книги / Проектирование и расчет балочной клетки проезжей части автодорожных мостов
..pdf
|
Окончание |
табл. 1 8 |
|
|
|
|
|
|
Характеристика расстояния |
|
Норма |
|
|
|
|
|
прикромках послемеханическойобработки |
|
1,5 d |
|
при кромках прокатных или после газовой |
|
1,3 d |
|
резки методом «смыв-процесс» и с кисло- |
|
|
|
родной завесой |
|
|
|
в) максимальное |
|
8 t или |
|
|
|
120 мм |
|
Примечание: d – номинальный диаметр болта; t – толщина наиболее |
||
|
тонкой детали, расположенной снаружи пакета. Для обычных болтов сле- |
||
|
дует назначать 3,0 d. При двухрядном расположении норма относится |
||
|
к ряду у пера. |
|
|
|
9.1.2. Сопряжение с «рыбкой» и сварным «столиком» |
||
|
При таком сопряжении конец балки и столик представляют од- |
||
|
но целое. Нижний горизонтальный лист продольной балки должен |
||
|
при этом иметь прорезь, в которую входит концевая фасонка – |
||
|
«столик». |
|
|
|
При расчете прикрепления на опорный момент рассматривают |
||
|
совместную работу «рыбки» и болтов, прикрепляющих концевую |
||
|
фасонку к уголкам жесткости поперечной балки. Расчет рекоменду- |
||
|
ется выполнять в следующей последовательности. |
|
|
|
По формулам (93), (94) предварительно определяют усилие |
||
|
в «рыбке» и площадь ее сечения. По формуле (100) определяется |
||
|
количество заводских n2 и монтажных болтов n3 (рис. 17), прикреп- |
||
|
ляющих соединительные уголки, и расставляют их в соответствии |
||
|
с конструктивными требованиями табл. 18. |
|
|
|
Площадь составного сечения |
|
|
|
AΣ = Aр,nt + n d tw , |
(101) |
|
|
где Aр,nt – площадь сечения «рыбки» (нетто); |
|
|
|
n, d – число и диаметр болтов в прикрепляющих уголках. |
||
|
|
|
61 |
Стр. 61 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
|
Рис. 17. Схема сопряжения продольных балок с поперечными «рыбкой» и сварным «столиком»
Статический момент составного сечения относительно оси нижнего болта
SΣ = ∑Ai ei = n d tw |
e1 |
+ Aр (e0 + e1 ), |
(102) |
|
|||
|
2n |
|
где Ai – площадь элемента («рыбки», болта), образующего сечения; ei – расстояние от оси элемента до центра тяжести нижнего
болта;
e1 – расстояние между крайними болтами;
e0 – расстояние от оси «рыбки» до центра тяжести ближайшего болта.
Расстояние от оси нижнего болта до главной оси составного сечения
yΣ = |
SΣ |
. |
(103) |
|
|||
|
AΣ |
|
62
Стр. 62 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Расстояние от главной оси до оси «рыбки» |
|
|
||||||||||||
|
|
y′Σ = e0 + e1 − yΣ. |
|
|
|
(104) |
||||||||
Момент инерции составного сечения |
|
|
|
|
||||||||||
IΣ = ∑Ai ( yΣ −ei )2 = |
d tw |
∑ei2 |
+ Aр ( e0 |
+ |
|
e1 |
)2 + AΣ ( yΣ − |
e1 |
)2 . (105) |
|||||
|
|
2 |
2 |
|||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Усилие в «рыбке» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
р |
= |
|
Mоп |
y |
A . |
|
|
(106) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
I |
Σ |
р |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На полученное усилие проверяется принятое сечение «рыбки» |
||||||||||||||
|
|
|
|
Nр |
≤ mmрRy , |
|
|
|
(107) |
|||||
|
|
|
|
Ар,nt |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а также число высокопрочных болтов n1 для прикрепления «рыбки» по формуле (95).
Усилие в нижнем болте от опорного момента
N |
b ,M |
= |
Mоп |
y |
d t |
w |
. |
(108) |
|
||||||||
|
|
I |
Σ |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие в болте от поперечной силы
Nb ,Q |
= |
Qоп |
. |
(109) |
|
||||
1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
Равнодействующее усилие в нижнем болте
N |
b |
,Σ |
= N 2 |
,M |
+ N 2 |
,Q |
≤ m mQ n . |
(110) |
|
b |
b |
b bh s |
|
||||
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
63
Стр. 63 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
листа (косынки) или к двухрядному размещении болтов, используя для этого уголки с полками достаточной ширины. При необходимости предусматриваются прокладки толщиной, соответствующей толщине фасонных листов и внешних накладок.
10. ПОРЯДОК РАСЧЕТА СПЛОШНОСТЕНЧАТЫХ БАЛОК ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ
|
|
|
|
Таблица 1 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Характер проверки |
Расчетные |
|
Примечание |
|
п/п |
формулы |
|
||
|
|
|
|
||
|
1 |
Расчет на прочность |
(32) |
|
п. 4.26* [13] |
|
|
по нормальным напряжениям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Расчет стенки на прочность |
(37) |
|
п. 4.30* [13] |
|
|
по касательным напряжениям |
|
|
|
|
3 |
Расчет стенки на прочность |
(39) |
|
п. 4.31* [13] |
|
|
по приведенным напряжениям |
|
|
|
|
4 |
Расчет балок на выносливость |
(44) |
|
п. 4.57* [13] |
|
5 |
Расчет балок по деформациям |
(49) |
|
п. 1.43 [13] |
|
6 |
Расчет по общей устойчивости |
(52) |
|
п. 4.41 [13] |
|
|
продольных балок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет на местную устойчивость: |
|
|
|
|
7 |
элементов, не подкрепленных |
(72), (73) |
|
п. 4.45* [13] |
|
|
ребрами жесткости |
|
|
|
|
8 |
элементов, подкрепленных |
(67) |
|
п. 4.46 [13] |
|
|
ребрами жесткости |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Расчет поясных швов: |
(82), (83) |
|
п. 4.91 [13] |
|
по прочности |
|
|||
|
(88) |
|
|
||
|
10 |
на выносливость |
|
п. 4.57* [13] |
|
|
|
|
|||
|
11 |
Расчет сопряжения продольных |
(94), (95), (100), |
|
|
|
|
балок с поперечными |
(107), (110) |
|
|
|
12 |
Расчет прикрепления |
(100) |
|
|
|
|
поперечной балки |
|
|
|
|
|
к узлу главной фермы |
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
Стр. 65 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Постоянные нагрузки и воздействия
Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса определяют по проектным объемам элементов и частей конструкции, включая постоянные смотровые приспособления, опоры и провода линий электрификации и связи, трубопроводы и т.д., с учетом значений плотностей материалов, приведенных в табл. 1.
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
№ |
Наименование материала |
|
Плотность, |
п/п |
|
т/м3 |
|
1 |
Асфальтобетон: песчаный |
|
2,0 |
|
среднезернистый |
|
2,3 |
2 |
Гидроизоляция рулонная |
|
1,5 |
3 |
Цементный раствор |
|
1,8 |
4 |
Бетон (вибрированный) на гравии или щебне |
|
2,4 |
|
из природного камня |
|
|
5 |
Железобетон при коэффициенте армирования до 3,0 % |
|
2,5 |
6 |
Засыпка из сухого песка: гидрофобного |
|
1,6 |
|
керамзита |
|
1,5–0,9 |
7 |
Сталь |
|
7,85 |
Для балочных пролетных строений нагрузку от собственного веса допускается принимать равномерно распределенной по длине пролета, если величина ее на отдельных участках отклоняется от средней величины не более чем на 10 %.
Вес сварных швов, а также выступающих частей высокопрочных болтов с гайками и двумя шайбами допускается принимать в процентах к общему весу металла по табл. 2.
66
Стр. 66 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
Металлическая |
Сварные швы, |
Выступающие части высокопрочных |
конструкция |
% |
болтов, гайки и две шайбы, % |
Болтосварная |
1,0 |
4,0 |
Сварная |
2,0 |
– |
Коэффициенты надежности по нагрузке γf для постоянных
нагрузок и воздействий принимают по табл. 3. При этом на всех загружаемых нагрузкой участках значения γf для каждой из нагрузок
следует принимать одинаковыми во всех случаях, за исключением расчетов по устойчивости положения.
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
№ |
Нагрузки и воздействия |
Коэффи- |
п/п |
циенты γf |
|
|
|
|
1 |
Все нагрузки и воздействия, кроме указанных ниже |
1,1 (0,9) |
|
в данной таблице |
|
|
|
|
2 |
Вес мостового полотна с ездой на балласте под |
1,3 (0,9) |
|
железную дорогу, а также пути метрополитена |
|
|
и трамвая |
|
3 |
Вес балластного мостового полотна под трамвайные пути |
1,2 (0,9) |
|
на бетонных и железобетонных плитах |
|
4 |
Вес выравнивающего, изоляционного и защитного |
1,3 (0,9) |
|
слоев автодорожных и городских мостов |
|
|
|
|
5 |
Вес покрытия ездового полотна и тротуаров |
1,5 (0,9) |
|
автодорожных мостов |
|
|
|
|
6 |
То же, городских мостов |
2,0 (0,9) |
7 |
Вес деревянных конструкций в мостах |
1,2 (0,9) |
Примечания: 1. Значения γf для мостов на внутрихозяйственных автомобильных дорогах следует принимать такими же, как и для мостов на автомобильных дорогах общего пользования. 2. Значения γf, указанные в скобках, следует принимать в случаях, когда при невыгодном сочетании нагрузок увеличивается их суммарное воздействие на элементы конструкции.
67
Стр. 67 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Расчетные характеристики материалов и соединений
Таблица 1 Расчетные сопротивления проката для различных видов
напряженных состояний
|
Напряженное состояние |
|
Расчетные сопротивления проката |
|
|
Растяжение, сжатие и изгиб: |
|
|
|
|
по пределу текучести |
|
|
Ry = Ryn/γm |
|
по временному сопротивлению |
|
|
Ru = Run/γm |
|
Сдвиг |
|
|
Rs = 0,58 Ryn/γm |
|
Смятие торцевой поверхности |
|
|
Rp = Run/γm |
|
(при наличии пригонки) |
|
|
|
|
Смятие местное в цилиндриче- |
|
|
Rtp = 0,5 Run/γm |
|
ских шарнирах (цапфах) |
|
|
|
|
при плотном касании |
|
|
|
|
Диаметральное сжатие катков |
|
при Run ≤ 600 МПа (5886 кгс/см2) Rcd = |
|
|
(при свободном касании |
|
|
= 0,25 Run/γm ; |
|
в конструкциях с ограничен- |
|
при Run > 600 МПа (5886 кгс/см2) |
|
|
ной подвижностью) |
|
Rcd = [0,042 10–6 (Run – 600)2 + 0,025] |
|
|
|
|
|
Run/γm, МПа; |
|
|
|
Rcd = [0,0438 10–8 (Run – 5886)2 + 0,025] |
|
|
|
|
|
Run/γm, кгс/см2 |
|
Растяжение в направлении |
|
|
Rth = 0,5 Run/γm |
|
толщины проката t |
|
|
|
|
при t до 60 мм |
|
|
|
|
Примечание. γm – коэффициент надежности по материалу, опреде- |
|||
|
ляемый по табл. 2. |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
Коэффициент надежности γm по материалу проката |
|||
|
|
|
||
|
Государственный стандарт (марка стали |
Коэффициент |
||
|
или значение предела текучести) |
надежности по материалу γm |
||
|
ГОСТ 535–88 и ГОСТ 14637–89 [Ст3сп, |
1,05 |
||
|
Ст3пс, Ст3кп] |
|
|
|
|
ГОСТ 19281–89 и ГОСТ 19282–89 |
|
|
|
|
[до 380 МПа (39 кгс/мм2)] |
|
|
|
|
68 |
|
|
|
Стр. 68 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
|
Окончание табл. 2 |
|
|
Государственный стандарт (марка стали |
Коэффициент |
или значение предела текучести) |
надежности по материалу γm |
ГОСТ 19281–89 и ГОСТ 19282–89 |
1,10 |
[св. 380 МПа (39 кгс/мм2)] |
|
ГОСТ 6713–91 [16Д] |
1,09 |
ГОСТ 6713–91 [15ХСНД] |
1,165 |
ГОСТ 6713–91 [10ХСНД] |
1,125 |
Нормативные и расчетные сопротивления проката из сталей по ГОСТ 6713–91, сталей марок 390-14Г2АФД, 390-15Г2АФДпс по ГОСТ 19281–89 и стали марки 40Х13 по ГОСТ 5632–72 следует принимать по табл. 3.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
Значения расчетных сопротивлений стального проката |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка стали |
Государ- |
Прокат |
Тол- |
Нормативное |
Расчетное со- |
||
|
|
ственный |
|
щина |
сопротивле- |
противление3, |
||
|
|
стандарт |
|
про- |
ние2, МПа |
МПа (кгс/см2) |
||
|
|
|
|
ката1, |
(кгс/мм2) |
|
|
|
|
|
|
|
мм |
по |
по вре- |
по пре- |
по вре- |
|
|
|
|
|
пре- |
мен- |
делу |
менно- |
|
|
|
|
|
делу |
ному |
текуче- |
му со- |
|
|
|
|
|
теку- |
сопро- |
сти Ry |
против- |
|
|
|
|
|
чести |
тивле- |
|
лению |
|
|
|
|
|
Ryn |
нию |
|
Ru |
|
|
|
|
|
|
Run |
|
|
|
16Д |
ГОСТ |
Любой |
До 20 |
235 |
370 |
215 |
340 |
|
|
6713–91 |
|
|
(24) |
(38) |
(2200) |
(3450) |
|
16Д |
ГОСТ |
Любой |
21–40 |
225 |
370 |
205 |
340 |
|
|
6713–91 |
|
|
(23) |
(38) |
(2100) |
(3450) |
|
16Д |
ГОСТ |
Любой |
41–60 |
215 |
370 |
195 |
340 |
|
|
6713–91 |
|
|
(22) |
(38) |
(2000) |
(3450) |
|
15ХСНД |
ГОСТ |
Любой |
8–32 |
340 |
490 |
295 |
415 |
|
|
6713–91 |
|
|
(35) |
(50) |
(3000) |
(4250) |
|
|
|
|
|
|
|
|
69 |
Стр. 69 |
|
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
|
|
|
Окончание табл. 3
Марка стали |
Государ- |
Прокат |
Тол- |
Нормативное |
Расчетное со- |
||
|
ственный |
|
щина |
сопротивле- |
противление3, |
||
|
стандарт |
|
про- |
ние2, МПа |
МПа (кгс/см2) |
||
|
|
|
ката1, |
(кгс/мм2) |
|
|
|
|
|
|
мм |
по |
по вре- |
по пре- |
по вре- |
|
|
|
|
пре- |
мен- |
делу |
менно- |
|
|
|
|
делу |
ному |
текуче- |
му со- |
|
|
|
|
теку- |
сопро- |
сти Ry |
против- |
|
|
|
|
чести |
тивле- |
|
лению |
|
|
|
|
Ryn |
нию |
|
Ru |
|
|
|
|
|
Run |
|
|
15ХСНД |
ГОСТ |
Листо- |
33–50 |
330 |
470 |
285 |
400 |
|
6713–91 |
вой |
|
(34) |
(48) |
(2900) |
(4100) |
10ХСНД |
ГОСТ |
Любой |
8–15 |
390 |
530 |
350 |
470 |
|
6713–91 |
|
|
(40) |
(54) |
(3550) |
(4800) |
10ХСНД |
ГОСТ |
Листо- |
16–32 |
390 |
530 |
350 |
470 |
|
6713–91 |
вой |
|
(40) |
(54) |
(3550) |
(4800) |
10ХСНД |
ГОСТ |
Листо- |
33–40 |
390 |
510 |
350 |
450 |
|
6713–91 |
вой |
|
(40) |
(52) |
(3550) |
(4600) |
390-15Г2АФДпс |
ГОСТ |
Листо- |
4–32 |
390 |
540 |
355 |
490 |
|
19282–89 |
вой |
|
(40) |
(55) |
(3600) |
(5000) |
390-14Г2АФД |
ГОСТ |
Листо- |
4–50 |
390 |
540 |
355 |
490 |
|
19282–89 |
вой |
|
(40) |
(55) |
(3600) |
(5000) |
40Х13 |
ГОСТ |
Круг- |
До |
1200 |
1540 |
1050 |
1365 |
|
5632–72 |
лый |
250 |
(122) |
(157) |
(10700) |
(13900) |
1 За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки. 2 За нормативные сопротивления приняты минимальные значения предела текучести и временного сопротивления, приведенные в ГОСТ 6713–91, кгс/мм2. Нормативные сопротивления в МПа вычислены умножением соответствующих величин на множитель 9,80665 и округлением до 5 МПа. 3Здесь указаны расчетные сопротивления растяжению, сжатию и изгибу Ry и Ru. Остальные расчетные сопротивления определяются по формулам табл. 1. Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициент надежности по материалу, определяемым по табл. 2 и округлением до 5 МПа.
70
Стр. 70 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |