Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ

ПРОСТРАНСТВЕННОЙ РАБОТЫ

ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ

С применением эвм Методические указания по курсу

«Проектирование мостов»

для студентов направления 270201

Электронное издание локального распространения

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

Саратов 2010

Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.

Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.

Составители: Козлов Игорь Геннадьевич, Раткин Василий Викторович

Под редакцией: В.В. Раткина

Рецензент: Л.В. Козырева

410054, Саратов, ул. Политехническая, 77

Научно-техническая библиотека СГТУ

тел. 52-63-81, 52-56-01

http://lib.sstu.ru

Регистрационный

номер …………

© Саратовский государственный

технический университет, 2010

Введение

Существуют два подхода к расчету усилий, возникающих в про­летных строениях от воздействия временных нагрузок. Один подход основан на рассмотрении всего пролетного строения как единой системы, состоящей из линейных и континуальных элементов, соеди­ненных между собой. При этом сразу определяются силы и моменты, действующие во всех направлениях. Второй подход основан на рас­членении системы на отдельные элементы (балки) и раздельном рас­смотрении работы пролетного строения в поперечном и продольном направлениях. При этом доля участия балки в восприятии всей наг­рузки определяется с помощью коэффициента поперечной установки.

Общие вопросы определения КПУ рассматривались в первой час­ти методических указаний [8], посвященных данной теме. В настоящих методических указаниях рассматриваются вопросы, связанные с применением ЭВМ для определения КПУ и построения линий влияния вертикального давления на балки. Описывается расчетная програм­ма, составленная на языке Бейсик для ЭВМ, приводится пример расчета.

Методические указания содержат текст заданий на выполнение лабораторных работ, описывается порядок их выполнения, даются необходимые пояснения.

1. Описание программы kpu1

Автоматизированные методы расчета получили широкое распространение в расчетах мостовых конструкций. Применение ЭВМ дает возможность использования более точных методов расчета, требую­щих большого объема вычислительных операций, освобождения от ру­тинных расчетов и повышения производительности инженерного труда.

При выполнении лабораториях работ используется программа построения линий влияния вертикального давления на балки и опре­деления коэффициентов поперечной установки КПУ, поставленная для ЭВМ на алгоритмическом языке Бейсик.

В программе используются четыре рассмотренных в первой час­ти методических указаний метода поперечного распределения нагрузки (рычага, внецентренного сжатия, обобщенного внецентренного сжатия, балки на упругих опорах) применительно к произвольным бездиафрагменным прямолинейным железобетонным пролетным строениям с учетом изгиба, кручения балок и поперечной жесткости платы проезжей части. Программа позволяет построить линии влияния вер­тикального давления и определить КПУ для каждой балки пролетною строения в произвольном поперечном сечении по длине пролета.

Для каждого поперечного сечения пролетного строения должна быть определены свои линии влияния и свои коэффициенты попереч­ной установки (за исключением методов рычага и внецентренного сжатия, которые не зависят от рассматриваемого сечения).

Коэффициенты поперечной установки определяются для временных вертикальных нагрузок: от автотранспортных средств (в виде полос АК - отдельно для тележки и равномерно распределённой нагрузки v), от тяжёлых гусеничных колёс и нагрузок (НК-80 и НГ-60), от толпы на тротуаре.

Программа работает в диалоговом режиме и позволяет в любой последовательности строить линии влияния и определять КПУ для заданных; положений временных нагрузок по выбранным методам поперечного распределения нагрузки за одно обращение к ЭВМ. Программа предназначена для расчета пролетных строений с количеством главных балок не более 10 и с габаритами, предусматривающими размещение не более 4 полос нагрузка АК. В тексте программы зало­жены величины модуля упругости Е = 34500 МПа и модуля сдвига G = 13800 МПа, при необходимости расчета железобетонных пролетных строений с другими модулями эти величины должны быть изменены.

Исходные данные к программе:

Г - габарит (м),

П - ширина полосы безопасности (м),

Б - ширина ограждения проезда (бордюра) в метрах,

Т - ширина тротуара,

N - количество главных балок,

B - расстояние между балками в осях (м).

Для расчётов по обобщённому методу внецентренного сжатия или по методу балки на упругих опорах вводится дополнительная информация о пролётном строении:

h_пл - толщина плиты проезжей части (м),

h_б - высота балки (м),

t_б - толщина ребра (м),

L_р - расчётный пролёт (м),

Q - рассматриваемое поперечное сечение (в долях пролета).

В программе предусмотрено определение геометрических харак­теристик поперечного сечения балки F, Z_ц.т., J_x, J_кр, J_пк.

При определении коэффициента поперечной установке в исход­ных данных задается информация о положении временной нагрузки на пролетном строении для каждого случая загружения. Для всех видов нагрузки ее местоположение определяется относительно левого бордюра (точка «О»). Для тяжелой одиночной - нагрузки указывается расстояние «С» в свету между левам бордюром и левым колесом (гу­сеницей) нагрузки; для автомобильной нагрузки в виде полос АК указываются расстояния от левого бордюра до оси каждой полосы нагрузки Х₁, X₂ и т.д. (см. рис. 1). При определении коэффици­ента поперечной установки дня толпы загружается один левый тро­туар, и КПУ определяется от равнодействующей, приложенной к се­редине тротуара; при этом дополнительная информация о располо­жения нагрузки не указывается.

Рис 1. Исходная информация о положении

временной нагрузки на пролетном строении