- •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
Несущая способность нагеля на смятие: в средних элементах (стенка)
T1 0.441dt1 0.441 1.2 8.0 4.233кН;
в крайних элементах (стойках)
по зг |
T1 0.685 dt2 |
0.685 1.2 15 12.33кН; |
|||||
бу нагеля |
|
|
|
|
|
||
T 1.618 d2 0.019 t2 1.618 1.22 0.019 152 2.33 4.275 6.605кН, |
|||||||
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
но не более |
2.256d2 3.248кН. |
Принимаем T 3.25кН. Необходимое |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
количество двухсрезных нагелей получим |
|||||||
С |
Nd |
|
|
|
232.45 |
|
|
|
n |
|
|
|
|
44 шт. |
|
|
н |
m T n |
cp |
|
0.8 3.25 2 |
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
Для размещен я такого количества нагелей требуется 4 опорных |
стойки сеченбАем 15 15 см. Промежуточные стойки жесткости рассчи-
тываются на воздейств е поперечных сил, действующих в поперечных связях между фермами (см. раздел 3.3.3). Конструктивное решение фермы приведено на рис. 3.66.
3.3.3. Расчет поперечных связей между главными фермами
3.3.3.1. Определение внутренних усилий
В поперечном направлении фермыДсвязаны между собой диафрагмами. Схема поперечной конструкции может быть представлена в виде деревянной фермы со сплошной перекрестной решеткой. Внутренние усилия в поперечной конструкции удобно определить с помощью линий влияния в обозначенных сечениях фермы 1, 1 2, 2, 2 3, 3, 3 4.
Вначале необходимо построить линии влияния реакций ферм пролетного строения (рис. 3.67).
R 1.6 |
|
1 |
|
a12 |
|
1 |
|
2 8.32 |
8.32 |
1.662 |
0.524; |
|||
1 |
|
n |
|
2 ai2 |
6 |
|
4.982 |
|
0.190 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||
R 1.6 |
|
1 |
|
a1 a2 |
|
1 |
|
|
4.98 8.3 |
И0.381 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
2 |
|
n |
2 ai2 |
6 |
|
2 8.32 |
4.982 |
1.662 |
|
0.047 |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
R 1.6 |
|
1 |
|
a1 a3 |
|
1 |
|
|
8.3 1.66 |
|
|
0.238. |
||
3 |
|
n |
|
2 ai2 |
6 |
|
2 8.32 |
4.982 |
1.662 |
|
0.095 |
|||
|
|
|
|
|
131
Си б А Д
Рис. 3.66. Конструкция проектируемой дощатоИ-гвоздевой фермы
132
Си б А Д
Рис. 3.66. (Окончание)И
133
Си бА
Построение линий влияния изгибающих моментов в сечениях поперечной конструкции понятно из рис. 3.68, на котором она представле-
Рис. 3.67. Линии влиянияДреакций ферм 1, 2, 3
на в виде системы равновесных сил, приложенных к условной балке.
Ординаты линий влияния изгибающих моментов в сечениях определяем из выражения 3.61 при грузе F = 1 слева от сечения r:
M |
r |
x |
F |
x |
|
|
Rлев 0.5 a |
i |
x |
|
|
|
|
|
r |
|
i |
r |
|
||||
и из выражения 3.62 при грузе F = 1 справа от rИ: |
|||||||||||
Л. в. M1-2: |
|
Mr Riлев 0.5ai xr . |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
R1 0.5a1 x1 0; |
||||
при F = 1 справа от r1 |
M1 2 |
134
при F = 1 |
слева от r1 |
M1 2 xF xr R1 0.5a1 x1 . |
|||
Л. в. M2: |
|
справа от r2 |
|
|
|
при F = 1 |
|
|
|
||
С |
x2 R1 2.5 d 1.5 d 1.66 R1; |
||||
|
M2 |
Riлев 0.5 ai |
|||
при F = 1 |
слева от r2 x2 3 |
d |
|
||
|
M2 xF x2 Ri 0.5a1 |
x2 xF 1.5d |
|||
|
R1 2.5d 1.5d 2.49 1.66 R1 xF. |
||||
при |
|
|
|||
Л. в. M2-3 |
: |
|
x2 3 d |
|
|
|
F = 1 |
справа от 2 3 |
|
||
|
M2 3 Riлев 0.5ai |
x2 3 R1 0.5a1 x2 3 |
|||
|
бА2 1 2 |
||||
|
R2 0.5a2 x2 3 R1 4.15 1.66 R2 2.49 1.66 |
||||
|
2.49R1 0.83R2; |
|
|
|
|
при F = 1 |
слева от 2 3 x2 3 d |
|
|||
|
M2 3 xF x2 3 Ri 0.5 a1 x2 3 xF 1.66 |
||||
Л. в. M3: |
2.49 R1 0.83R2. |
|
|
|
|
|
справа от r3 x3 |
0.5d |
|
||
при F = 1 |
|
||||
|
M3 Riлев 0.5 ai |
x3 R1 |
2.5 d 0.5 d |
||
|
|
|
|
Д |
|
|
R 1.5 d 0.5 d 3.32 R 1.66 R ; |
||||
при F = 1 |
слева от r3 |
|
|
|
|
|
M3 xF x3 3.32 R1 1.66 R2. |
||||
Л. в. M3 4: |
|
|
|
И |
|
при F = 1 |
|
|
|
||
справа от оси пролетного строения |
|||||
|
M3 4 Ri 0.5ai x3 4 Ri 0.5ai |
||||
|
4.15 R1 2.49 R2 0.83R3; |
|
|||
при F = 1 |
слева от оси пролетного строения |
||||
|
M3 4 xF 4.15 R1 |
2.49 R2 |
0.83R3. |
135
Си бА Д И
Рис. 3.68. Линии влияния изгибающих моментов
136
Значения ординат искомых линий влияния получены после сложения соответствующих ординат реакций R1, R2, R3 с учетом числовых коэффициентов в вышеприведенных выражениях.
С |
|
|
|
|
|
|
|||
Ординаты линий влияния поперечных сил в сечениях определим |
|||||||||
из выражений (3.61) и (3.62): |
|
|
|
|
|
||||
при грузе F = 1 слева от сечения r |
|
|
|||||||
|
|
|
|
Qr |
1 Riлев , |
|
|||
при |
|
|
|
|
|||||
при грузе F = |
1 справа от сечения r |
|
|
||||||
|
|
|
|
Qr Riлев . |
|
||||
оответствующ е линии влияния приведены на рис. 3.69. |
|||||||||
Л. в. Q1 |
: |
бА |
|||||||
Л. в.Q2пр : |
|
||||||||
при F = 1 |
справа от r1 |
|
Q1пр |
R1 ; |
|
|
|||
|
|
F = 1 |
слева от r1 |
|
Q1пр 1 R1. |
|
|||
Л. в. Q1 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при F = 1 |
справа от 1 2 |
|
Q1 2 R1; |
|
|
||||
при F = 1 |
слева от 1 2 |
|
Q1 2 |
1 R1. |
|
||||
Л. в.Q2лев : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при F = 1 |
справа от r2 |
|
Q2лев R1; |
|
|
||||
при F = 1 |
слева от r2 |
|
Q2лев 1 R1. |
|
|||||
при F = 1 |
справа от r2 |
|
Q2пр R1 R2 ; |
|
|||||
при F = 1 |
слева от r2 |
|
Q2пр 1 R1 R2. |
||||||
Л. в. Q2 3: |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
справа от r3 Q ДR R ; |
||||||||
при F = 1 |
|||||||||
при F = 1 |
слева от r2 |
|
2 3 |
1 |
2 |
|
|||
|
Q2 3 1 R1 R2. |
||||||||
Л. в.Q3лев : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при F = 1 |
справа от r3 |
|
Q3лев R1 R2 ; |
|
|||||
при F = 1 |
слева от r3 |
|
лев |
1 R1 R2 . |
|||||
|
Q3 |
||||||||
Л. в.Q3пр : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при F = 1 |
справа от r3 |
|
Q3пр R1 R2 R3; |
|
|||||
при F = 1 |
слева от r3 |
|
Q3пр 1 R1 |
R2 R3 . |
137
Си бА Д И
Рис. 3.69. Линии влияния поперечных сил
138
Численные значения ординат линий влияния поперечных сил обозначены на рис. 3.69.
Временную нагрузку, действующую на пролетное строение вдоль моста, необходимо привести к одной поперечной конструкции связей.
хема размещения поперечных связей, линия давления для i-й конструкции поперечных связей и загружение линии влияния Di временной нагрузкой A11 НГ-60 приведены на рис. 3.70.
Коэфф ц енты пр ведения имеют следующие значения: для полосовой автомобильной и полосовой гусеничной НГ
С |
|
|
|
KAK |
KНГ 1.5; |
||
для |
от тележки А11 |
||
|
|
Kт iт 1. |
|
Значен я определяемых при загружении линий влияния усилий |
|||
следуетнагрузкиумнож ть коэффициенты приведения, коэффициенты надеж- |
|||
ности по нагрузке д намические коэффициенты. Коэффициент надеж- |
ности для тележкибАА11 при загружении л. в. Di
тf 1.5 0.01 1.47,
коэффициент надежности для полосовой нагрузки
f 1.2.
Динамический коэффициент для НГ-60
1 1.1.
Действие на поперечные связи постоянных нагрузок не рассматри-
ваем.
Анализ линий влияния изгибающих моментов в сечениях попереч-
|
|
И |
ной конструкции указывает на то, что их максимальные значения можно |
||
ожидать при загружении линий влиянияДM3 и M3 4. При загружении ли- |
||
нии влияния M3 (рис. 3.71): |
Kт yi |
|
M3AK 0.5 f KAK P тf |
|
0.5 10.8 1.2 1.5 108 1.47 1 0.065 1.139 0.792 0.194
183.55кН м;
M3НГ 0.5 НГ 1 KНГ Yi 0.5 118 1.1 1.5 1.139 0.319
141.94кН м.
139
Си
бАРис. 3.70. К определению коэффициентов привидения
Д И
Рис. 3.71. Загружение линии влияния М3
140
При загружении линии влияния M3-4 (рис.3.72) Си
бАРис. 3.72. Загружение линии влияния М3-4
M AK 0.5 K P т K y
3 4 f AK f т Дi
0.5 10.8 1.2 1.5 108 1.47 1 0.121 0.829 0.829 0.16
151.2 кН м;
M3НГ4 0.5 НГ 1 KНГ Yi 0.5 118 1.1 1.5 0.829 0.359115.65кН м.
За расчетный момент в поперечной конструкцииИпринимаем наибольший из полученных Md 183.55кН м.
Наибольшие значения поперечной силы можно получить при за-
гружении линии влияния Q2пр (рис. 3.73).
пр т
Q2 AK 0.5 f KAK P f Kт yi
0.5 10.8 1.2 1.5 0.5 108 1.47 1 0.673 0.416 0.268 0.01
122.66кН.
141
Си Р с. 3.73. Загружение линии влияния Q2пр
Q2прНГ 0.5 НГ 1 KНГ Yi 0.5 118 1.1 1.5 0.673 0.322
96.86 кН.
За расчетную поперечную силу принимаем Qd 122.66кН.
бА 3.3.3.2. Подбор сечений и проектированиеДсоединений
Конструкция поперечной фермы связей в виде системы дощатогвоздевых (дощато-нагельных) диафрагм, объединенных между собой и с главными фермами, приведена на рис. 3.74.
В качестве верхнего пояса используется часть деревоплиты, скрепленная со стенкой посредством 2-х соединительных брусьев 10 15 см.
Ширину гвоздевой деревоплиты, включаемую в работу верхнего пояса фермы-диафрагмы, можно принять равной B b 4 , где b = 28 см – ширина фермы-диафрагмы; = 5 см – толщина одной доски
деревоплиты. Таким образом, B = 48 см. |
И |
В качестве нижнего (растянутого) пояса фермы-диафрагмы принята стальная затяжка из круглой стали А-I (ГОСТ 5781–82*) Ст3сп с Rt 200МПа. Закладные детали (ЗД) из стали 15ХСНД с Ry 295МПа и
стяжные болты по ГОСТ 7798–70 класса 4 b с Rbt 160МПа образуют
142
узлы объединения нижнего пояса смежных диафрагм в единое целое (рис. 3.75) – пояс поперечной фермы.
С |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
бА |
||||
Рис. 3.74. Конструкция поперечной фермы связей |
||||
|
|
|
Д |
|
Рис. 3.75. Конструкция узла объединения связей нижнего пояса |
||||
Расчетная схема фермы-диафрагмы приведена на рис. 3.76. |
||||
Усилия в поясах Nd |
M |
183.55 |
125.2кНИ. |
|
d |
|
|
||
h |
1.466 |
|||
0 |
|
|
|
143