Курсовая работа (т): Розрахунок залізобетонного моста

У горизонтальній площині (мал.4.1.) міст являє собою статично невизначену раму. У практиках розрахунках вплив закладення головних балок у кінцевих можна врахувати врахувати для них на 20% згинального моменту, розглядаючи при цьому балку як шарнірно обперту на двох опорах.Для другого сполучення навантажень гальмування приймаємо різким і величину прискорення вдвічі більше середньої. Коефіцієнт поштовхів для горизонтальних навантажень не враховується, тобто К =1:

Дотичні напруження в перетині 1 - 1 у місці переходу стінки в пояс (точки Б, мал1.2.)

де  - дотичне напруження від поперечної сили Qp (мал.1.3,г);

- дотичне напруження від крутіння балки.

Напруження  визначається за формулою

де 1 - 1 балки від рухомого навантаження, коли ліве колесо стоїть над цим перетином;

 - статичний момент поясу щодо до осі х - х:

Напруження  визначається за формулою:

де  - крутний момент від сили Р':

де  - висота під візкової рейки;  - ширина і висота балки по осях, що проходять через середину листів стінок і поясів (мал.1.3).

Як під візкова рейка до кранів невеликої вантажопідйомності застосовані рейки залізничні для доріг вузької колії, основні розміри яких наведені у табл.1.3.

Для кранів вантажопідйомністю Q = 50 кН застосовують рейки типу Р8; для Q = 100кН - Р11; для Q = 150 кН - Р15; для Q = 200кН - Р18; для Q = 300кН - Р24.

У нашому випадку Q100кН, тому Р11,

Таблиця. 2.Основнірозмірирейок

Приведенні напруження будуть визначені:

де нормальне напруження в місці переходу стінки в пояс визначається за формулою:

з підстановкою

Крім перетину 1 - 1, балку необхідно перевірити на міцність в опорному перетині, де головна балка стикається з кінцевою; висота балки тут Н': Н'= 0,6· Н=0,6·1,17 =0,102 м.

Ліве колесо візка знаходиться на відстані d = Hвід лівої опори (перетин 11 - 11 на мал.1.4). Положення візка обрано не випадково. Далі при розгляді стійкості пластини опорного відсіку це положення нами буде використано.

Епюри поперечних сил від рухомого навантаження, коли ліве колесо візка знаходиться в перетині 11 - 11, показані на мал.1.3, д.

Опорний перетин перевіряється за найбільшими дотичними напруженнями, оскільки нормальне напруження тут близьке до нуля.

де  - поперечна сила в опорному перетині від рухомого навантаження:

 - поперечна сила в опорному перетині від постійного навантаження:

S - статичний момент опорного напівперетину щодо осі х - х:

1 - момент інерції опорного перетину щодо осі х-х:

Дотичне напруження, що допускається:

Мал.1.3.Епюри згинаючого моменту і поперечних сил головної балки для першого та другого сполучення навантажень

.

1.6 Перевірка балки на статичну і динамічну жорсткість

Перевірка балка на статичну жорсткість полягає у визначенні прогину балки від статично прикладеного рухомого навантаження. Максимальний прогин балки при однакових тисках визначаємо за формулою.

 = 2,1·104кН/см2 = 2,1·105 МПа - модуль пружності при розтяганні сталі;

 - допустимий прогин балки

Якщо перетин балки задовольняє умови (23), то на цьому закінчується перевірка балки на статичну жорсткість, а в протилежному випадку необхідно змінювати геометричні розміри балки.

Перевірка на динамічну жорсткість полягає у визначенні часу загасання поперечних коливань балки, що виникають при підйомі чи опусканні вантажу. Час загасання коливань балки визначається з умови, що наприкінці її амплітуди складе близько 5% від первісного значення t3 = 540·T3

де T - період власних коливань балки:

де М - приведена до середини балки маса балки і маса візка без вантажу:

С - коефіцієнт жорсткості балки у вертикальній площині

Отриманий час загасання коливань не повинен перевищувати допустимого [t3] = 12…15с.= 540·0,2133=5,2 с. <[t3]

1.7 Перевірка балки на стійкість

Елементи балки коробчастого перетину (пояса, стінки) необхідно перевіяти на загальну стійку. Товщина пояса вже обрана з умови місцевої стійкості. У цьому розділі перевіряють на стійкість стінки балки. Вони можуть зміцнюватись тільки основними поперечними ребрами жорсткості (діафрагмами) 3 (мал.1.2), відношенні 80≤h/≤130для балок з низьколегованих сталей.

Стінки повинні зміцнюватися одночасно поперечними й одним поздовжнім ребром жорсткості 5 при відношенні 160≤ h/≤ 265 для балок зі сталі Ст3 і 130 ≤ h/≤225 для балок з низьколегованих сталей.

Поздовжні ребра жорсткості ставляться на відстані крайньої стиснутої крайки пояса: при одному ребрі - (0,2… 0,25) h; при двох ребрах, перше ребро - (0,15…0,2)h, друге ребро -(0,32…0,4)h.

Відстань а1 між короткими діафрагмами 4 вибираємо так, щоб рейка цілком сприймала тиск ходових коліс:

Де значеннявибираємо з таблиці 4.

Для відсіків, що примикають до кінцевих балок балок, відстань а між основними діафрагмами приймаємо рівною Н.

У наступних відсіках ця відстань збільшується й усередині прогону може призначатися до 2 Н, але не більше 3 м.

Стійкість стінок перевіряється у двох перетинах балки. Перший перетин знаходиться над лівим колесом візка, що стоїть від лівої опори на відстані 0,5L - 0,25 (мал.1.4.); другий - в опорному відсіку, під лівим колесом, що стоїть від опори на відстані d = H.

Таблиця 3. - Основні характеристики рейок

Перетин 1- 1. Розглянемо відсік балки ( мал. 4, а), де стінка підкріплена тільки основними діафрагмами (малі діафрагми при розрахунку на стійкість не враховуються. У цьому відсіку стінка представляю пластинку довжиною а, висотою h і товщиною , що затиснена в поясах і вільно обперта на діафрагмах. У цьому перетині вплив дотичних напружень не великі; стінка тут піддається головним чином впливу нормальних напружень, закон розподілу який показаний на (мал.4,а). Під дією поздовжніх сил пластинка випинається і при визначених (критичних) напруга може втратити стійкість, що спричиняє втрату несучої здатності балки

Для балок коробчастого перетину з рейкою, покладено посередині пояса, місцеве напруження, стиснення у відсіку приймається  = 0. Для розглянутої пластинки критичне нормальне напруження в см2.кН/м

Мал.1.4. Фрагменти головної балки

де  - коефіцієнт, що залежить від ступеня затискування пластинки в стиснутому поясі, характеризується величиною

де с = 2 у випадку, коли рейка не приварена до поясу балки. Значення  залежно від  наведені в табл. 5,

Табл. 4-Значення коефіцієнта

Критичні напруження (27) порівнюємо з граничним стискувальним напруженням:

Пластинка буде стійка, якщо запас місцевої стійкості

де - запас по міцності.

У стінці балки симетричного перетину, укріпленої, крім поперечних діафрагм, одним поздовжнім ребром жорсткості, розташованим на відстані b1від розрахункової (стиснутої) границі відсіку (мал.3,б), обидві пластинки, на яких це ребро розділяє відсік, перевіряються окремо.

Критичні напруження в кН/см2 для першої пластинки перевіряють за формулою

Друга пластинка, розташована між поздовжнім ребром і розтягнутим поясом, перевіряється за формулою: