3. Розподіл тимчасового рухомого навантаження між несними елементами прогонової будови
|
Мета лекції
Ключові терміни: задача просторового розрахунку, коефіцієнт поперечного розподілу, лінія впливу тиску, спосіб важеля, спосіб позацентрового тиску |
3.1. Задача просторового розрахунку
Визначення зусиль в балкових прогонових будовах, як в плоскій системі (див. розд. 2.6), виконується за класичними правилами будівельної механіки і не викликає особливих утруднень. Проте, визначення внутрішніх зусиль в прогоновій будові в цілому не є достатнім для її розрахунку. В дійсності нам потрібно знання внутрішніх зусиль в кожному із елементівпрогонової будови, тому що проектуємо миелементипрогонової будови – балки, діафрагми.
Вважається, що постійні навантаження рівномірно розподіляються поміж балками прогонової будови. Що ж стосується тимчасового рухомого навантаження, то його розподіл між несучими елементами прогонової будови автодорожніх мостів є досить складним і визначається за методами просторового розрахунку, де прогонова будова розглядається, як тривимірна структура в тримірній системі координат.
|
|
Визначення. Задача визначення зусиль від рухомого навантаження в кожному із елементів прогонової будови складає задачу просторового розрахунку |
В інших словах, задача просторового розрахунку -це задача про розподіл тимчасового рухомого навантаження між несними елементами прогонової будови – головними балками, допоміжними балками та діафрагмами. Для прогонової будови автодорожнього моста задача значно ускладнюється вимогою: проектувальник має знайти таке розташування рухомого навантаження поперек моста,щоби в одному із елементів прогонової будови виникав максимальний навантажувальний ефект.
В практиці проектування прогонових будов мостів застосувалося 10-12 достатньо точних моделей просторового розрахунку. Всі вони використовували відомі рішення будівельної механіки або теорії пружності. Розрізняються між собою вживані методи, перш за все моделями, якими представляється та або інша прогонова будова.
Сьогодні, з появою могутньої обчислювальної техніки і методу скінчених елементів (МСЕ), просторовий розрахунок прогонових будов мостів ніяких принципових труднощів не викликає і всі традиційні моделі віджили.
В проектуванні мостів зараз застосовується одна універсальна модель – модель МСЕ. Ця модель рекомендована чинними нормами проектування, є визнаним прогресивним засобом автоматизації розрахунку і проектування не тільки мостів, а і будь-яких об’єктів галузі будівництва. Україна має два національних широко відомих програмних комплексів професійних інструментів проектувальника, які реалізують модель МСЕ – це «ЛІРА» і SCAD.
Проте, поряд з моделлю МСЕ продовжує застосовуватись традиційна, вже класична, відома з початку минулого століття модель просторового розрахунку - за допомогоюкоефіцієнту поперечного розподілу. Ця життєвість старої моделі пояснюється низкою причин. Головні із них такі:
розрахунок за програмним комплексом «ЛІРА» або SCADє досить коштовним із-за дорожнечі самих програм. Поки що далеко не кожна проектна організація може собі дозволити придбати такий програмний комплекс. В такому випадку приходиться звертатися до традиційних моделей;
модель просторового розрахунку за допомогою коефіцієнту поперечного розподілу є достатньо точною для деяких типів прогонових будов і може бути задовільною альтернативою при ескізних розрахунках багатьох прогонових будов;
підготовка даних для розрахунку за програмним комплексом займає досить довгий час. Якщо потребується для багатопрольотної прогонової будови задати десяток варіантів розміщення рухомого навантаження, розрахунок може затягнутися на декілька днів. З’ясувалося, що в цьому випадку поєднання ідеї коефіцієнту поперечного розподілу з розрахунком прогонової будови за МСЕ на одиничну силу може бути зручним для пошуку невигідного (яке приводить до максимального навантажувального ефекту в одному із елементів) розташування рухомого навантаження поперек моста.