Определение нормативных временных нагрузок.

Определение нормативных постоянных нагрузок

Нормативными, постоянно действующими нагрузками будут являться нагрузки от собственного веса. Они определяются на один погонный метр длины балки.

Нагрузка от собственного веса балки: g₁ = g_жб*d₁*1,где g_жб = 24,5 кН/м³ – удельный вес железобетона.

Нагрузка от веса балласта с частями ВСП: g₂ = g_бал*d₃,где g_бал = 19,62 кН/м³ – удельный вес балласта.

Нагрузка от веса тротуарной консоли g₃ = 4 кН/м³; G₄ = 0,7 кН – сила от веса перил.

Определение нормативных временных нагрузок.

Временные нагрузки обуславливаются движением подвижного состава и определяются в зависимости от класса нагрузки по формулам (СК 14):

2.4. Определение расчётных значений изгибающих моментов М и поперечных сил Q к расчёту балластного корыта.

Для недопущения предельных состояний первой группы элементы конструкций мостов с рабочей ненапрягаемой арматурой должны быть рассчитаны по прочности, выносливости. Для недопущения предельных состояний второй группы производятся расчёты на трещиностойкость (по образованию продольных трещин; по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента) [1,п.3.2].

2.4.1. К расчёту на прочность.

Величины нагрузок и воздействий для расчёта конструкций принимают с коэффициентами надёжности по нагрузке g_f [1,пп.2.3, 2.10, 2.22, 2.23]. Коэффициенты надёжности по нагрузкам от собственного веса балки, веса тротуарной консоли и перил: g_fg1, g_fg3, g_fg4 = 1,1; Вес мостового полотна с ездой на балласте под ж/д: g_fg2 = 1,3.

Коэффициенты надёжности для временных нагрузок g_fv1, g_fv2 = 1,3 (т.к. l = 0). Динамический коэффициент к вертикальным нагрузкам СК от подвижного состава ж/д транспорта [1,п.2.22,1),б)]: (1+m) = 1 + 0,5 = 1,5.

2.4.2. К расчёту на выносливость.

При расчёте на выносливость все коэффициенты надёжности по нагрузкам g_f принимаются равными единице [1,п.2.3]. Динамическую добавку m в формуле 2.8. следует умножить на 2/3.[1,п.2.22,6]. (1+2m/3)= 1,33

2.4.3. К расчёту по трещиностойкости.

В расчётах на трещиностойкость, включая расчёты по образованию и раскрытию трещин в железобетоне, вводимый к нагрузкам коэффициент надёжности g_f принимается равным единице [1,п.2.3].

2.5. Расчёт нормального сечения плиты

2.5.1. Расчёт на прочность.

Величина защитного слоя: а_s = 0,5* d +0,02 м, где d – диаметр стержня, м.

d’₀ = d₁ + 0,3*R: h₀ = d’₀ - а_s

d’₀ = 0,14 + 0,3*0,3 = 0,23 м,где d_{1 -} толщина плиты, м; R=0,3м – радиус вута, м.

,где h₀ – рабочая высота плиты балки

Предварительно необходимую площадь арматуры из условия прочности:

,где А_s – общая площадь арматуры, м²; M – расчётный момент в сечении, кНм; z – плечо внутренней пары сил, определяемое по формуле:

Назначаем необходимое число арматурных стержней n:

Уточняем общую площадь арматурных стержней, м²: А_s = n* A^1ст_s.

Определим высоту сжатой зоны бетона из условия прочности:

,где R_s, МПа – расчётное сопротивление арматуры растяжению, зависящее от класса арматурной стали [1,п.3.37]; R_b,МПа – расчётное сопротивление бетона сжатию, зависящее от класса бетона [1,п.3.24]; m_b7 = 0,9 – коэффициент условия работы, учитывающий работу конструкции в районах со средней температурой воздуха наиболее холодной пятидневки ниже -40°С [3.25].

Расчётные формулы для проверки на прочность имеют вид:

,где R_bt – расчётное сопротивление бетона на растяжение для класса бетона [1,п.3.24].

2.5.2. Расчёт на выносливость.

В конструкциях с ненапрягаемой арматурой напряжения в бетоне определяются по правилам расчёта упругих материалов без учета работы растянутой зоны бетона [1,п.3.6].

При изгибе величину растянутой зоны х’ (рис.2.1) определяют из условия, что статический момент приведённой площади сечения (без учёта площади растянутой зоны бетона) относительно нейтральной оси равен нулю [1,п.3.94].

,где n’=15 – условное отношение модулей упругости с учётом виброползучести бетона для расчёта на выносливость [1,п.3.48]; Момент инерции приведённой площади сечения I_red, м⁴ :

Проверка проводится по ограничению допускаемых напряжений в бетоне и арматуре:

a) по напряжениям в бетоне:

,где m_b1 – коэффициент условия работы [1,п.3.26]:

,где b_b – коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени.(для класса бетона В30); e_b – коэффициент, зависящий от асимметрии цикла повторяющихся напряжений p_b = M_min/M_max [1,табл.26]

б) По напряжениям в арматуре:

(2.26)

m_as1 – коэффициент условия работы арматуры, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки:

,где b_pw – коэффициент, учитывающий влияние на условие работы арматуры сварных стыков, зависящий от типа сварного соединения (сварка контактным способом), коэффициента асимметрии цикла р, класса арматуры [1,п.3.39,табл.33]; e_ps– коэффициент, зависящий от асимметрии цикла изменения напряжений в арматуре p=M_min/M_max. [1,п.3.39.табл.32].

2.5.3. Расчёт на трещиностойкость.

Для недопущения предельных состояний второй группы производятся расчёты для конструкций с ненапрягаемой арматурой по образованию продольных трещин и по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента.

(2.27)

а) По образованию продольных трещин.

,где x – высота сжатой зоны, м (рис 2.1), определяемая по формуле 2.21,но с заменой n’ на n_s1 по [1,п.3.48];

	(2.28)

n_s1 = E_s/E_b,

E_s=2,06*10⁵ и E_b=32500- модули упругости соответственно арматуры (табл.34) и бетона (табл.28),МПа;

I_red – момент инерции приведённой площади сечения, м⁴; R_b,mc2 = 14,6 МПа – расчётное сопротивление осевому сжатию для расчётов предотвращающих образование в конструкции продольных трещин на стадии эксплуатации [1,п.3.24.табл.23].

(2.29)

б) По раскрытию нормальных трещин.

(2.30)

,где s - растягивающее напряжение, равное для ненапрягаемой арматуры напряжению s_s в наиболее растянутых (крайних) стержнях [1,п.3.105]:

[a_cr] = 0,02 см – предельно допустимая величина раскрытия трещин [1,п.3.95]. y - Коэффициент раскрытия трещин, зависящий от радиуса армирования R_r и принимаемый для арматуры периодического профиля (А-II) равным:

	(2.31)

Радиус армирования R_r определяется по формуле [1,п.3.110]:

	(2.32)

,где А_r- площадь зоны взаимодействия нормального сечения, принимаемая ограниченной наружным контуром и радиусом взаимодействия r=6*d; b – коэффициент, учитывающий сцепление арматурных элементов с бетоном (Одиночные стержни - b = 1, табл.41.); n – число арматурных элементов с одинаковым номинальным диаметром d; d- диаметр одного стержня.

3. Расчёт главной балки.

Дата добавления: 2015-07-19