дорожного покрытия, собственного веса деревянной части пролетного строения. Данные о весах могут быть взяты с достаточной степенью приближения из типовых
проектов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ломатериала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
При предвар тельном расчете рассматриваемого пролетного |
|||||||||||
Сстроен я была выполнена спецификация материалов, из которой выяв- |
||||||||||||
лено: |
|
|
на фермы – 28.18 м3; на связи – 7.23 м3; |
|||||||||
Потребность п |
|
|||||||||||
|
|
табличной |
|
|
|
|
|
|
||||
|
на проезжую часть, включая ограждения и перила, – 21.41 м3; в итоге |
|||||||||||
|
56.82 м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потребность в |
олтах, нагелях, гвоздях и пр. на все пролетное строе- |
|||||||||||
|
ние – 6001 кг. |
А |
|
|
|
|||||||
|
Сбор постоянных нагрузок на метр длины пролетного строения |
|||||||||||
выполняем в |
форме ( |
|
л. 3.3). |
|
|
|
|
|
||||
|
Считая постоянную нагрузку распределенной поровну между все- |
|||||||||||
ми шестью фермами, определим нагрузку |
60.61 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
gН 49.31 8.3кН |
|
, gР |
10.1кН . |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Д |
|||||||
|
|
|
6 |
|
м |
|
6 |
|
|
м |
|
|
|
|
|
Вычисление постоянной нагрузки |
|
Таблица 3.3 |
|||||||
|
|
|
|
Нормативная |
Коэффици- |
Расчетная |
|
|||||
|
Виды нагрузки |
|
нагрузка, |
ент надежно- |
нагрузка, |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
кН/м |
|
|
сти f |
|
кН/м |
|
|
Асфальтобетон ездового полотна |
|
|
15.91 |
|
1.5 |
|
23.87 |
|
|||
|
8.125мм 0.8125 8.517 1 2.3. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Пиломатериал |
пролетного |
|
|
28.4 |
|
1.1 |
|
31.24 |
|
||
|
строения 56.82 0.6 10 12. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
И1.1 5.5 |
|
||||||
|
Скрепления элементов пролет- |
|
|
5.0 |
|
|
||||||
|
ного строения 6.0 10 12 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
49.31 |
|
|
|
|
60.61 |
|
111
Временную нагрузку распределяем между балками с помощью коэффициентов поперечной установки, вычисляемых по методу внецентренного сжатия (рис. 3.47).
Си
Рисб. 3.47. ПостроениеАлинии влияния давления на ферму №1
Коэффициент поперечной установки вычисляем для крайней как наиболее нагруженной фермы. С этой целью предварительно построим
линии влияния давления для балки №1. Ординаты линии влияния опре- |
|||||||||
делим в соответствии с (3.29) и (3.30) по формуле |
|||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
a2 |
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
D |
|
|
Д. |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
1i |
|
m |
2 ai2 |
|
|
Тогда D11 |
1 |
|
2 8.32 |
|
8.32 |
|
1.662 0.524, |
||
6 |
4.982 |
||||||||
D16 |
1 |
|
2 8.32 |
|
8.32 |
|
1.662 0.19. |
||
6 |
4.982 |
Промежуточные ординаты определяем по интерполяции. Рассматриваем два варианта загружения нагрузкой А11 и загруже-
ние нагрузкой НГ-60. Схемы расстановки нагрузок и ординаты линии
112
влияния под грузами для D1 при первой схеме нагружения АК приведены на рис. 3.48.
С |
|
|
|
||||
и |
|
|
|||||
|
|
|
бА |
||||
|
|
|
Рис. 3.48. Загружение линии влияния D1 по I схема АК |
||||
|
Значения коэффициентов получим: |
|
|||||
|
|
для пешеходной нагрузки |
Д |
||||
kf |
f |
|
0.601 0.537 |
0.75 0.426; |
|
||
|
|
||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
для колесной нагрузки от тележки |
|
|||||
kP 0.5 yi 0.5 0.378 0.215 0.119 0.044 0.334; |
|||||||
|
для полосовой нагрузки |
|
И |
||||
k |
0.5 y1 y2 0.6 y3 |
|
|
||||
y4 0.5 0.378 0.215 0.6 0.119 0.044 |
|||||||
0.32. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема расстановки нагрузки и ординаты линии влияния D1 под |
||||||
грузами при второй схеме загружения АК приведена на рис. 3.49. |
|||||||
|
Значения коэффициентов поперечной установки следующие: |
||||||
|
для колесной нагрузки от тележки |
|
|||||
kP 0.5 yi 0.5 0.463 0.3 0.206 0.042 0.505; |
|||||||
|
|
для полосовой нагрузки |
|
|
|||
k |
0.5 y1 y2 0.6 y3 |
y4 0.5 0.463 0.3 0.6 0.206 0.042 |
|||||
0.456. |
|
|
|
|
|
|
113
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
и |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
бА |
|
|
|
|||||
|
|
|
Р с. 3.49. Загружение линии влияния D1 по II схема АК |
|
|
||||||
|
|
При загружении линии влияния D1 гусеничной нагрузкой НГ-60 |
|||||||||
(рис. 3.50) коэффициент поперечной установки |
|
|
|
||||||||
|
|
|
kНГ 0.5 yi |
0.5 0.395 0.171 0.283. |
|
|
|||||
|
|
Полученные коэффициенты поперечной установки представлены в |
|||||||||
табличной форме (табл. 3.4). |
|
|
|
|
|
Таблица 3.4 |
|||||
|
|
|
Величины коэффициентов поперечной установки |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
КПУ при загружении нагрузкой |
|
|
|||||
|
|
|
А11 и толпа на тротуаре |
|
А11 |
|
НГ-60 |
|
|||
|
Номер |
|
|
|
|
|
И |
|
|||
|
для |
для |
|
для |
для |
для |
|
|
|||
|
балки |
тележки |
полосы |
|
толпы |
Дполосы |
|
||||
|
|
|
|
|
тележки |
|
kНГ |
|
|||
|
|
|
kP |
k |
|
kf |
kP |
|
k |
|
|
|
1 |
|
0.334 |
0.32 |
|
0.426 |
0.505 |
0.456 |
0.283 |
|
114
С |
|
|
Загружение |
нагрузкой НГ-60 |
|
Р с. 3.50. |
линии влияния D1 |
Пролетное строен е проектируем из однотипных ферм, подобранных по ус л ям в крайней как наи олее загруженной ферме.
Для определения изги ающих моментов в расчетных сечениях фермы (в четверти и середине пролета) произведем загружение соответствующих линий влияния. Схема загружения сечения в четверти проле-
та приведена на рис. 3.51. |
Д |
||
Нормативная временная нагрузка на тротуары зависит от длины |
|||
загружениябА, равной длине пролета l 11.4 м, но не менее 1.96 кПа. |
|||
|
|
p |
|
pf 3.92 0.0196 3.92 0.0196 11.4 3.77кПа. |
|||
Коэффициенты надежности по нагрузке: |
И |
||
|
|
|
|
- для тележки Pf 1.5 0.01 1.5 0.01 11.4 1.386; |
|||
- для полосовой нагрузки А11 f 1.2; |
|
||
- для толпы на тротуарах ff |
1.2; |
|
|
- для гусеничной нагрузки НГf |
1.0. |
|
Изгибающий момент в четверти пролета фермы (lp/4) от нагрузки А11 и толпы на тротуаре согласно (3.37).
115
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Рис. 3.51. Схемы загружения л.в. Ml/4 |
|
|
||||||||||||
M AK1 f |
k1 |
p |
f |
|
M |
|
k1 |
|
M |
P |
k1 |
P M |
M |
|||
f |
f |
|
|
|
f |
|
|
|
f |
P |
|
1 |
2 |
|||
1.2 0.426 3.77 12.184 1.2 0.32 10.8 12.184 |
|
|
||||||||||||||
бА |
|
|
||||||||||||||
1.386 0.334 108 2.1375 1.7625 269.00кН м. |
|
|
||||||||||||||
Изгибающий момент от нагрузки |
11, установленной по второй |
|||||||||||||||
схеме загружения |
|
|
|
|
|
|
|
P M M |
|
|
|
|
||||
MAК2 |
k2 |
|
M |
P k2 |
|
|
|
|
||||||||
f |
|
|
|
|
|
f |
P |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|||||||
1.2 0.456 10.8 12.184 1.384 0.505 108 2.1375 1.7625 |
366.38кН м. И
Изгибающий момент в том же сечении от НГ-60 согласно (3.39)
M НГ 1 НГ kНГ НГ MНГ 1.1 0.283 11.8 7.5625 277.8кН м.
Таким образом, наибольший изгибающий момент в сечении lp/4 возникает от нагрузки А11 по второй схеме загружения.
Момент от постоянной нагрузки согласно (3.36)
Mg fgi gi M g M 10.1 12.184 123.06кН м.
116
В результате расчетный момент в сечении lp/4:
Ml/4 Mg M AK 2 123.06 366.38 489.44кН м.
Для определения поперечной силы в четверти пролета произведем загружение линии влияния Ql/4 (рис. 3.52).
Нормативная нагрузка на тротуары от толпы при 8.55 м:
pf 3.92 0.0196 3.92 0.0196 8.55 3.75кПа. |
|
|
|||||||||||
Коэфф ц ент |
надежности |
по |
нагрузке |
при |
|
длине |
загружения |
||||||
8.55 м для тележки Pf |
|
1.5 0.01 8.55 1.41. |
|
|
|
|
|
||||||
С |
|
|
|
|
пролета фермы от нагрузки А11 и тол- |
||||||||
Поперечная с ла |
|
|
|
||||||||||
пы на тротуаре согласно (3.37) |
|
|
|
|
|
P Q Q |
|||||||
QAK1 Q f |
k1 p |
f |
|
|
|
k1 |
P |
k1 |
|||||
g |
f |
f |
|
Q |
f |
|
Q |
f |
P |
|
1 |
2 |
|
10.1 3.206 0.356 1.2 0.426 3.75 3.206 1.2 0.32 10.8 3.206 |
|||||||||||||
четверти |
|
116.97 кН. |
|
|
|
|
|
||||||
1.41 0.334 108 0.75 0.6184 |
|
|
|
|
|
||||||||
бА |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
Рис. 3.52. Схемы загружения л.в. Ql/4
117
Поперечная сила в том же сечении от нагрузки А11 установленной по второй схеме загружения
|
Q |
AК2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
P |
2 |
Q |
Q |
|
|
|
|
Qg f |
k |
Q |
f |
kP |
P 1 |
2 |
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
10.1 |
3.206 0.356 1.2 0.456 10.8 3.206 |
|||||||||||||
|
1.41 0.503 108 0.75 0.6184 153.00 кН. |
||||||||||||||
|
Поперечная с ла в том же сечении от нагрузки НГ-60 |
||||||||||||||
|
QНГ Q 1 k |
НГ |
|
НГ |
НГ 10.1 3.206 0.356 |
||||||||||
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
Q |
|
|
|
|||
|
1.1 0.283 118 2.65 97.34кН. |
|
|
||||||||||||
|
За расчетную поперечную силу в четверти пролета принимаем |
||||||||||||||
Ql/4 |
153.00кН от нагрузки А11. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
бА |
|||||||||||
|
|
|
|
определен |
|
внутренних усилий для середины пролета рас- |
|||||||||
смотрим только на невыгоднейшее загружение нагрузкой А11 по вто- |
|||||||||||||||
ройПрисхеме загружен я (р с. 3.53). |
|
|
|
||||||||||||
|
Ml/2 |
10.1 16.245 1.2 0.456 10.8 16.245 |
|||||||||||||
|
1.384 0.505 108 2.85 2.1 164.07 96.0 373.64 633.71кН м. |
||||||||||||||
|
Ql/2 |
1.2 0.456 10.8 1.425 1.494 0.503 108 0.5 0.368 |
|||||||||||||
|
8.42 70.54 78.96кН. |
|
|
Д |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
Рис. 3.53. Схемы загружения л.в. Ql/2 и Ml/2
118
При определении Ql/2 коэффициент надежности по нагрузке при длине загружения 5.7 для тележки Pf 1.5 0.01 5.7 1.494.
При определении наибольшей поперечной силы в опорном сече- |
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
нии применим полученные по методу внецентренного сжатия коэффи- |
||||||||||
циенты поперечной установки для крайней балки. Линия влияния и ее |
||||||||||
загружен е нагрузкой А11 приведены на рис. 3.54. |
|
|||||||||
и |
|
|
|
|
||||||
|
бА |
|||||||||
|
|
|
|
Рис. 3.54. Схемы загружения л.в. Q0 |
|
|||||
Q Q |
g |
kAK11 |
Q |
P |
kAK11 PAK11 Q Q |
|||||
0 |
f |
|
|
|
f |
P |
1 |
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||
10.1 5.7 1.2 0.456 10.8 5.7 1.386 0.505 108 1.0 0.868 |
||||||||||
57.57 39.68 141.20 232.45кН. |
|
|
||||||||
Полученные |
|
расчетные |
усилия |
представим в виде эпюр на |
||||||
рис. 3.55. |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Рис. 3.55. Эпюры расчётных усилий |
119