Вы здесь: Home Металлоконструкции Проектирование металлоконструкций Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов (часть 2)

Сообщение

Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов (часть 2)

Содержание материала

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ГЛАВНЫХ БАЛОК И БАЛОК ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ ОДНОПУТНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ПРЯМЫХ УЧАСТКАХ ПУТИ.

 

3.1. Грузоподъемность главных балок и балок проезжей части со сплошной стенкой устанавливается по результатам таких расчетов: а) на прочность по нормальным напряжениям; б) на прочность по касательным напряжениям; в) на прочность поясных заклепок или поясных швов; г) на устойчивость: общую балки, опорных стоек; местную – стенки; д) на выносливость по нормальным напряжениям.

Для балок проезжей части, кроме расчетов, указанных выше, рассчитывается прикрепление продольных балок к поперечным и поперечных балок к главным фермам.

Прочность мостовых брусьев или металлических поперечин мостового полотна проверяется в соответствии с данными приложения 11.

 

РАСЧЕТ БАЛОК НА ПРОЧНОСТЬ ПО НОРМАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ 

3.2. Грузоподъемность главных балок и балок проезжей части по нормальным напряжениям при изгибе определяется в середине пролета, в местах обрывов горизонтальных листов поясов (по первому ряду заклепок), в стыках элементов балки, в местах наибольших ослаблений и в других опасных сечениях. В поперечных балках, кроме того, проверяется сечение по риске отверстий в уголках прикрепления продольных балок.

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути)

clip_image002, (3.1)

где clip_image004 - доля вертикальной нагрузки от подвижного состава, приходящаяся на одну балку с учетом смещения оси пути относительно оси пролетного строения (п. 2.15); nk – коэффициент надежности к вертикальной нагрузке от подвижного состава (п. 2.8); clip_image006, clip_image008 - площадь линии влияния изгибающего момента, загружаемая нагрузкой от подвижного состава или постоянной нагрузкой, м2 (п. 3.6); clip_image010 - коэффициент размерности, равный 0,001 при расчете в системе СИ и 0,01 – при расчете в системе СГС (п. 2.16); m – коэффициент условий работы (п. 2.11); R – основное расчетное сопротивление металла, МПа (тс/см2) (п. 2.1); c – поправочный коэффициент к расчетному моменту сопротивления (п. 2.12); W0 – расчетный момент сопротивления поперечного сечения балки, см3 (п. 3.3); clip_image012 - доля постоянной нагрузки, приходящаяся на одну балку (п. 2.2); p – суммарная расчетная интенсивность постоянных нагрузок, кН/м пути (тс/м пути): clip_image014; clip_image016 - интенсивность каждой из нормативных постоянных нагрузок clip_image018 с соответствующим коэффициентом надежности clip_image020 (пп. 2.2 и 2.7).

Все расчетные величины в формуле (3.1) принимаются для проверяемого сечения.

3.3. Расчетный момент сопротивления W0 при расчете по сечению, проходящему вне предела стыка, равен моменту сопротивления нетто поперечного сечения балки Wнт, см3:

W0=Wнт=Iнт/уmax,

где Iнт – момент инерции нетто поперечного сечения балки относительно нейтральной оси, см4; уmax – расстояние от нейтральной оси до наиболее удаленного волокна рассматриваемого сечения, см.

Для клепаных балок без горизонтальных поясных листов разрешается принимать Wнт=0,82Wбр, а для балок с горизонтальными листами Wнт=0,80Wбр (Wбр – момент сопротивления поперечного сечения брутто, см3). Ослабление стенки допускается принимать равным 15%.

При расчете по сечениям, расположенным в пределах стыка, за рабочий момент сопротивления сечения балки принимается

clip_image022,

где clip_image024 - сумма моментов инерции нетто поперечного сечения частей, не имеющих стыков или обрывов в рассматриваемом сечении, относительно нейтральной оси всего сечения балки, см4; clip_image026 - сумма моментов инерции нетто относительно той же нейтральной оси балки поперечного сечения накладок (clip_image028) или приведенных площадей заклепок (болтов), прикрепляющих полунакладки clip_image030, см4; clip_image032 - приведенная площадь заклепки (болта), см2 (см. приложение 2); clip_image034 - расстояния от нейтральной оси балки до оси i-й заклепки (болта), см. Для горизонтальных заклепок (болтов) clip_image034[1] принимается до оси отверстия, а для вертикальных – до соответствующей плоскости среза.

В сумму clip_image026[1] подставляется меньшее из значений clip_image028[1] или clip_image030[1].

В случае сварного стыка значение clip_image026[2] заменяется значением момента инерции относительно нейтральной оси балки расчетных площадей сварных швов, определяемых согласно приложению 3.


3.4. Длина загружения линии влияния clip_image039 принимается для балок:

а) главных clip_image041 (l – расчетный пролет балки, м);

б) продольных проезжей части clip_image043 (d – длина панели проезжей части, м);

в) промежуточных поперечных (при равных панелях проезжей части) clip_image045;

г) крайних (опорных) поперечных clip_image047 (lк – длина консоли продольной балки, м);

3.5. Коэффициент clip_image049, определяющий положение вершины линии влияния, равен для балок:

а) главных clip_image051;

б) продольных проезжей части clip_image053 (a0 – расстояние от вершины до ближайшего конца линии влияния, м);

в) промежуточных поперечных (при равных пролетах смежных продольных балок) clip_image055;

г) крайних поперечных clip_image057.

3.6. Площади линий влияния изгибающих моментов, м2, для балок:

а) главных clip_image059;

б) продольных clip_image061;

в) промежуточных поперечных clip_image063, где clip_image065 - расстояние от оси главной фермы до рассматриваемого сечения поперечной балки (clip_image065[1] - меньше или равно расстоянию между осью фермы и ближайшей к ней продольной балкой), м;

г) крайних поперечных clip_image068.


РАСЧЕТ БАЛОК НА ПРОЧНОСТЬ ПО КАСАТЕЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ 

3.7. Грузоподъемность главных балок и балок проезжей части по касательным напряжениям определяется по нейтральной оси балки у опоры, в местах наибольших ослаблений (для поперечных балок – в сечении по риске отверстий в уголках прикрепления продольных балок) и в других опасных сечениях.

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути),

clip_image070, (3.2)

где clip_image006[1], clip_image008[1] - площади линий влияния поперечной силы, загружаемые соответственно вертикальной нагрузкой от подвижного состава и постоянной нагрузкой, м (п. 3.8); 0,75 – коэффициент перехода от основного расчетного сопротивления металла к расчетному сопротивлению на срез (п. 2.1); clip_image074 - коэффициент размерности (п. 2.16), при расчете в системе СИ clip_image076, а в системе СГС – 1,0; Iбр – момент инерции брутто поперечного сечения балки относительно ее нейтральной оси, см4; clip_image078 - толщина стенки балки, см; Sбр – статический момент брутто отсеченной части рассматриваемого поперечного сечения балки относительно ее нейтральной оси, см3.

Остальные обозначения те же, что в формуле (3.1).

Отношение Iбр/Sбр может быть приближенно принято для клепаных балок без горизонтальных листов (с высотой стенки от 350 до 1500 мм) равным 0,835hвл, для балок с одной парой горизонтальных листов (с высотой стенки от 550 до 1700 мм) равным 0,865hвл, где hвл – высота стенки балки, см.

Если в опорном сечении нет вертикальных накладок, в расчет принимается сечение только стенки балки. При этом можно принять Iбр/Sбр=0,667 hвл.

3.8. Площади линий влияния поперечной силы, м, определяются по формулам.

Для главных балок при загружении линии влияния нагрузкой:

а) постоянной

clip_image080;

б) временной

clip_image082, при этом clip_image084 и clip_image057[1];

для опорного сечения clip_image087, при этом clip_image041[1] и clip_image057[2].

Здесь C0 – расстояние от середины пролета до рассматриваемого поперечного сечения балки, м.

Для балок проезжей части:

а) продольной

clip_image080[1]; clip_image092, при этом clip_image094 и clip_image057[3];

для опорного сечения clip_image097, при этом clip_image043[1] и clip_image057[4];

б) промежуточной поперечной

clip_image101, при этом clip_image045[1] и clip_image055[1];

в) крайней поперечной

clip_image105, при этом clip_image047[1] и clip_image057[5].


РАСЧЕТ БАЛОК НА ПРОЧНОСТЬ ПОЯСНЫХ ЗАКЛЕПОК (БОЛТОВ) ИЛИ ПОЯСНЫХ ШВОВ. 

3.9. Грузоподъемность балок по прочности поясных заклепок (болтов) или сварных швов определяется на участках пояса длиной 100 см (у опор, а также в начале участков с увеличенным шагом заклепок или с уменьшенной толщиной сварных швов и при необходимости в других местах).

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути):

а) при непосредственном опирании поперечин на верхние пояса балок

clip_image109; (3.3)

б) если поперечины не непосредственно опираются на верхние пояса

clip_image111, (3.4)

В формулах (3.3) и (3.4) обозначено: clip_image113 - коэффициент размерности: при расчетах в системе СИ clip_image115, в СГС – 1,0 (см. п. 2.16); clip_image117 - приведенная расчетная площадь поясных заклепок или поясных швов, см2:

в соединении на заклепках (болтах) clip_image119;

для соединения на сварке clip_image121,

здесь clip_image123 - приведенная расчетная площадь одной заклепки (болта), см2 (см. п. 1.8 и приложение 2); nз – число заклепок на рассматриваемом участке длиной 100 см; s – коэффициент для расчета сварных швов (приложение 3); Fш – площадь сварных швов, см2, на участке пояса длиной 100 см (п. 1.8 и приложение 3); clip_image125 - коэффициент, учитывающий собственный вес балок, принимаемый равным: 1,10 – при расчете продольных и поперечных балок, а также главных балок длиной менее 20 м; 1,10 – 1,20 – при расчете главных балок пролетом от 20 до 45 м (промежуточные значения принимаются по интерполяции); clip_image127 - статический момент площади поперечного сечения брутто пояса балки (поясных уголков и горизонтальных листов) относительно ее нейтральной оси, см3; clip_image129- площадь линии влияния поперечной силы для сечения балки расположенного посередине рассчитываемого участка пояса длиной 100 см (п. 3.8), м; Iбр – момент инерций брутто поперечного сечения балки относительно нейтральной оси, см4; Aз – параметр, учитывающий сосредоточенное давление от непосредственного опирания мостовых поперечин на верхний пояс балок, м: принимается по табл. 3.1 в зависимости от значений clip_image039[1] и clip_image049[1] линии влияния, загружаемой вертикальной нагрузкой от подвижного состава.

Остальные обозначения в формулах (3.3) и (3.4) те же, что в п. 3.2.

Таблица 3.1. Параметры Aз

clip_image039[2], м

Aз, м

clip_image039[3], м

Aз, м

clip_image039[4], м

Aз, м

clip_image135

clip_image137

clip_image135[1]

clip_image137[1]

clip_image135[2]

clip_image137[2]

1

0,26

0,26

7

2,06

2,96

20

5,65

6,59

2

0,74

1,07

8

2,24

2,98

25

6,91

8,57

3

1,16

2,15

9

2,53

3,20

30

7,78

10,09

4

1,40

2,32

10

2,78

3,49

35

8,62

11,69

5

1,69

2,47

11

3,01

3,90

40

9,71

12,75

6

1,88

2,88

15

4,14

5,31

45

10,78

13,47

Примечание. Промежуточные значения параметра Aз принимаются по интерполяции для clip_image039[5]


РАСЧЕТ БАЛОК НА ОБЩУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ 

3.10. Грузоподъемность балок по общей устойчивости проверяется при свободной длине сжатого пояса, превышающей 15-кратную его ширину.

При мостовом полотне с металлическими поперечинами или безбалластными железобетонными плитами общую устойчивость балок можно не проверять.

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути), по общей устойчивости балок

clip_image140, (3.5)

где clip_image129[1], clip_image143 - площади линии влияния изгибающего момента балки для сечения посередине рассматриваемой свободной длины сжатого пояса, м2 (п. 3.6); clip_image145 - коэффициент размерности, при расчетах в системе СИ clip_image147, в СГС – 0,01; clip_image149 - коэффициент продольного изгиба, определяемый по приложению 8, в зависимости от условий гибкости (из плоскости балки) clip_image151 при i=0, здесь l0 – свободная длина; clip_image153 - радиус инерции сжатого пояса, см; Iбр – момент инерции брутто сжатого пояса (из плоскости балки) в расчетном поперечном сечении балки, см4; Fбр – площадь брутто поперечного сечения сжатого пояса, см2; Wбр – момент сопротивления брутто всего поперечного сечения балки для ее сжатого волокна относительно горизонтальной оси, см3 (расчетное сечение балки принимается посередине свободной длины сжатого пояса, проверяемого на устойчивость из плоскости балки); остальные обозначения те же, что в п. 3.2.

Для определения коэффициента clip_image149[1] свободная длина l0 принимается равной:

а) при наличии продольных связей в зоне сжатых поясов и поперечных связей в опорных сечениях – расстоянию между узлами продольных связей;

б) при наличии продольных связей только в зоне растянутых поясов и поперечных связей в пролете и в опорных сечениях – расстоянию между поперечными связями;

в) если в пролете нет связей – пролету балки l.

Для поперечных балок за свободную длину сжатого пояса принимается большая из двух величин: расстояние между продольными балками или расстояние от оси главной фермы до ближайшей продольной балки.

В сечение сжатого пояса включаются: для клепаных балок – поясные листы и уголки, а также часть стенки балки, расположенная в пределах высоты поясных уголков; для сварных балок – горизонтальные поясные листы.

Свободная длина сжатого пояса балки в пролетном строении открытого типа определяется по указаниям п. 4.6.


 РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ОПОРНЫХ СТОЕК. 

3.11. Допускаемая временная нагрузка по устойчивости опорных стоек, кН/м пути (тс/м пути)

clip_image156, (3.6)

где clip_image158 - площадь линии влияния опорной реакции балки, м (п. 3.8); clip_image113[1] - коэффициент размерности, равный 0,10 при расчетах в системе СИ и 1,0 – в СГС; clip_image149[2] - коэффициент продольного изгиба, определяется по приложению 8 для случая центрального сжатия в зависимости от гибкости стойки из плоскости балки; свободная длина опорной стойки l0, см, принимается равной расстоянию между центрами узлов поперечных связей, расположенных в плоскости опорных стоек, умноженному на 0,70; Fбр – площадь брутто поперечного сечения стойки, см2, в которую включаются уголки (или ребра) жесткости стойки, а также полоса стенки балки шириной с каждой стороны от оси стойки clip_image162, где clip_image078[1] - толщина стенки балки, см: остальные обозначения те же, что в формуле (3.1).

 

РАСЧЕТ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНКИ БАЛКИ 

3.12. Грузоподъемность балки по местной устойчивости стенки при наличии или отсутствии вертикальных ребер жесткости определяется в таких случаях:

а) если нет ребер жесткости, при clip_image165;

б) при наличии вертикальных ребер жесткости, расставленных на расстоянии более 2 h или 2 м;

в) при наличии вертикальных ребер жесткости, расставленных на расстоянии менее 2h или менее 2 м, если: clip_image167- для стенок из углеродистой стали; clip_image169 - для стенок из низколегированной стали; здесь h – расчетная высота стенки, см, принимается для сварной балки равной полной высоте стенки, а для клепаной балки – расстоянию между ближайшими к оси балки рисками поясных заклепок, см; clip_image078[2] - толщина стенки балки, см.

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути):

а) при непосредственном опирании поперечин на верхние пояса балок

clip_image172; (3.7)

Таблица 3.2. Параметры AМ

clip_image039[6], м

AМ

clip_image039[7], м

AМ

clip_image039[8], м

AМ

clip_image174

clip_image137[3]

clip_image174[1]

clip_image137[4]

clip_image174[2]

clip_image137[5]

1

0,003

0,003

7

0,009

0,011

20

0,015

0,016

2

0,005

0,006

8

0,009

0,011

25

0,016

0,018

3

0,007

0,009

9

0,010

0,011

30

0,017

0,020

4

0,007

0,009

10

0,010

0,012

35

0,018

0,021

5

0,008

0,010

11

0,011

0,012

40

0,019

0,022

6

0,009

0,011

15

0,013

0,014

45

0,021

0,023

Примечание. Промежуточные значения параметра AМ принимаются по интерполяции для clip_image039[9].

б) если поперечины не опираются непосредственно на верхние пояса

clip_image179; (3.8)

где clip_image181 - площадь линии влияния изгибающего момента для сечения посередине проверяемого отсека 1 стенки балки, загружаемая вертикальной нагрузкой от подвижного состава, м2 (п. 3.6); у0 – расстояние от нейтральной оси балки до границы отсека стенки в пределах ее высоты h, см; clip_image113[2], clip_image145[1] - коэффициенты размерности, равные соответственно 0,10 и 0,001 при расчетах в системе СИ или 1,0 и 0,01 – в СГС (п. 2.16); clip_image185 - коэффициент, характеризующий напряженное состояние стенки, определяемый по приложению 12; Iбр – момент инерции брутто поперечного сечения балки, см4; clip_image187 - нормальное критическое сжимающее напряжение в стенке балки, МПа (т/см2) (приложение 12); AМ – параметр, учитывающий сосредоточенное давление от непосредственного опирания мостовых поперечин на верхний пояс балок, принимаемый по табл. 3.2 в зависимости от значений clip_image039[10] и clip_image049[2] линии влияния clip_image191, загружаемой вертикальной нагрузкой от подвижного состава; clip_image125[1] - коэффициент, учитывающий собственный вес балок, равен: 1,10 – при расчете продольных и поперечных балок, а также главных балок длиной менее 20 м и 1,10 – 1,20 – при расчете главных балок пролетом от 20 до 45 м (промежуточные значения принимаются по интерполяции); p0 – местное сжимающее критическое напряжение в стенке балки, МПа (тс/см2) (см. приложение 12); clip_image181[1] - площадь линии влияния поперечной силы в сечении посередине рассчитываемого отсека, загружаемая вертикальной нагрузкой от подвижного состава, м (п. 3.8), при расчете отсека поперечной балки, расположенного между продольными балками, clip_image195; hил – полная высота стенки балки, см; clip_image197 - касательное критическое напряжение в стенке изгибаемой балки, МПа (тс/см2) (см. приложение 12).

Остальные обозначения в формулах (3.7) и (3.8) те же, что в формуле (3.1).

1 Под отсеком стенки подразумевается участок стенки балки, заключенный между соседними вертикальными уголками (ребрами) жесткости.

При наличии горизонтальных ребер жесткости местная устойчивость стенки рассчитывается в соответствии с указаниями СНиП 2.05.03-84.

Класс стенки балки и класс нагрузки определяют при clip_image199 clip_image201 clip_image203.


РАСЧЕТ БАЛОК НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

 

3.13. Грузоподъемность главных балок и балок проезжей части по выносливости определяется в местах обрывов горизонтальных листов, вблизи поперечных сварных швов, а также в других местах с высоким коэффициентом концентрации напряжений (приложение 11).

Допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути),

clip_image205, (3.9)

где clip_image207 - переходный коэффициент (см. п. 2.6 и приложение 7); clip_image129[2], clip_image143[1] - площади линий влияния изгибающего момента в рассматриваемом поперечном сечении балки, м2 (п. 3.6); clip_image145[2] - коэффициент размерности, равный 0,001 при расчетах в системе СИ или 0,01 – при расчетах в системе СГС (п. 2.16); clip_image212 - коэффициент понижения расчетного сопротивления при расчетах на выносливость (приложение 9); W0 – расчетный момент сопротивления рассматриваемого поперечного сечения балки, см3 (пп. 1.8 и 3.3); clip_image214 - суммарная нормативная интенсивность постоянных нагрузок, кН/м пути (тс/м пути); здесь pi – интенсивность каждой из нормативных постоянных нагрузок (без учета коэффициента надежности); остальные обозначения те же, что в формуле (3.1).

 

РАСЧЕТ КОНСОЛЕЙ ПРОДОЛЬНЫХ БАЛОК 

3.14. Грузоподъемность консолей продольных балок в отличие от большинства других расчетов определяется путем непосредственного вычисления класса без предварительного подсчета допускаемой временной нагрузки. Полученные классы консолей сравниваются с классами поездной нагрузки, определяемыми по формуле (3.18).

Класс консоли на прочность по нормальным напряжениям

clip_image216, (3.10)

где clip_image218 - коэффициент размерности, равный 0,01 при расчете в системе СИ или 1,0 – в СГС; Wнт – момент сопротивления нетто поперечного сечения консоли в опорном сечении с учетом сечения «рыбки» (при ее наличии) и без учета сечения горизонтальных листов и поясных уголков, см3; aкп – коэффициент, зависящий от числа поперечин на консоли, принимается равным 0,6 – при одной поперечине, 0,8 – при двух или трех поперечинах; l1 – расстояние от оси поперечной балки до оси поперечины, расположенной на конце консоли, см. Остальные обозначения те же, что в формуле (3.1).

Класс консоли на прочность по касательным напряжениям

clip_image220, (3.11)

где hВЛ – высота стенки консоли в сечении под поперечиной, ближайшей к поперечной балке, см; clip_image078[3] - толщина вертикального листа консоли, см.


Класс консоли по прочности верхней «рыбки» и ее прикрепления

clip_image223, (3.12)

где Fp – расчетная площадь нетто поперечного сечения «рыбки» Fнт или приведенная расчетная площадь заклепок, прикрепляющих «полурыбку» clip_image117[1], см2 (п. 1.8); в формулу (3.12) подставляется меньшее значение.

Класс прикрепления консоли к поперечной балке при наличии верхней «рыбки» (по прочности заклепок, поставленных в стенке поперечной балки)

clip_image226, (3.13)

где clip_image117[2] - приведенная расчетная площадь заклепок, прикрепляющих уголки прикрепления к поперечной балке, см2 (п. 1.8 и приложение 2).

Класс прикрепления консоли к поперечной балке, если нет верхней «рыбки» (по прочности заклепок, поставленных в стенке поперечной балки), определяется по формулам при расчете на:

прочность

clip_image229; (3.14)

выносливость

clip_image231, (3.15)

где clip_image117[3] - приведенная расчетная площадь заклепок на отрыв головок, см2, определяется по указаниям п. 1.8 и приложению 2; hК – расстояние между крайними заклепками в поперечной балке в пределах высоты консоли, см; clip_image207[1] - переходный коэффициент (приложение 7) при clip_image235.

Класс консоли по прочности заклепок, поставленных в стенке консоли:

при наличии верхней «рыбки»

clip_image237; (3.16)

при отсутствии верхней «рыбки»

clip_image239, (3.17)

где clip_image117[4] - приведенная расчетная площадь заклепок в вертикальном листе консоли, принимаемая в зависимости от работы заклепок на двойной срез или смятие, см2 (п. 1.8); clip_image242 - расстояние между крайними заклепками в стенке консоли, см.

Классы консолей, определенные по формулам (3.10) – (3.17), сравниваются с классом нагрузки

clip_image244, (3.18)

где P0 – нагрузка от наиболее тяжелой оси подвижного состава на рельсы, кН (тс); clip_image246 - динамический коэффициент этой нагрузки, определяемый согласно п. 2.6, при clip_image235[1].


РАСЧЕТ СКВОЗНЫХ ПОПЕРЕЧНЫХ БАЛОК

 

3.15. Рассчитываются сечения элементов балок, их стыки и прикрепления. Допускаемая временная нагрузка определяется по формулам (4.1) – (4.3). В формулах обозначено: G – расчетная площадь поперечного сечения элемента (F0) или расчетная площадь его прикрепления (Fсп), см2, определяется как при расчете сквозных ферм согласно п. 4.2. При двухстенчатой конструкции сквозной поперечной балки G подсчитывается для обеих ветвей.

Площади линий влияния усилий, м:

в элементе пояса балки

clip_image249;

в раскосе, расположенном между фермой и ближайшей продольной балкой,

clip_image251;

где clip_image253 - расстояние по горизонтали от расчетной оси опирания балки до моментной точки 1 рассматриваемого элемента пояса, м; h0 – расчетная высота поперечной балки, м; clip_image255 - угол наклона раскоса поперечной балки к горизонту, град.

1 Моментная точка рассматриваемого элемента пояса принимается в центре узла около продольной балки

При крестовой решетке раскосов сквозной поперечной балки площадь линии влияния каждого раскоса определяется по приведенной выше формуле, но уменьшается в 2 раза.

Класс элемента и класс нагрузки определяются при clip_image257 и clip_image137[6].

При расчете элементов верхнего пояса сквозной поперечной балки по прикреплению в узле у продольной балки нужно рассчитывать заклепки, прикрепляющие пояс к наружной части разрезанной фасонки, и заклепки, прикрепляющие верхний пояс поперечной балки к поясу продольной балки. В расчетное число заклепок, прикрепляющих продольную балку к поперечной, при наличии двух раздельных фасонок входят только заклепки, прикрепляющие продольную балку к наружной фасонке.

При двухстенчатой поперечной балке прикрепление продольной балки рассчитывается только по прикреплению к одной ветви с учетом работы заклепок прикрепления в стенке поперечной балки на одиночный срез, при этом clip_image260; clip_image135[3].


РАСЧЕТ ПРИКРЕПЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ БАЛОК К ПОПЕРЕЧНЫМ

3.16. Классы по прикреплению продольных балок к поперечным устанавливаются по результатам таких расчетов: а) на прочность заклепок 1, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой; б) на прочность заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой; в) на выносливость заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой при отсутствии «рыбок»; г) на прочность и выносливость «рыбок» и на прочность их прикреплений.

Формулы для расчета прикреплений продольных балок к поперечным учитывают неразрезность продольных балок, упругую вертикальную податливость поперечных балок, угловую податливость прикреплений и удлинение подвесок.

Стыки продольных балок этажной проезжей части, выполненные по типу фланцевых соединений, рассчитываются так же, как прикрепления продольных балок к сплошным поперечным.

Клепаные прикрепления, усиленные высокопрочными болтами, рассчитываются с учетом дополнительных указаний п. 1.8 и 3.19, в.

1 При прикреплениях продольных балок к поперечным с помощью болтов (обычных или высокопрочных) расчеты выполняются так же, как на заклепках с учетом соответствующих приведенных расчетных площадей болтов.

Классы по прикреплению продольных балок к поперечным и соответствующие классы нагрузок во всех случаях, кроме оговоренных ниже, определяются при clip_image260[1]; clip_image135[4].

3.17. При наличии верхней и нижней «рыбок» допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути), определяется:

а) по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой,

clip_image263, (3.19)

где clip_image265 - площади линии влияния поперечной силы в опорном сечении продольной балки, м; clip_image113[3] - коэффициент размерности, равный 0,1 при расчетах в системе СИ и 1,0 – в СГС (п. 2.16); m=1 – коэффициент условий работы (п. 2.11); clip_image268 - приведенная расчетная площадь заклепок по двойному срезу или смятию, см2; в число заклепок nз входят все заклепки, поставленные по уголку прикрепления в стенке продольной балки (при наличии поддерживающего балку «столика» учитываются заклепки, поставленные по его стенке); clip_image270 - коэффициент принимается по приложению 2;

б) по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой по формуле (3.19) – на одиночный срез или смятие заклепочных отверстий в стенке поперечной балки. Приведенная расчетная площадь заклепок, см2,

clip_image119[1],

где nз – число заклепок в стенке поперечной балки; clip_image270[1] - коэффициент, определяемый по приложению 2 соответственно на одиночный срез или смятие в зависимости от диаметра заклепок и толщины стенки поперечной балки.

В расчетах на смятие площадь линии влияния поперечной силы, м, clip_image274 (d – длина панели продольной балки).

Классы по прикреплению продольных балок к поперечным по смятию заклепочных отверстий в стенке поперечной балки и соответственно классы нагрузок определяются при clip_image257[1] и clip_image137[7];

в) по прочности сечения или прикрепления «рыбок»

clip_image278, (3.20)

где clip_image158[1] - площадь линии влияния изгибающего момента в опорном сечении продольной балки, м2: при clip_image260[2]; clip_image137[8]:

clip_image282, (3.21)

где clip_image284 - коэффициент, учитывающий неразрезность продольных балок и упругую податливость их опорных сечений, принимаемый по приложению 13; clip_image145[3] - коэффициент размерности, равный 0,001 при расчете в системе СИ и 0,01 – в СГС; m – коэффициент условий работы, принимается в соответствии с п. 2.11 в зависимости от наличия и числа разрывов в продольных балках; FСП – площадь нетто сечения «рыбки» FНТ – или приведенная расчетная площадь заклепок в «полурыбке» clip_image117[5] (п. 1.8), принимается меньшая из этих величин, см2; hрб – расстояние между центрами тяжести «рыбок», см;

г) по выносливости «рыбок»

clip_image288, (3.22)

где clip_image290; clip_image145[4] и hрб – см. п. 3.17, в; clip_image207[2] - коэффициент, учитывающий понижение динамического воздействия подвижной нагрузки при расчете на выносливость (п. 2.6 и приложение 7); m=1 – коэффициент условий работы (п. 2.11); clip_image294 - коэффициент понижения основного расчетного сопротивления при расчетах на выносливость (п. 2.14 и приложение 9); FНТ – площадь нетто сечения «рыбки», см2; clip_image296 - постоянная нагрузка при расчетах на выносливость, кН/м пути (тс/м пути), здесь pi – интенсивность каждой постоянной нагрузки (п. 2.2).

Значения clip_image298, nk, R, clip_image300 и p в формулах (3.19), (3.20) и (3.22) те же, что в формуле (3.1).


3.18. При наличии только верхней «рыбки» допускаемая временная нагрузка определяется:

а) по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой,

clip_image302, (3.23)

где m1 – коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента в опорном сечении балки, определяемый по табл. 3.3 в зависимости от параметров nз и clip_image304.

Если нет «столика» в прикреплении продольной балки к поперечной,

clip_image306; (3.24)

Таблица 3.3. Коэффициенты m1

nз

m1 при clip_image304[1], равном

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

4

0,96

0,94

0,93

0,91

0,89

0,86

5

0,93

0,91

0,89

0,84

0,78

0,73

6

0,91

0,89

0,83

0,77

0,70

0,65

7

0,90

0,86

0,78

0,71

0,66

0,61

8

0,89

0,82

0,74

0,68

0,62

0,57

9

0,88

0,79

0,71

0,65

0,60

0,55

10

0,86

0,77

0,69

0,63

0,58

0,53

11

0,84

0,75

0,68

0,61

0,56

0,52

12

0,83

0,74

0,66

0,60

0,55

0,51

13

0,81

0,72

0,65

0,59

0,54

0,50

14 и более

0,80

0,71

0,64

0,58

0,53

0,49

если есть «столик»

clip_image309, (3.25)

где hз – расстояние между крайними заклепками в пределах высоты продольной балки, м; mН – коэффициент, учитывающий неразрезность продольных балок и упругую податливость их опорных сечений, принимаемый по приложению 13; nз – суммарное число заклепок в стенке продольной балки и в стенке «столика»; clip_image311 - число заклепок в стенке только продольной балки; остальные обозначения те же, что в формуле (3.19);

б) по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой, по формуле (3.19) с учетом всех указаний, приведенных в п. 3.17, б;

в) по прочности сечения или прикрепления «рыбки»

clip_image313, (3.26)

где hб – высота продольной балки, см. Остальные обозначения те же, что в формуле (3.20);

г) по выносливости «рыбки»

clip_image315, (3.27)

clip_image129[3] и clip_image143[2] - см. формулу (3.22).


3.19. Если нет «рыбок», допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути), определяется:

а) по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой, по формуле

clip_image302[1], (3.28)

где m1 – коэффициент, определяемый в зависимости от числа заклепок nз, соединяющих уголки прикрепления с продольной балкой, и значения clip_image304[2], рассчитываемого по формуле (3.24) или (3.25).

В случае соединения верхних и нижних поясных уголков путем высадки с уголками прикрепления коэффициент m1 определяется по табл. 3.4 (цифры без скобок), а если нет такого соединения – по табл. 3.4 (цифры в скобках). Остальные обозначения те же, что в формуле (3.23);

б) по прочности заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой (в случае, если верхние пояса продольных и поперечных балок расположены в одном уровне),

clip_image320, (3.29)

где clip_image158[2] - площади линии влияния изгибающего момента в опорном сечении продольной балки, м2, определяемый по формуле (3.21); clip_image145[5] - коэффициент размерности, равный 0,001 при расчете в системе СИ и 0,01 – в СГС (п. 2.16); m2 – коэффициент, зависящий от числа заклепок clip_image311[1] в стенке поперечной балки, расположенных в пределах высоты продольной балки (табл. 3.5); clip_image325 - приведенная расчетная площадь заклепок по отрыву их головок, прикрепляющих уголки прикрепления к поперечной балке, см2 (п. 1.8 и приложение 2); здесь clip_image311[2] - число заклепок в стенке поперечной балки, расположенных в пределах высоты продольной балки; clip_image328 - коэффициент, принимается по приложению 2; hз – расстояние между крайними заклепками, поставленными в поперечной балке в пределах высоты продольной балки, см.

Таблица 3.4. Коэффициенты m1

nз*

m1 при clip_image304[3], равном

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4

0,97 (0,93)

0,95 (0,88)

0,92 (0,77)

0,89 (0,67)

0,82 (0,59)

5

0,96 (0,92)

0,93 (0,83)

0,90 (0,71)

0,83 (0,61)

0,74 (0,54)

6

0,95 (0,90)

0,91 (0,80)

0,87 (0,67)

0,76 (0,58)

0,68 (0,51)

7

0,93 (0,90)

0,89 (0,77)

0,79 (0,64)

0,69 (0,55)

0,61 (0,49)

8

0,92 (0,89)

0,87 (0,74)

0,74 (0,62)

0,64 (0,53)

0,56 (0,47)

9

0,91 (0,88)

0,82 (0,73)

0,70 (0,61)

0,60 (0,52)

0,53 (0,45)

10 и более

0,90 (0,88)

0,79 (0,72)

0,66 (0,60)

0,57 (0,51)

0,50 (0,44)

* nз – число заклепок в стенке продольной балки

Заклепки, поставленные в стенке поперечной балки и работающие на отрыв головок (при отсутствии «рыбок»), не требуют проверки на смятие;

в) по выносливости заклепок, соединяющих уголки прикрепления с поперечной балкой (в случае, если верхние пояса продольных и поперечных балок расположены в одном уровне),

clip_image330, (3.30)

где clip_image207[3] - коэффициент, учитывающий понижение динамического воздействия подвижной нагрузки при расчете на выносливость (см. п. 2.6 и приложение 7); 0,5 – коэффициент понижения основного расчетного сопротивления при расчетах на выносливость заклепок, работающих на отрыв головок; clip_image296[1] - постоянная нагрузка при расчетах на выносливость, кН/м пути (тс/м пути), здесь pi – интенсивность каждой постоянной нагрузки (см. п. 2.2), остальные обозначения величин в формуле (3.30) те же, что в формуле (3.29).

Таблица 3.5. Коэффициенты m2

clip_image311[3]*

8

10

12

14

16

18 и более

m2

0,35

0,31

0,29

0,27

0,26

0,25

*clip_image311[4] - число заклепок

Если в пределах высоты продольной балки верхние заклепки хотя бы в одном горизонтальном ряду уголка прикрепления полностью заменены высокопрочными болтами, то в формуле (3.30) принимается

clip_image335,

где коэффициент clip_image337 - принимается по приложению 2.

В случае сопряжения балок в пониженном уровне, кроме заклепок в стенке поперечной балки в пределах высоты продольной балки, в формулах (3.29) и (3.30) дополнительно учитываются заклепки в одном горизонтальном ряду, расположенном в уголках прикрепления выше продольной балки. При определении коэффициент m2 этот ряд заклепок в расчет не принимается.


РАСЧЕТ ПРИКРЕПЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ БАЛОК К ГЛАВНЫМ ФЕРМАМ

3.20. При наличии прикрепления при помощи «топорика» (рис. 3.1, a) допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути),

clip_image263[1], (3.31)

где clip_image158[3] - площади линии влияния поперечной силы в сечении поперечной балки, находящемся на участке между продольной балкой и главной фермой, м (п. 3.8); clip_image113[4] - коэффициент размерности, равный 0,1 при расчетах в системе СИ и 1,0 – в СГС; m=1,0 – коэффициент условий работы (п. 2.11); clip_image342 - приведенная расчетная площадь заклепок nз по срезу или смятию, прикрепляющих «топорик» к обеим ветвям подвески (стойки) главной фермы, см2; коэффициент clip_image270[2] принимается по приложению 2; остальные обозначения в формуле (3.1), см. п.3.2.

Кроме того, нужно проверить прочность стыка «топорика» с вертикальным листом поперечной балки в соответствии с указаниями п. 3.2 и 3.3 по формуле (3.1) при m=1,0.

3.21. При наличии в соединении поперечной балки с главной фермой уголков прикрепления и консольного листа (рис. 3.1, б) расчет выполняется по формуле (3.31) при коэффициенте m=1,0.

При определении приведенной расчетной площади clip_image117[6] учитываются заклепки, прикрепляющие уголки прикрепления к главной ферме (без учета заклепок в пределах высоты пояса фермы) или к поперечной балке (без учета заклепок в пределах высоты консольного листа). В расчет учитывается меньшее значение clip_image117[7].

3.21. При наличии «косынок» (рис. 3.1, в), а также при прикреплении поперечной балки уголками только в пределах ее высоты расчет выполняется по формуле (3.31), коэффициент условий работы m=0,85 (см. п. 2.11). Приведенная рабочая площадь заклепок определяется так же, как при расчете соединений с консольным листом.

Значения величин clip_image298[1], nk, R, clip_image300[1]и p в формуле (3.31) те же, что в формуле (3.1), см. п. 3.2.

Рис. 3.1. Конструкция прикрепления поперечных балок к главным фермам: a – «топориком»; б – консольным листом; в – «косынкой»; А – «топорик»; Б – консольный лист; «–» и «+» - заклепки, учитываемые при расчете прикрепления поперечной балки к главной форме.