книги / Проектирование и расчёт деревянных автодорожных мостов

Проверку прочности металлических накладок производят по формуле

где Ry – расчетное сопротивление стали Ст3сп4 по ГОСТ 535–88

и ГОСТ 14637–89.

Задавшись высотой металлической накладки h, можно из предыдущей формулы определить ее толщину δ (рис. 96, г).

Стыки сжатых поясов, в которых торцы сопрягающихся элементов пригнаны друг к другу, рассчитывают в предположении, что половина сжимающего усилия передается с торца на торец, другая же половина – на металлические накладки.

Кроме того, стыки сжатых поясов должны быть проверены на растягивающие усилия, возникающие в них от начального натяжения тяжей, когда фермы еще лежат на сборочных клет-

ках [2].

Расчет стыка растянутого пояса, перекрытого парными металлическими шпоночными накладками, состоит из следующих проверок:

а) на смятие дерева в месте врезки в него шпонки; б) на скалывание дерева между шпонками; в) на растяжение металлических накладок; г) на срез сварных швов.

Размеры стыка и скрепляющих его металлических шпоночных накладок показаны на рис. 96, в.

Проверку прочности древесины на смятие под шпонками при действии осевой расчетной силы N производят по формуле

где m – коэффициент условий работ, m = 0,8; Aq – площадь смятия, для поясов из брусьев Aq = 2k ah , для поясов из круглого

леса Aq ≈ 4/3k (h∆1 −h2∆1 + h2a) (см. рис. 96, в) (k – количество металлических шпонок в полунакладке; a, h – толщина и высота

251

шпонки; ∆1 – глубина врезки шпонки в элемент пояса; h2 – длина хорды при глубине врезки ∆1 – а); Rdqs – расчетное со-

противление дерева на смятие вдоль волокон.

Зная высоту шпонки h и задавшись количеством шпонок k (обычно k = 3), по формуле (224) можно определить толщину шпонки.

Проверка на скалывание дерева между шпонками производится на участках длиной с1 (см. рис. 96, в).

Полная площадь скалывания всеми шпонками

где ma – коэффициент условий работ, ma = 0,7.

Если высота шпонок известна, то расстояние между шпонками

Проверка прочности сварных шпоночных накладок (в месте постановки болта) и клепаных накладок (по заклепкам первой от стыка шпонки) производится на растяжение в соответствии с рис. 96, г по формуле (223).

Проверка прочности на срез сварных швов, скрепляющих металлические шпонки с накладками:

при сварных шпоночных накладках на каждый из фланговых сварных швов, скрепляющих шпонки с накладками, приходится сила

шва [1]:

252

тивления сварных соединений с угловыми швами на срез по металлу шва и металлу границы сплавления по СНиП 2.05.03–84*, СНиП II-23–81* и ГОСТ 9467–75*; m – коэффициент условий работ, m = 1,0 .

Следует отметить, что действующими нормами [1] применение металлических шпоночных (гребенчатых) накладок не рекомендуется. Поэтому их следует применять только при капремонте эксплуатируемых мостов.

Расчет узловых подушек. Узловые подушки должны быть рассчитаны на смятие под торцами раскосов, на смятие и скалывание подушки, а также на смятие и скалывание пояса подушкой. Расчет на смятие подушки торцами раскосов представляет собой проверку достаточности принятого сечения раскосов и проводится одновременно с расчетом самих раскосов.

Условие прочности по смятию поперек волокон в поперечных подушках:

и подрубками, Aq = Fnt ; Rdq – расчетное сопротивление на смя-

тие поперек волокон.

Условие прочности по смятию под углом и волокнам в продольных подушках:

где Rdα – расчетное сопротивление смятию под углом α, определяемое по формуле (10):

где Rd1, Rd 2 – расчетные сопротивления смятию, соответствен-

но α = 0° и α = 90° .

Для остальных проверок усилие в раскосе D раскладываем на составляющие:

горизонтальную H = D cos α, вертикальную V = D sin α.

При расчете узловых подушек разрешается учитывать силу трения

подушки на пояс.

Если пояс фермы выполнен из брусьев (рис. 97, в), суммарная ширина которых равна b, величины площадей смятия:

Fсм′ = δ1b и Fсм′′ = δ2b,

где δ1 и δ2 – глубины врубок подушки в пояс.

Если же пояс фермы выполнен из бревен, суммарная ширина элементов которого при глубинах врубок δ1 и δ2 равна

соответственно b1 и b2 , величины площадок смятия

Fсм′ = 23 δ1b1 и Fсм′′ = δ2b2 .

254

в

Рис. 97. Схемы к проверке прочности поясов и расчету подушек ферм Гау – Журавского: а – к проверке зуба пояса на скалывание; б – к проверке пояса на смятие цельной подушки; в – к проверке пояса на смятие составной подушки

Расчет на скалывание подушки с двумя зубьями по сечению I-I следует выполнять в плоскости скалывания первого от торца зуба на усилие, приходящееся на его площадь смятия, в плоскости скалывания второго от торца зуба – на усилие с учетом трения (см. рис. 97, в):

где b0 – полная длина подушки в направлении, перпендикулярном к плоскости фермы; ma – коэффициент условий работы на скалывание, по первому зубу от торца при врубках с двумя

255

зубьями ma = 0,8, по второму зубу от торца при врубках с двумя зубьями ma = 1,15.

В целях улучшения условий работы пояса на скалывание на длине a1 рекомендуется принимать следующую зависимость между глубинами врубок:

δ1 =(0,5÷0,8)δ2 и δ2 −δ1 ≥ 2 см.

В таком случае надо проверить прочность на скалывание зуба пояса по плоскости II-II (см. рис. 97, а) по формуле

Условие прочности на скалывание пояса полным усилием, действующим на подушку,

где l – длина скалывания пояса, l =10δ2 , но не менее 20 см; ma – коэффициент условий работ в лобовой врубке с одним зу-

бом, ma =1.

При цельной продольной подушке (см. рис. 97, б) передающаяся на нее внецентренно сила V будет вызывать неравномерное смятие пояса по линии m – n. Так как сжимающая сила V обычно выходит из ядра сечения площади опирания подушки,

т.е. эксцентриситет приложения ее c > a6 , то условие прочности на смятие проверяем по формуле

где r – расстояние до точки приложения силы V от внешнего ребра подушки (см. рис. 97), mq – коэффициент условий рабо-

ты, mq = 1,0.

Если подушка составная (см. рис. 97, в), то можно считать, что усилие V будет передаваться полностью той ее части, кото-

256

рая непосредственно воспринимает усилие. В этом случае прочность проверяем по формуле

Расчет металлических шайб под гайки тяжей и подга-

ечных брусьев. Размеры стороны а шайбы находят из условия

где V – расчетное усилие в тяже; Fnt – площадь смятия подгаечного бруса под шайбой,

Fnt = a 2 − πd4 2 .

Толщина δ шайбы определяется из условия ее прочности на изгиб по сечению I-I (рис. 98):

ления 1 см сечения шайбы, W =1δ2 . 6

Подгаечный брус работает на смятие, изгиб и скалывание от действия усилия в тяже и реакций, возникающих в поясных элементах.

Условие прочности подгаечного бруса на смятие

257

При этом должно быть:

Расчет продольных связей. Главные фермы пролетного строения соединяются между собой продольными связями. Продольные связи воспринимают ветровую нагрузку, действующую на пролетное строение в поперечном направлении, которая при наличии верхних и нижних продольных связей распределяется между ними. В запас прочности разрешается принимать распределение ветровой нагрузки между системами верхних и нижних ветровых связей следующим образом: от давления ветра на главные фермы на обе системы передается по 60 % этого давления, от давления ветра на проезжую часть и перильное ограждение на ближайшую к проезжей части горизонтальную ферму связей – 80 % и на другую ферму – 40 %.

В пролетных строениях с ездой поверху ветровое давление действует непосредственно на главные фермы, конструкцию проезжей части и перила.

Ветровая нагрузка на 1 п. м пролетного строения выразится следующим образом (рис. 99):

на главные фермы

где Wn – нормативная интенсивность ветрового давления на 1 м2; h – высота главных ферм; h1 – высота проезжей части

259

с тротуарами; h2 – высота перил; K – коэффициент сплошности для фермы, равный 0,2; K 2 – коэффициент сплошности для перил, K2 = 0,3; γ fw – коэффициент надежности по нагрузке,

γ fw = 1,4.

Рис. 99. Расчетная схема ветровых связей в пролетном строении с ездой поверху

Суммарная погонная ветровая нагрузка для верхних связей

Суммарная погонная ветровая нагрузка для нижних связей

При действии горизонтальных поперечных ударов автомобилей погонные нагрузки будут:

для верхних связей

для нижних связей

260