Визначення зусиль в елементах пролітних будов

На даний час існують два підходи до розрахунку зусиль, що виникають у пролітних будовах від постійних і тимчасових навантажень. Один підхід базується на розгляді пролітної будови як єдиної системи, що складається з лінійних (стержневих) і континуальних (плитних, оболонкових) елементів, так чи інакше між собою з’єднаних. При цьому відразу визначаються сили й моменти, що діють у всіх напрямках. Другий підхід базується на розчленовуванні системи на окремі елементи і на розгляді роботи пролітної будови в поперечному і поздовжньому напрямках окремо. Так, при розрахунку плитно-ребристої пролітної будови плита розраховується на роботу в поперечному напрямку з урахуванням її обпирання на ребра або защемлення в них. При цьому згинаючі для плити опорні моменти є крутними для ребер. Для розрахунку виділяється смуга плити шириною 1 м; проліт плити – відстань між гранями балок. Наближено враховується утримуючий вплив іншої частини плити. Розрахунок виконують на навантаження, розташовані на виділеній смузі. Потім розглядається робота уздовж мосту. Для розрахунку виділяється окрема балка (ребро зі спільно працюючою з ним плитою). При цьому тим або іншим способом визначається частка участі балки у сприйнятті всього навантаження, що розташовується по ширині мосту. Розрахунок виконують на вплив однієї навантажувальної смуги АК з візком або одного екіпажа НК-800, але із множенням на коефіцієнт поперечної установки, що враховує частку участі даної балки в сприйнятті усього діючого на пролітну будову рухомого навантаження. Чисельно коефіцієнт поперечної установки дорівнює числу навантажувальних смуг, візків, машин НК-800 або НГ-600, що сприймаються балкою. Це число може бути дробовим – меншим або більшим одиниці. Постійне навантаження рівномірно розподіляють між всіма балками. При розрахунку балок у поздовжньому напрямку розраховують або тільки одну балку із самим більшим коефіцієнтом поперечної установки і тоді всі балки роблять однаковими, або, якщо балки проектуються різної жорсткості, то розраховують кілька балок і коефіцієнт поперечної установки визначають для кожної.

Визначення коефіцієнта поперечної установки зручно робити за допомогою лінії впливу тиску на дану балку. Так, якщо тим або іншим способом для розглядуваної балки побудована лінія впливу тиску на неї (рис. 2.24), то коефіцієнт поперечної установки для навантажувальних смуг

, (2.6)

де та – ординати лінії тиску під коліями навантажувальної смуги, розташованої найбільш несприятливо для розглядуваної балки.

Рис. 2.24. Завантаження лінії впливу тиску на головну балку

Ординати під коліями інших навантажувальних смуг приймають з коефіцієнтом смугастості .

Коефіцієнт поперечної установки для візка

. (2.7)

Множник 0,5 ведений у зв'язку з тим, що КПУ визначає частку від цілої навантажувальної смуги або візка, а ординати лінії тиску взяті під центрами ваги колій (коліс візка).

При прямолінійній лінії тиску (наприклад при використанні способів позацентрового стиску, звичайного і узагальненого) ординати можна брати під центрами навантажувальних смуг і візків, і тоді множник 0,5 не вводиться.

Згинальні моменти від постійного навантаження, АК і юрби обчислюються так

де — відповідно коефіцієнти поперечної установки для навантажувальної смуги, візка і юрби; – відповідно інтенсивності, кН/м, власної ваги конструкцій, власної ваги мостового полотна без асфальтобетонного покриття і ваги асфальтобетонного покриття, що діють на одну балку; – відповідно коефіцієнти надійності щодо навантаження для навантажувальної смуги, для власної ваги пролітної будови, для ваги мостового полотна, для ваги асфальтобетонного покриття, для візка і юрби; – алгебраїчна сума площ всіх ділянок лінії впливу моменту, який визначають; та – сума площ всіх додатних і від’ємних ділянок лінії впливу; – ординати лінії впливу під колесами візка при знаходженні візка в небезпечному положенні на додатній ділянці лінії впливу; – те саме, при знаходженні візка в небезпечному положенні на від’ємній ділянці лінії впливу; – динамічний коефіцієнт.

Аналогічно моментам обчислюються поперечні сили.

Таким чином, для всіх розрахункових перерізів повинні бути побудовані лінії впливу моментів і поперечних сил і для розрахункових балок визначені коефіцієнти поперечної установки. Лінії впливу моментів і поперечних сил у перерізах нерозрізних балок можна будувати, використовуючи таблиці.

Спосіб визначення коефіцієнтів поперечної установки треба вибирати залежно від типу поперечного перерізу. У плитно-ребристих конструкціях при наявності тільки двох ребер коефіцієнт поперечної установки визначається способом важеля. На рис. 2.25 показана лінія впливу тиску на ребро дворебристої конструкції.

Рис. 2.25. Лінія впливу тиску на головну балку, що побудована на основі методу важеля

Для вузьких багаторебристих і багатокоробчастих пролітних будов при відношенні ширини мосту до прольоту коефіцієнт поперечної установки рекомендується визначати, використовуючи узагальнений спосіб позацентрового стиску, розроблений проф. М. Е. Гібшманом. Більш докладно про цей спосіб можна прочитати в [4].

Для пролітних будов із плит, з'єднаних шпонковим швом, що сприймає тільки поперечну силу, може бути рекомендований спосіб визначення коефіцієнта поперечної установки, придатний при будь-якому відношенні ширини мосту до прольоту і будь-якій статичній схемі пролітної будови, наведений також в [4].

Лінії впливу тиску на балки бездіафрагмових пролітних будов і діафрагмових при рекомендується будувати як лінії впливу реакцій балки на пружних опорах. Балкою є плита проїзної частини, а пружними опорами – самі збірні балки або, при монолітних конструкціях, ребра зі спільно працюючими з ними плитами проїзної частини. Лінії впливу реакцій будують за допомогою таблиць Осипова або графіків (див. дод.3 [3]).

Ми розглянули способи наближеного просторового розрахунку, що базується на розчленовуванні пролітної будови на окремі лінійні елементи і врахуванні просторової роботи їх за допомогою коефіцієнта поперечної установки. Уточнений просторовий розрахунок, як вказувалося вище, базується на розгляді всієї пролітної будови як єдиної просторової системи і виконується, як правило, на ЕОМ за допомогою наявних програм розрахунку. Ці програми можна розділити на дві категорії: спеціалізовані для розрахунку мостів; універсальні, що дозволяють розраховувати будь-які конструкції.

Спеціалізовані програми характерні тим, що вони реалізують одну певну модель, характер якої розраховувач не може змінити. Він повинен оцінити, якою мірою ця модель апроксимує його конструкцію, і задовольнитися тією точністю, що вона забезпечує. Спеціалізовані програми відрізняються порівняно невеликим обсягом вихідної інформації, що представляється в традиційній, звичній формі. Результати розрахунку відрізняються компактністю, наочністю й легко піддаються аналізу.

Універсальні програми (обчислювальні комплекси) дозволяють розраховувати будь-яку пролітну будову по тій моделі, що для даного випадку є найбільш прийнятною. За допомогою універсальної програми може бути досліджений напружено деформований стан конструкції на всьому діапазоні навантаження, у пружній і пружній-пластичній стадіях. Такою програмою є, наприклад, універсальний обчислювальний комплекс „ЛІРА”.

Дата добавления: 2015-07-19