Расчет главной балки по прочности на действие изгибающего момента.

Особенности пролетных строений для пропуска ЩОМ.

Изготавливаемые в настоящее время пролетные строения по типовому проекту серии 3.501-108-1 имеют существенный недостаток: они не обеспечивают механизированную замену балласта, так как по ним невозможен пропуск (ЩОМ). Поэтому по новому типовому проекту серия 3.501.1-146, с целью обеспечения нормальной работы ЩОМ, ширина балластного корыта увеличена до 4900 мм и отсутствуют его внутренние бортики.

Пролетные строения с пониженной строительной высотой по проекту серия 3.501.1-146, имеют длину от 2,95 м до 16,5 м,а ребристые пролетные строения – длину от 9,30 до 16,5 м. Все блоки имеют ширину по верху 2420 мм, поэтому с учетом зазора между торцами плит соседних блоков в 6 см, полная ширина пролетного строения равна 4900 мм. Тротуары шириной 500 мм также устраивают на приставных консолях. Получаемое при этом расстояние между перилами в 5900 мм.

В проект серия 3.501.1-146 включены блоки, с использованием которых могут составляться пролетные строения под два пути, а на мостах, в пределах станций, и под три пути.

Расчет главной балки по прочности на действие изгибающего момента.

СНиПа 2.05.03-84* пп.3.36*,3.61*, 3.63. 3.62.

допущения:
растянутый бетон полностью выключился из работы сечения; напряжения в бетоне сжатой зоны равны расчетному сопротивлению бетона на сжатие R_b, эпюра напряжений принята прямоугольной; напряжения как в растянутой, так и в сжатой арматуре равны ее расчетному сопротивлению R_s.

Высоту сжатой зоны x определяют из условия равенства нулю проекций всех сил на горизонтальную ось (п.3.63,ф.58)

В расчетах в общем случае принято, что растянутая арматура в стадии разрушения достигает предела текучести. Однако, при расположении части арматурных стержней на относительно больших расстояниях от нижней грани балки, напряжения в них предела текучести не достигают. Поэтому к расчетному сопротивлению арматуры в стержнях, расположенных на расстоянии более 0,2 высоты растянутой зоны сечения вводят коэффициент условий работы m_а6, определяемый по формуле (п.3.42)

3. Основные физико – механические свойства бетонов.

Бетон искусственным камнем. обладает большой прочностью на сжатие (R_b), но сопротивление растяжению (R_bt) в 10…20 раз меньше. бетон невозможно применять в растянутых, изгибаемых и во внецентренно сжатых элементах с большими эксцентриситетами. Растягивающие усилия в таких элементах передаются арматуре, которая в виде стальных стержней вводится в растянутые зоны.

Для мостов- конструкц. тяж. бетон со средней плотностью от 2200 до 2600 кг/м³. Осн. хар-кой- его класс «В» по прочности на сжатие, за который принимают нормативное сопротивление осевому сжатию бетонных кубов размером 15×15×15 см с обеспеченностью 0,95. При благоприятных условиях естественного твердения прочность бетона постепенно увеличивается. По СНиП 2.05.03-84* для мстов принимают бетоны классов от В20 до В60.

Бетон- упруго-пластическим матер-м. Под действием нагрузки в нем, одновременно с упругими, развиваются пластические деформации.

Зависимость между напряжениями и деформациями в общем случае нелинейна. Полная деформация бетона состоит из упругой и пластической частей:

Отношение напряжения в бетоне σ_b к упругим относительным деформациям ε_el характеризует упругие свойства материала и носит название модуля упругости бетона E_b. (таб.28). Вершина кривой для сжатых образцов соответствует пределу прочности на сжатие R_bn (призменная прочность), а растянутых – пределу прочности на растяжение R_btn. Относительные деформации бетона ε_bn, соответствующие напряжениям R_bn, колеблются в весьма широких пределах от 0,0008 до 0,0030. Окончательно разрушение бетона происходит при относительных деформациях бетона ε_bn,max, достигающих величины 0,0035…0,0070.

При каждом повторном нагружении до достижения бетоном напряжения σ₁, соответствующего началу разгружения, пластическая часть деформаций уменьшается и после некоторого цикла нагрузки и разгрузки бетон начинает вести себя как упругий материал. Если загрузить бетонный образец нагрузкой, вызывающей напряжение σ₂> σ₁, то в образце снова, наряду с упругими, будут возникать пластические деформации.

При многократном приложении нагрузки, которая не вызывает напряжений, превышающих некоторую величину R_bfn, разрушение бетона не происходит. Если же максимальные напряжения превысят этот предел

σ₃> R_bfn, то с каждой разгрузкой увеличиваются пластические деформации, а затем происходит разрушение бетона.

Предельное значение напряжений R_bfn, при котором не происходит разрушение бетона при практически неограниченных циклах приложения нагрузки, называют пределом выносливости бетона. При определении предела выносливости за базовое принимают
2 миллиона циклов «нагружение-разгрузка», что примерно соответствует числу циклов приложения нагрузки к сооружению за весь период его эксплуатации.
При длительном действии нагрузки без ее увеличения неупругие деформации бетона возрастают - ползучестью. Деформации полз.: от продолжительности действия нагрузки, от возраста бетона.

Сразу по приложении нагрузки в бетоне возникают упругие деформации ∆_el и некоторая часть пластических деформаций ∆_pl. Затем в течении длительного времени деформации ползучести ∆_plt будут нарастать, причем интенсивность нарастания будет постепенно уменьшаться и по истечении нескольких лет практически прекратится.

Относительные деформации ползучести достигнут некоторой предельной величины ε pln.

При действии многократно повторяющейся нагрузки, деформации ползучести увеличиваются, - виброползучесть бетона. Усадка - сокращ объема бетона при твердении его на воздухе. С течением времени усадка затухает и кривая деформации, вызываемая усадкой, приближается к некоторому предельному значению – нормативной деформации усадки. Развитие деформаций усадки и ползучести бетона зависит от температурно-влажностного режима окружающей среды.

Виброползучесть бетона учитывают в расчетах на выносливость, в некоторых расчетах по трещиностойкости.

Кроме классов бетона по прочности установлены марки по морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Марка по морозостойкости F хар-ся числом циклов замораживания и оттаивания, которые бетонный образец выдерживает без существенного снижения его прочности. Марка по водонепроницаемости W соответствует давлению воды в МПа, при котором еще не наблюдается ее просачивание через бетонный образец толщиной 15 см (таб.22).

Специальные добавки — так называемые наноинициаторы (молекулярные кластеры) с ущественно улучшают его физические качества. Механическая прочность нанобетона на 150% выше прочности обычного, появления трещин в три раза ниже. Вес снижается примерно в шесть раз.

Дата добавления: 2015-07-26