7.Основные требования к проекту моста. Последовательность действий проектировщика при расчете балочного пролетного строения.
Выбор типа пролетного строения моста осуществляется на основании сравнения вариантов. Как правило, предпочтение отдается наиболее экономичному варианту конструкции, если к сооружению не предъявляются повышенные архитектурные требования.
Экономичность достигается за счет двух факторов - минимального расхода стройматериалов(стали), и выбора оптимального способа строительства моста (технология строительства).
Последовательность действий
1.Независимо от типа плиты, расчет начинается с составления расчетной схемы сооружения
2.Сбор нагрузок. Рассматриваем поперечное сечение п.с. и определяем постоянные нагрузки от всех конструктивных элементов.
Для определения наиболее невыгодного расположения временной нагрузки на п.с, необходимо построить л.вл.(опорной реакции, изгибающего момента или перерезывающей силы в сечении)
3.Нужно приблизительно назначить сечения главных балок через момент сопротивления сечения, пользуясь следующей упрощенной формулой
Wmin=M/Ry*0,9
Где Wmin – минимальный требуемый момент сопротивления балки;
M – действующий изгибающий момент в сечении от постоянных и временных нагрузок;
Ry – Расчетное сопротивление проката для стали марки 15ХСНД или 10ХСНД;
0,9 – коэффициент запаса, принятый в нашем институте.
Далее, имея требуемый момент сопротивления, проектировщик имеет возможность назначить соответствующие предварительные сечения главных балок. Эти сечения в дальнейшем, при подробном расчете в какой-либо программе, могут уточняться, для них также выполняются проверки по прочности, устойчивости и деформациям пролетного строения.
8.Понятие о выносливости стальных конструкций. Методы определения критерия ударной вязкости как показателя склонности стали к хрупкому разрушению. Учет концентраторов напряжений при расчете стальных конструкций на выносливость.
Понятие о выносливости стальных конструкций.
Кроме механических свойств – предел прочности (σв), предел текучести (σт) и относительное удлинение (δ) для мостовых сталей важным показателем является выносливость. Выносливость стали характеризуется критерием ударной вязкоcти. Чем выше ударная вязкость образцов из стали, тем выше предел выносливости этой стали.
Критерий ударной вязкоcти показывает насколько сталь склонна к хрупкому разрушению. Это разрушение значительно опаснее пластического, т.к. происходит внезапно, без видимых пластических деформаций.
Величину
ударной вязкоcти (работу удара) определяют
на стандарнных образцах размером 55х10
мм с концентратором типа V и типа U.
Существуют также испытания образцов
типа T – это V-образные с трещиной. Число
циклов испытаний при получении трещины
должно быть не менее 3000.
Испытания проводят стандартным копром с максимальной энергией удара маятника 294 Дж (30 кгс м).
КС=К/S0. К– работа удара Дж (кгс м), S0– начальная площадь образца в месте концентратора м2 (см2).
В результате многократного приложения нагрузки в элементах мостовых конструкций могут возникнуть и постепенно развиваться усталостные микротрещины. На определенной стадии их развития возможно полное разрушение отдельных элементов и в итоге конструкция может разрушиться целиком.
Возможные места зарождения микротрещин – зоны концентрации напряжений в местах резкого изменения сечений: выкружек, отверстий, переходов сварных швов на основной металл, дефектов стали и сварных швов. Коррозионные повреждения, язвы, царапины на поверхности металла также могут существенно уменьшить сопротивляемость усталости.
Оценка влияния концентрации напряжений на выносливость соединений основана на использовании так называемого эффективного коэффициента концентрации напряжений, обозначаемого «β».
Коэффициент концентрации можно выразить в виде отношения пределов выносливости σ=σ-1/σ-1к, где σ-1 и σ-1к – пределы выносливости образца без концентратора и с концентратором, при нагружении знакопеременными усилиями, с характеристикой цикла σ-1, т.е. самый невыгодный случай, когда σ min= σ max по абсолютной величине, но противоположно по направлению.
Мероприятия по снижению концентрации напряжений:
- механическая обработка сварных соединений;
- плавные изменения сечений с переходами по толщине и ширине листов 1:8 (1:4);
- конструктивные формы фасонок;
- УЗД-контроль сварных соединений;
- нормирование размеров выкружек и переходов по ширине листов поясов;
- применение в/п болтов взамен сварки (особенно в ж.д. мостах);
- назначение роспусков и технологической последовательности сварки соединений