Главная / Строительные ГОСТы, строительные СНИПы / Строительство, ремонт, монтаж
5 часть |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В табл. 77 обозначено: М, Мx, Мy - приведенные изгибающие моменты в рассматриваемом сечении, определяемые согласно п. 4.28*; ’3 - коэффициент, принимаемый равным 1,05. П р и м е ч а н и е. При расчете элементов с фрикционными соединениями на высокопрочных болтах в формулы табл. 77 подставляются характеристики сечения брутто. Коэффициент gm следует определять по формуле
где z - коэффициент, равный 1,0 для железнодорожных и пешеходных и 0,7-для автодорожных и городских мостов;
a, d - коэффициенты, учитывающие марку стали и нестационарность режима нагруженности; b - эффективный коэффициент концентрации напряжений, принимаемый по табл. 1* обязательного приложения 17*: r - коэффициент асимметрии цикла переменных напряжений. Коэффициент r следует определять по формулам:
где smin, smax, tmin, tmax - наименьшие и наибольшие по абсолютной величине значения напряжений со своими знаками, определяемые в том же сечении, по тем же формулам, что и smax, ef, tmax, ef ; при этом следует принимать ’3 = 1,0. В формуле (189) верхние знаки в скобках следует принимать при расчете по формуле (187), если smax > 0, и всегда при расчете по формуле (188). Коэффициенты a и d следует принимать по табл. 78*. Таблица 78*
При вычислении коэффициентов gm для сварных швов принимаются те же значения коэффициентов a и d, что и для металла элемента. Коэффициент
где значения n и x следует принимать по табл. 79*. Таблица 79*
4.58. Расчет канатов на выносливость следует выполнять по формуле smax Ј m1 gws Rdh m , (193) где m1 - коэффициент условий работы каната при расчете на выносливость, равный: для гибких несущих элементов вантовых и висячих мостов без индивидуального регулирования усилий в канатах - 0,83; для напрягаемых элементов предварительно напряженных конструкций и гибких несущих элементов вантовых и висячих мостов при индивидуальном регулировании усилий в канатах, в том числе по величине стрелы прогиба при монтаже канатов, - 1,0; Rdh - расчетное сопротивление канатов, определяемое по п. 4.33; gws - коэффициент, учитывающий переменность напряжений и определяемый по формуле
где z, b1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений, значения которого принимаются по табл. 2 обязательного приложения 17*; m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*. Особенности расчета несущих элементов и соединенийЭЛЕМЕНТЫ ГЛАВНЫХ ФЕРМ4.59. В расчетах элементов и соединений решетчатых главных ферм по прочности при отношении высоты сечения к длине элемента свыше 1/15 следует учитывать изгибающие моменты от жесткости узлов. Это требование относится и к расчетам на выносливость элементов решетчатых главных ферм с узловыми соединениями на высокопрочных болтах; при сварных узловых соединениях расчет на выносливость следует выполнять с учетом изгибающих моментов от жесткости узлов независимо от величины отношения высоты сечения к длине элементов. Расчет по прочности решетчатых главных ферм, имеющих в уровне проезда пояс, работающий на совместное действие осевых усилий и изгиба от внеузлового приложения нагрузки, следует выполнять с учетом жесткости узлов указанного пояса независимо от отношения высоты сечения к длине панели. Учет жесткости остальных узлов следует выполнять, как указано выше. Во всех указанных случаях в расчетах по прочности изгибающие моменты от жесткости узлов следует уменьшать на 20 %. Изгибающие моменты от примыкания связей или горизонтальных диафрагм с эксцентриситетом и от неполной (с учетом п. 4.22*) центровки элементов ферм следует учитывать полностью. Это требование распространяется и на учет изгибающих моментов. возникающих в горизонтальных и наклонных элементах решетчатых главных ферм и связей от их собственного веса. При этом допускается принимать эти изгибающие моменты распределенными по параболе с ординатами посредине длины элемента и на концах его, равными 0,6 момента для свободно опертого элемента. 4.60*. В расчетах по устойчивости элементов решетчатых главных ферм изгибающие моменты от жесткости узлов, воздействий связей и поперечных балок допускается не учитывать. Элементы решетчатых ферм, имеющие замкнутое коробчатое сечение с отношением размеров сторон не более двух, допускается рассчитывать на устойчивость по плоским изгибным формам относительно горизонтальной и вертикальной осей сечения. 4.61. Стойки, распорки, стяжки, связи и другие элементы пролетного строения, используемые для уменьшения свободной длины сжатых элементов, следует рассчитывать на сжатие и растяжение силой, равной 3% продольного усилия в сжатом элементе. 4.62. В арочных мостах с передачей распора на опоры продольные связи между арками следует рассчитывать как элементы балочной фермы, защемленной по концам, В разрезных балочных пролетных строениях ветровая ферма, образованная поясами главных ферм и продольными связями, принимается разрезной балочной, подвижно-опертой в своей плоскости на порталы или опорные части. В арках и при полигональном очертании поясов ферм допускается определение усилий в поясах ветровой фермы как для плоской фермы с делением полученных результатов на косинус угла наклона данного элемента к горизонтали. В неразрезных балочных пролетных строениях с ездой понизу ветровые фермы, образованные поясами главных ферм и продольными связями, следует рассчитывать как неразрезные балочные, считая верхнюю подвижно-опертой на упругие опоры - порталы на концевых опорах и на каждой промежуточной опоре главных ферм, а нижнюю - опертой на жесткие опоры - опорные части. 4.63. Элементы главных ферм и связей на изгиб от воздействия ветра допускается не рассчитывать. Опорные порталы следует рассчитывать на воздействие реакций соответствующей ветровой фермы, при этом в нижних поясах балочных пролетных строений следует учитывать горизонтальные составляющие продольных усилий в ногах наклонных опорных порталов. 4.64. Пояса главных ферм и элементы решетки, примыкающие к опорному узлу, следует рассчитывать на осевую силу и изгибающий момент от передаваемых с эксцентриситетом на неподвижную опорную часть продольных сил торможения или тяги, а также на изгибающий момент от эксцентриситета реакции однокатковой опорной части относительно центра опорного узла. Распределение изгибающих моментов между элементами опорного узла следует принимать согласно п. 4.22*. 4.65. Поперечные подкрепления, образуемые в пролетных строениях коробчатого и П-образного сечений решетчатыми или сплошностенчатыми диафрагмами, а также поперечными ребрами и листами ортотропных плит и стенок балок, должны быть проверены на прочность, устойчивость и выносливость на усилия, определяемые, как правило, пространственным расчетом пролетных строений. Допускается рассчитывать поперечные подкрепления как рамы или балки, конфигурация которых соответствует поперечнику пролетного строения, а в состав сечения кроме поперечных ребер или диафрагм - решетчатых или сплошностенчатых - входит лист общей шириной, равной 0,2 расстояния между соседними стенками главных балок, но не более расстояния между поперечными подкреплениями. Поперечные подкрепления в опорных сечениях имеют жесткие опоры в месте расположения опорных частей. Эти подкрепления следует рассчитывать на опорные реакции, местную вертикальную нагрузку и распределенные по контуру поперечного сечения в листах стенок и ортотропных плит касательные напряжения от изгиба и кручения примыкающих к данной опоре пролетов. Поперечные подкрепления, расположенные в пролете, в том числе в местах приложения сосредоточенных сил (например, усилий от вант), следует рассчитывать с учетом всех внешних сил и касательных напряжений в листах стенок и ортотропных плит от изгиба и кручения. 4.66. В расчетах на прочность и выносливость прямолинейных железнодорожных пролетных строений, расположенных на кривых участках пути радиусом менее 1000 м, следует учитывать усилия, возникающие при кручении пролетного строения как пространственной конструкции. 4.67. При многостадийном возведении конструкции прочность сечений на промежуточных стадиях монтажа следует проверять по формулам (141) - (158), принимая при этом коэффициенты ’, ’х, ’у, y, yх, yу равными 1,0. 4.68. Продольные деформации вант пролетных строений вантовых систем следует определять, принимая приведенный модуль упругости, вычисляемый по формуле
где Е - модуль упругости каната, принимаемый по табл. 58* и 59; r - плотность материала каната; g - ускорение силы тяжести; l - горизонтальная проекция ванты; A - площадь поперечного сечения каната; S1, S2 - соответственно начальное и конечное значения усилия в ванте - до и после приложения нагрузки, на которую выполняется расчет. Усилия в вантах следует определять последовательными приближениями. 4.69. Пилоны вантовых и висячих мостов должны быть проверены по прочности и устойчивости на основе деформационных расчетов. Гибкость пилона при проверке общей устойчивости следует определять с учетом переменной жесткости, условий его закрепления и нагружения на фундаментах и в узлах примыкания ригелей, кабелей и вант. Для одностоечных пилонов вантово-балочных мостов следует учитывать следящий эффект от усилий в вантах. 4.70. Конструкции с предварительным напряжением или регулированием должны быть проверены расчетом по прочности и устойчивости на всех этапах выполнения предварительного напряжения или регулирования, при этом следует принимать коэффициенты условий работы по п. 4.19*, коэффициенты надежности по нагрузке (более или менее 1,0) - согласно указаниям разд. 2 и вычисленные для каждого этапа напряжения суммировать. При расчетах следует учитывать в соответствии с обязательным приложением 11* потери напряжений от релаксации, трения и податливости анкеров напрягаемых элементов. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ4.71*. Продольные балки проезжей части пролетных строений, не имеющих разрывов продольных балок (специальных узлов с продольно-подвижным опиранием их примыкающих один к другому концов), следует рассчитывать по прочности, по упругой стадии работы с учетом дополнительных усилий от их совместной работы с поясами главных ферм, при этом уменьшение усилий в поясах главных ферм допускается учитывать только при включении проезжей части в совместную работу с ними специальными горизонтальными диафрагмами. 4.72. При включении проезжей части в совместную работу с решетчатыми главными фермами в расчетах всех болтосварных пролетных строений независимо от порядка их монтажа уменьшение усилий в поясах главных ферм следует учитывать только по отношению к воздействию временной вертикальной нагрузки. Учет деформации поясов при определении усилий в проезжей части следует выполнять: от всех нагрузок - при включении проезжей части в совместную работу с главными фермами одновременно с их монтажом; только от временной вертикальной нагрузки - при включении проезжей части в совместную работу с главными фермами после передачи постоянной нагрузки на главные фермы. 4.73. Усилия а элементах проезжей части от совместной работы с главными фермами следует определять в предположении, что в горизонтальной плоскости имеют место следующие закрепления: продольные балки к поперечным прикреплены шарнирно; пояс поперечной балки, расположенный в уровне связей, прикреплен к поясам главных ферм жестко, а другой ее пояс - шарнирно. Расчет по прочности сечений поперечных балок с учетом изгибающих моментов Му в горизонтальной плоскости, возникающих от совместной работы элементов проезжей части с поясами главных ферм, следует выполнять по формулам (146) - (150), принимая Му уменьшенными на 20 %. В расчетах по прочности элементов проезжей части с плитным безбалластным полотном необходимо учитывать усилия в них от включения плит в совместную работу с продольными балками. 4.74. Усилия в продольных балках с накладками («рыбками») по верхнему или по обоим поясам в сопряжении с поперечными балками следует определять с учетом неразрезности балок и упругой податливости опор. Распределение осевого усилия и изгибающего момента между прикреплениями поясов и стенки продольной балки следует осуществлять с учетом их податливости. 4.75. Продольные балки решетчатых пролетных строений с проезжей частью, не включенной в совместную работу с главными фермами, допускается, независимо от конструктивного оформления прикрепления их поясов в примыкании к поперечным балкам, рассчитывать по прочности как разрезные, при этом детали прикрепления поясов и стенки балок к поперечным следует рассчитывать на 0,6 момента в середине пролета разрезной балки с распределением его согласно п. 4.74. При расчете указанных продольных балок на выносливость изгибающие моменты следует определять по линиям влияния неразрезной балки на упругоподатливых опорах. 4.76*. Поперечные балки решетчатых пролетных строений следует рассчитывать как элементы рам, образованных поперечной балкой и примыкающими к узловым фасонкам элементами главных ферм. Опорные сечения поперечных балок, подвесок, стоек (а при отсутствии подвесок или стоек - и раскосов главных ферм) следует проверять на изгибающие моменты, возникающие в элементах рам, образованных указанными элементами, вследствие изгиба поперечных балок под воздействием вертикальных нагрузок. Изгибающие моменты в элементах замкнутых поперечных рам для однопутных пролетных строений железнодорожных мостов допускается определять по формулам: опорный изгибающий момент в поперечной балке
изгибающий момент в подвеске или стойке: у края прикрепления поперечной балки
в уровне центра ближайшего к поперечной балке узла поперечных связей, а при их отсутствии - центра противоположного пояса главной фермы Mcl = -0,5 Mc . (198) В формулах (196)* и (197): F - опорная реакция поперечной балки; а - расстояние между осью сечения пояса главной фермы и осью сечения продольной балки; В - расстояние между осями поясов главных ферм; lm - длина панели главной фермы (расстояние между поперечными балками): Н - расчетная длина подвески или стойки из плоскости фермы; Ibal - момент инерции сечения брутто поперечной балки в середине ее длины; Ic - момент инерции сечения брутто подвески или стойки относительно оси, параллельной плоскости главной фермы; It - момент инерции чистого кручения пояса фермы, примыкающего к поперечной балке. 4.77. В открытых пролетных строениях с ездой понизу поперечные рамы следует рассчитывать на условные горизонтальные силы, приложенные на уровне центра тяжести сечения пояса и равные 2 % продольного усилия в сжатом поясе балки или фермы. 4.78. Усилия в элементах проезжей части со стальными ортотропными плитами автодорожных, городских, совмещенных и пешеходных мостов следует определять, применяя пространственные расчетные схемы с дискретным расположением поперечных ребер и учитывая совместную работу плит с главными фермами (балками). Расчет элементов ортотропной плиты по прочности и устойчивости следует выполнять по обязательному приложению 18*, на выносливость - по специальной методике. ЭЛЕМЕНТЫ СВЯЗЕЙ4.79*. Усилия в элементах продольных связей с крестовой, ромбической и треугольной решетками от деформации поясов главных ферм или балок следует определять от вертикальной нагрузки, которая воздействует после включения их в работу. Усилия в элементах продольных связей, не соединенных с продольными балками или соединенных при наличии разрывов в них (см. п. 4.71*), допускается определять по формулам: в раскосе крестовой решетки, когда распоркой связей является поперечная изгибаемая балка, Nd = Ad (sf cos2a + smf sin2a) ; (199) в других раскосах крестовой решетки
в раскосе ромбической решетки
в раскосе треугольной решетки
в распорке связей с любой решеткой Nc = (Nd.lin + Nd.rec) sin a . (203) В формулах (199) - (203): Nd, Nc - усилия соответственно в раскосе и распорке связей; Nd.lin, Nd.rec - усилия в раскосе соответственно с левой и правой сторон от распорки; sf - нормальное напряжение в поясе главной фермы; smf - средние (вычисленные с учетом неравномерности распределения изгибающих моментов по длине балки) напряжения в нижнем поясе поперечной балки; Ad, Аc - площадь сечения соответственно раскоса и распорки связей; в случае, когда распоркой является поперечная изгибаемая балка, в формулах (199) - (202) следует принимать Ac = Ґ; I - момент инерции пояса главной фермы относительно вертикальной оси; a - угол между раскосом связей и поясом главной фермы. В формулах (199) - (202) при определении усилий в элементах связей балок со сплошной стенкой вместо sf следует принимать напряжение sw в стенке главной балки, вычисленное по площади брутто на уровне расположения плоскостей связей; в формуле (199) вместо smf следует принимать среднее напряжение smw в стенке поперечной балки на уровне расположения плоскости связей, вычисленное так же, как и smf. Усилия в элементах продольных связей с полураскосной решеткой от вертикальной нагрузки допускается не учитывать. 4.80. Уменьшение усилий в поясах главных ферм за счет включения продольных связей в совместную работу в цельносварных пролетных строениях следует учитывать от всей нагрузки, действующей после постановки и закрепления продольных связей, а в болтосварных пролетных строениях - только от временной вертикальной нагрузки. 4.81. Расчет на прочность и выносливость поясов главных ферм с ромбической и треугольной решетками связей, а также крестовой с распорками разной жесткости следует выполнять с учетом возникающих в поясах изгибающих моментов от деформации элементов связей и от деформации поперечных балок проезжей части независимо от вида связей. Изгибающие моменты в поясе, действующие в плоскости связей с треугольной и ромбической решетками, следует определять по формуле
где Nc - усилие в распорке связей; lm - расстояние между центрами узлов прикрепления элементов к поясу. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ4.82*. Сварные, фрикционные и болтовые соединения следует рассчитывать на передачу всех усилий, действующих в элементе конструкции, при этом, как правило, каждая часть сечения элемента (с учетом ее ослабления) должна быть прикреплена соответственно приходящемуся на нее усилию. В случае невыполнения этого условия перегрузку отдельных зон и деталей прикреплений следует учитывать введением коэффициентов условий работы, указанных в табл. 60* и 82. При расчете прикрепления элемента к узлу с одиночной фасонкой допускается не учитывать изгибающие моменты в плоскости, перпендикулярной плоскости фасонки. Распределение продольного усилия, проходящего через центр тяжести соединения, следует принимать равномерным между болтами или сварными швами прикрепления. При проектировании реконструкции клепаных пролетных строений расчеты заклепочных соединений надлежит выполнять по указаниям «Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» (СН 200-62). Болтовые соединения с применением болтов из стали 40Х не допускаются в конструкциях, рассчитываемых на выносливость. 4.83*. Расчетную высоту сечения сварных швов следует принимать: для стыковых швов: деталей, свариваемых с полным проплавлением, - tw = tmin ; деталей, свариваемых с неполным проплавлением, tw = tw,min ; для угловых швов: по металлу шва - tf = bf kf ; по металлу границы сплавления - tz = bz kf , где tmin - наименьшая из толщин свариваемых деталей; tw,min - наименьшая толщина сечения стыкового шва при сварке деталей с неполным проплавлением; kf - наименьший из катетов углового шва; bf, bz - коэффициенты расчетных сечений угловых швов, принимаемые по табл. 80*. Таблица 80*
П р и м е ч а н и е. Значения коэффициентов соответствуют режимам сварки, предусмотренным в «Инструкции по технологии механизированной и ручной сварки при заводском изготовлении стальных конструкций мостов» (Минтрансстрой, 1980).
4.95. Число n болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле
где Nb,min - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных по формулам (220) и (221); m, mb - коэффициенты условий работы, принимаемые соответственно по табл. 60* и 82. Таблица 82
4.96. При действии в плоскости соединения изгибающего момента распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта. 4.97. Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на усилие, определяемое как равнодействующее усилий, найденных отдельно от продольной силы и момента. 4.98. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, допускается проверять отдельно на срез и на растяжение. 4.99. Болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам: при отсутствии местного давления
при воздействии на пояс местного давления q
где а - шаг поясных болтов; Nb,min - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, определяемых по п. 4.94; S - статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси; I - момент инерции сечения брутто балки относительно нейтральной оси; коэффициент условий работы, определяемый по табл. 60*. 4.100*. Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), следует определять по формуле
где Р - усилие натяжения высокопрочного болта; m - коэффициент трения, принимаемый по табл. 57*; gbh - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 83*. Таблица 83*
* Число обрабатываемых контактных поверхностей (одна или обе) следует принимать по табл. 57*. Усилие натяжения Р высокопрочного болта следует определять по формуле P = Rbh Abh mbh , (227) где Rbh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, определяемое по формуле (139); mbh - коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, равный 0,95. 4.101. Число n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле
где m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*; Qbh - расчетное усилие на один болтоконтакт, определяемое по формуле (226); ns - число контактов в соединении. 4.102. При действии в плоскости соединения изгибающего момента или продольной силы с изгибающим моментом усилие, приходящееся на рассматриваемый высокопрочный болт, следует определять согласно указаниям пп. 4.96 и 4.97. 4.103. Высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам: при отсутствии местного давления
при воздействии на пояс местного давления q
где ns - число контактов в соединении; Qbh - расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом и определяемое по формуле (226); остальные обозначения те же, что и в п. 4.99. 4.104. В случае, если совместная работа проезжей части и поясов главных ферм обеспечивается специальными горизонтальными диафрагмами, расчет прикрепления продольных балок к поперечным следует выполнять на поперечную силу и момент с учетом требований п. 4.74; при этом усилия в болтах, прикрепляющих вертикальные уголки к стенке поперечной балки, необходимо определять как для фланцевых соединений. Расчет болтовых и фрикционных соединений прикреплений балок проезжей части пролетных строений с решетчатыми главными фермами допускается выполнять только на поперечную силу, вводя дополнительный коэффициент условий работы mb согласно табл. 84. Таблица 84
4.105. Расчет по прочности стыковых накладок растянутых элементов ферм и поясов сплошных балок следует выполнять с введением для накладок коэффициента условий работы m = 0,9. 4.106. Листы узловых фасонок следует проверять на прочность прикрепления растянутых и сжатых элементов по контуру, соединяющему центры отверстий периферийных болтов прикрепления указанных элементов, по формуле N Ј 0,675 t Ry m S(0,212ai + 1)li , (231) где N - продольное усилие в элементе; t - толщина узловой фасонки; m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*; li - длина i-го участка проверяемого контура узловой фасонки; ai - угол между направлением i-го участка проверяемого контура и осью элемента (0 Ј ai Ј p/2), рад. 4.107. Прочность узловых болтов-шарниров допускается проверять в предположении работы болта на изгиб как свободно лежащей балки, нагруженной сосредоточенными силами по оси пакетов, соприкасающихся с болтом, принимая расчетные сопротивления по табл. 48*. Расчет соединительных планок и перфорированных листов4.108*. Соединительные планки или перфорированные листы сквозных сжатых элементов следует рассчитывать на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле
где N - продольное усилие сжатия в элементе; j - коэффициент продольного изгиба при проверке устойчивости элемента в плоскости соединительных планок или перфорированных листов, принимаемый по табл. 1*-3 обязательного приложения 15* в зависимости от приведенного относительного эксцентриситета еef; a - коэффициент, принимаемый равным 0,024-0,00007l, но не более 0,015, 0,017 и 0,018 соответственно для сталей марок 16Д, 15ХСНД, 10ХСНД, 390-14Г2АФД, 390-15Г2АФДпс; здесь l - гибкость элемента в плоскости соединительных планок или перфорированных листов. Соединительные планки и перфорированные листы сквозных сжато-изогнутых элементов следует рассчитывать на поперечную силу, равную сумме фактической поперечной силы при изгибе и условной Qfic, определяемой по формуле (232). При расположении соединительных элементов в нескольких параллельных плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой выполняется проверка устойчивости, поперечную силу Q следует распределять: при соединительных планках или перфорированных листах, а также в случае их сочетания - поровну между всеми плоскостями планок и перфорированных листов; при сплошном листе (пакете) и соединительных планках или перфорированных листах - на сплошной лист (пакет) принимать часть поперечной силы, равную Q и определяемую по формуле
где Aef - площадь сечения брутто сквозного элемента, равная Sbtef; здесь b и tef определяются по п. 4.37; Аbl,ef - часть сечения элемента, работающая вместе со сплошным листом и равная Abl + 2tv z1 (здесь Аbl - площадь сечения сплошного листа; tv - толщина вертикального листа или пакета; z1 - коэффициент, принимаемый по п. 4.55*). Соединительные планки и перфорированные листы в промежутках между отверстиями перфорации следует рассчитывать на приходящуюся на них часть поперечной силы Q как элементы безраскосных ферм. Расчет опорных частей4.109*. Элементы опорных частей (катки, балансиры, плиты), как правило, следует рассчитывать как конструкции на упругом основании. Допускается определять усилия в верхних балансирах всех опорных частей, в нижних балансирах неподвижных опорных частей в предположении равномерного распределения нагрузки по площади опирания. 4.110*. При расчете опорных частей должны быть учтены указания пп. 2.20* и 2.28*, а для подвижных опорных частей следует учитывать также эксцентриситеты передачи давления, равные продольным перемещениям катков, секторов и балансиров от нормативных нагрузок и воздействий. Продольные перемещения подвижных опорных частей следует определять от постоянной нагрузки, временной вертикальной нагрузки с динамическим коэффициентом, деформации опор и их оснований, а также от температуры, указанной в п. 2.27*. При этом для пролетных строений с отношением расстояния между фермами к пролету свыше 1:15 следует учитывать воздействие на неподвижные опорные части нагрузок, возникающих от перепада температур поясов главных ферм в размере 15 °С. 4.111. Заделку анкерного болта следует рассчитывать в соответствии с указаниями п. 5.14 СНиП 2.03.01-84* с введением при этом коэффициента условий работы m = 0,7. 4.112*. Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опорных частей (при центральном угле касания поверхностей, равном или большем 90°) следует выполнять по формуле
Расчет на диаметральное сжатие катков следует выполнять по формуле
В формулах (234) и (235*): F - давление на опорную часть; F1 - давление на один наиболее нагруженный каток; r - радиус кривизны поверхности катка или шарнира; l - длина катка или шарнира; m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*; Rlp, Rcd - расчетные сопротивления соответственно местному смятию при плотном касании и диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемые согласно требованиям п. 4.7*. КОНСТРУИРОВАНИЕОбщие положения4.113*. При проектировании стальных конструкций необходимо: учитывать возможности технологического и кранового оборудования заводов-изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортного и монтажного оборудования строительных организаций; разделять конструкции на отправочные элементы из условий выполнения максимального объема работ на заводах-изготовителях с учетом грузоподъемности и габаритов транспортных средств: предусматривать связи, обеспечивающие в процессе транспортирования, монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость конструкции в целом, ее частей и элементов; осуществлять унификацию монтажных блоков и элементов, а также узлов и расположения болтовых отверстий; обеспечивать удобство сборки и выполнения монтажных соединений, предусматривая монтажные крепления элементов, устройство монтажных столиков и т.п.; осуществлять унификацию осуществляемого проката по профилям и длинам с учетом требования об использовании металла с минимальными отходами и потерями: учитывать допуски проката и допуски заводского изготовления; предусматривать применение автоматической сварки под флюсом и фрикционных соединений на высокопрочных болтах. 4.114. При проектировании стальных конструкций следует исключать стесненное расположение привариваемых деталей, резкие изменения сечения элементов, образование конструктивных «надрезов» в виде обрывов фасонок и ребер жесткости или вырезов в них, примыкающих под углом к поверхности напряженных частей сечения (поясов и стенки балок, листов составных элементов и т.д.). Для повышения выносливости и хладостойкости конструкций и снижения отрицательного влияния остаточных деформаций и напряжений от сварки следует предусматривать мероприятия конструктивного и технологического характера (оптимальный порядок сборки и сварки элементов: роспуск швов; предварительный выгиб и местный подогрев; нагрев отдельных зон после сварки; полное проплавление и выкружки на концах обрываемых деталей, подходящие по касательной к поверхности оставшейся части сечения; механическую обработку зон концентрации напряжений и др.). В конструкциях северного исполнения следует исключать обрыв отдельных частей сечения по длине элемента в целом (или монтажного блока, если в стыках блоков применены фрикционные соединения). Защита от коррозии конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях тропического климата, должна предусматриваться в соответствии с ГОСТ 9.401-91. 4.115. В железнодорожных мостах пролетные строения с раздельными балками и продольные балки проезжей части должны иметь продольные связи по верхним и нижним поясам. Прикрепление продольных связей к стенкам балок в железнодорожных мостах не допускается. «Открытые» пролетные строения (см. п. 4.52) и «открытая» проезжая часть в железнодорожных мостах допускаются только при наличии технико-экономического обоснования и при условии закрепления свободных поясов жесткими рамами в плоскостях поперечных балок, а в проезжей части - поперечными связями. При наличии элементов, жестко связывающих пояса балок или ферм (например, железобетонной или стальной плиты), допускается не устраивать продольных связей в соответствующей плоскости, если они не требуются по условиям монтажа. В арочных пролетных строениях продольные связи следует устраивать в плоскости одного из поясов арок и в плоскости проезжей части, если она не имеет плиты; при решетчатых арках следует предусматривать поперечные связи между ними и продольные связи по обоим поясам. 4.116. Продольные связи следует центрировать в плане с поясами главных ферм, при этом эксцентриситеты в прикреплении из плоскости связей должны быть минимальными. 4.117. В железнодорожных мостах при мостовом полотне с поперечинами расстояние между осями продольных балок следует назначать 1,90 м, а между осями главных балок (ферм) при отсутствии балочной клетки - 2,00 м. При большем расстоянии между осями главных балок (ферм) следует предусматривать устройство железобетонной или стальной плиты. 4.118. В железнодорожных мостах пролетные строения с раздельными двутавровыми балками и продольные балки проезжей части должны иметь поперечные связи, располагаемые на расстояниях, не превышающих двух высот балок. 4.119. Для снижения напряжений в поперечных балках проезжей части от деформации поясов главных ферм следует, как правило, включать проезжую часть в совместную работу с главными фермами. В пролетных строениях с проезжей частью, не включенной в совместную работу с главными фермами, следует предусматривать тормозные связи. 4.120. Прикрепление балок проезжей части с помощью торцевых листов, приваренных к стенке и поясам балки, не допускается. В пролетных строениях железнодорожных мостов прикрепление стенок продольных и поперечных балок следует осуществлять, как правило, с помощью вертикальных уголков и фрикционных соединений. В пролетных строениях всех мостов следует, как правило, обеспечивать неразрезность продольных балок на всем протяжении, а при наличии разрывов в проезжей части - на участках между ними. 4.121. Для повышения аэродинамической устойчивости пролетных строений висячих и вантовых мостов следует увеличивать их крутильную жесткость за счет постановки продольных связей по раздельным главным балкам или применения балки жесткости замкнутого коробчатого сечения и придания ей обтекаемой формы. Сечения элементов4.122. Наименьшая толщина деталей элементов пролетных строений и опор принимается по расчету на прочность, устойчивость, выносливость, жесткость и колебания, но не менее указанной в табл. 85. Таблица 85
Допускается следующая наибольшая толщина проката, мм: в пакетах деталей, стягиваемых обычными болтами, - 20; в сварных элементах из углеродистой и низколегированной сталей - 60; в стыковых накладках и узловых фасонных листах при применении фрикционных соединений - 16. 4.123. Для уменьшения числа соединительных сварных швов сечения составных элементов решетчатых ферм следует проектировать из минимального числа деталей. 4.124. В решетчатых главных фермах материал элементов коробчатого и Н-образного сечений должен быть сконцентрирован в листах, расположенных в плоскости фермы. Пояса, сжатые элементы ферм и опор следует, как правило, проектировать коробчатого сечения. 4.125. В составных элементах решетчатых ферм отношение z расчетной ширины b к толщине t листов не должно превышать следующих величин: у вертикальных и горизонтальных листов коробчатых элементов - 60; у горизонтальных листов Н-образных элементов - 45; у листов со свободными (неокаймленными) свесами - 20; у листов со свесами, окаймленными уголками или ребрами, - 30. За расчетную ширину b листа следует принимать: а) при обеих закрепленных продольных кромках: для элементов с болтовыми соединениями - расстояние между ближайшими рисками болтов, присоединяющих данный лист к перпендикулярным ему листам или соединительным связям; для сварных и прокатных элементов - расстояние между осями указанных листов; б) при закреплении одной продольной кромки: для элементов с болтовыми соединениями - расстояние от свободного края листа до ближайшей риски болтов; для сварных и прокатных элементов - расстояние от свободного края листа до оси ближайшего листа, расположенного перпендикулярно данному. 4.126. В сжатых элементах Н-образного сечения толщина горизонтального листа должна составлять от толщины соединяемых листов tf не менее: 0,4 tf - в элементах с болтовыми соединениями; 0,6 tf - в сварных и прокатных элементах при tf Ј 24 мм и 0,5 tf при tf > 24 мм. 4.127. При конструировании узлов ферм следует обеспечивать местную устойчивость сжатых зон узловых фасонок в соответствии с п. 4.55*, при необходимости подкрепляя свободные кромки окаймляющими уголками или ребрами. 4.128. Двутавровые сварные балки следует проектировать из одного вертикального и двух горизонтальных листов, а коробчатые - из двух вертикальных и двух непосредственно соединенных с ними поясными швами горизонтальных листов. Если требуемая толщина пояса сварной балки превосходит 60, 50 и 40 мм (соответственно в конструкциях обычного, северного А и Б исполнения), допускается применение в поясах пакетов из двух листов. Изменение сечения пояса следует осуществлять в зоне расположения его стыков, предусматривая скосы по ширине или по толщине, а при необходимости - то и другое одновременно с уклоном 1:8 для растянутого пояса и 1:4 - для сжатого. В поясах из двух листов следует применять листы, отличающиеся по ширине не менее чем на 100 мм. В автодорожных и городских мостах допускается применение в поясах балок пакетов из листов одинаковой ширины, соединенных сварными швами, наложенными по соприкасающимся кромкам, с разделкой последних на требуемую по расчету глубину. 4.129. Наружный лист пакета пояса, обрываемый в пролете балки с учетом указаний п. 4.114, следует продолжить за место его теоретического обрыва на длину, обеспечивающую прикрепление 50 % площади сечения листа. При этом следует предусматривать: толщину этого листа на конце - 10 мм; симметричные скосы по ширине (со сведением на нет) - с уклоном 1:4; скос по толщине - с уклоном 1:8 для растянутого пояса и 1:4 - для сжатого. Для косых швов на конце листа следует предусматривать отношение катетов 1:2 (меньший катет - по вертикали) и механическую обработку для получения плавных (радиусом не менее 5 мм) переходов к основному металлу непрерываемого листа пояса. 4.130. В железнодорожных мостах при мостовом полотне с деревянными поперечинами следует обеспечивать центрированную передачу давления поперечин на стенки главных или продольных балок, при этом под нагрузкой должно быть исключено касание поперечинами элементов продольных и поперечных связей. Ребра жесткости сплошных изгибаемых балок4.131*. В опорных сечениях, в местах передачи сосредоточенных сил (кроме мест опирания мостовых поперечин), расположения поперечных связей в сплошных изгибаемых балках должны быть предусмотрены поперечные ребра жесткости из полос, уголков или тавров. Промежуточные поперечные, а также продольные ребра жесткости следует предусматривать в соответствии с расчетом местной устойчивости стенок для стадий изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. При отсутствии местного давления продольные ребра жесткости следует располагать на расстояниях от сжатого пояса: при одном ребре - (0,20-0,25)hw; при двух или трех ребрах: первое ребро -(0,15- 0,20) hw; второе ребро - (0,40-0,50)hw третье ребро следует располагать, как правило, в растянутой зоне стенки.. Расчетную высоту стенки hw следует принимать в соответствии со справочным приложением 28*. В балках со стенкой, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части bh должна быть для парного симметричного ребра не менее При укреплении стенки поперечными и продольными ребрами жесткости моменты инерции их сечений должны удовлетворять нормам табл. 86* для поперечных ребер и табл. 87* - для продольного (при одном продольном ребре). Таблица 86*
В табл. 86* обозначено: Is - момент инерции поперечного ребра; hw - расчетная высота стенки, принимаемая по обязательному приложению 16*; tw - толщина стенки балки;
а - расстояние между осями поперечных ребер жесткости. Таблица 87*
В табл. 87* обозначено: h1 - расстояние от оси продольного ребра жесткости до оси ближайшего пояса в сварных балках или до крайней риски поясных уголков в балках с болтовыми соединениями; a, hw - см. обозначения в табл. 86*; Ist - момент инерции сечения продольного ребра; tw - толщина стенки балки. П р и м е ч а н и е. При вычислении Ist для промежуточных значений h1/h допускается линейная интерполяция. В пролетных строениях мостов всех назначений допускается расположение ребер на одной стороне стенки, а также расположение односторонних поперечных и продольных ребер с разных сторон стенки. Момент инерции односторонних ребер жесткости вычисляется относительно нейтральной оси составного сечения, в состав которого входят само ребро (плоское, уголковое или тавровое) и участки стенки шириной b1 = z1 t, определяемой по п. 4.55*. Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости следует принимать согласно приведенным выше требованиям для поперечных ребер жесткости. При необходимости постановки ребер с большим моментом инерции следует применять вместо полосовых поперечные ребра жесткости в виде уголков или тавров. Продольные ребра таврового сечения допускается применять для подкрепления стенки при расположении их внутри коробчатой части пролетного строения. В продольных ребрах из уголка вертикальная полка должна быть повернута вниз. 4.132*. В ребрах жесткости, приваренных к стенке балки, в местах их примыкания к поясам балки, к ребрам жесткости другого направления, а в автодорожных мостах - и к фасонкам связей, приваренным к стенке балки, необходимо предусматривать скругленные вырезы высотой 120 и шириной 50 мм; у опорных ребер жесткостм допускается уменьшать ширину выреза до 30 мм, а высоту - до 50 мм. 4.133. В местах передачи сосредоточенных сил следует предусматривать пригонку торцов ребер жесткости к листу пояса балки. Концы промежуточных поперечных ребер жесткостм сварных балок должны, как правило, плотно примыкать к поясным листам балок. Для обеспечения этого допускается во всех мостах постановка на концах ребер специальных переходных деталей, в железнодорожных мостах - применение уголковых ребер жесткости, прикрепленных к стенке с помощью фрикционных соединений, а в автодорожных, городских и пешеходных - приварка ребер к поясам. При этом торцы поперечных ребер жесткости, к которым прикрепляются поперечные ребра ортотропной плиты автодорожной проезжей части, должны быть приварены к поясам балки независимо от типа исполнения конструкций и знака напряжений в поясе и с учетом требований п. 4.168. Допускается устройство обрывов промежуточных поперечных ребер жесткости на стенке вблизи поясов с оформлением зоны обрыва ребра в соответствии с требованиями п. 4.165. 4.134. Продольные ребра жесткости в сварных балках следует применять лишь в тех случаях, когда обеспечение местной устойчивости за счет постановки одних поперечных ребер жесткости и изменения толщины стенки оказывается нецелесообразным. 4.135*. Привариваемые к стенке или полке балки ребра жесткости, параллельные заводским или монтажным сварным стыковым швам стенки или полки, должны быть удалены от них на расстояние не менее 10 tw в конструкциях обычного исполнения и 20 tw - северного исполнения. Перо или обушок уголка, используемый в виде ребра жесткости и прикрепляемый к стенке болтами, от стыкового сварного шва стенки должны быть удалены на расстояние не менее 5 tw. 4.136*. Ребра жесткости должны быть прикреплены сплошными двусторонними швами. Ребра жесткости и швы, прикрепляющие их к стенке, в местах пересечения стыковых швов стенки прерывать не допускается. В пролетных строениях всех назначений и исполнений в местах пересечения ребер жесткости необходимо пропускать непрерывными продольные ребра и их швы, а поперечные ребра (кроме опорных) прерывать и прикреплять к ним угловыми швами; эти швы в растянутой зоне стенки должны иметь отношение катетов 1:2 (больший катет - на продольном ребре) и плавный переход к основному металлу. При обрыве продольных ребер жесткости у болтового поперечного стыка стенки оформление зоны обрыва ребра должно отвечать требованиям п. 4.165. Предварительно напряженные пролетные строения4.137. В неразрезных балках постоянной высоты затяжки следует размещать в зонах максимальных положительных и отрицательных моментов. Сечение предварительно напряженных балок со сплошной стенкой следует проектировать несимметричным с более развитым сжатым поясом. 4.138. При проектировании предварительно напряженных балок необходимо предусматривать присоединение затяжки к поясу по длине балки не менее чем в четырех точках таким образом, чтобы при работе под нагрузкой обеспечивалось совместное их перемещение в боковом направлении и независимое в продольном направлении. 4.139. Прикрепление ребер жесткости или кронштейнов, поддерживающих затяжки, должно быть запроектировано с учетом сил трения, возникающих при натяжении затяжек. 4.140. Концы затяжек должны закрепляться на специальных выносных жестких элементах - упорах. Элементы балок в местах прикрепления упоров следует усилить на воздействие сосредоточенных нагрузок. 4.141. Для обеспечения устойчивости обжимаемых элементов ферм затяжки соединяются со стержнями с помощью диафрагм. Расстояния между точками закрепления следует принимать из условия устойчивости стержня свободной длины, соответствующей длине этих участков. Сварные, фрикционные и болтовые соединения4.142. В тех случаях, когда прикрепление с эксцентриситетом неизбежно, в цельносварной конструкции при одностенчатых сечениях элементов прикрепление их следует осуществлять по всему контуру соединения. 4.143. На чертежах КМ сварных конструкций следует указывать: типы, размеры всех швов и обозначения монтажных и заводских швов; способ выполнения всех сварных швов (автоматическая, полуавтоматическая сварка под флюсом, ручная сварка и др.) и тип подкладки для стыковых швов, а при необходимости - также последовательность наложения швов; участки сварных швов с полным проплавлением толщины детали; все места конструкции, подлежащие обработке в соответствии с «Инструкцией по механической обработке сварных соединений в стальных конструкциях мостов» (Минтрансстрой, МПС, 1978), с указанием соответствующего пункта. Для узлов и конструкций, применяемых впервые, на чертежах КМ следует указывать формы деталей с размерами, относящимися к механической обработке сварных швов и зон концентрации напряжений, и рекомендации по способам ее выполнения. 4.144. При применении сложных прокатных профилей (швеллеров, тавров и двутавров, в том числе с параллельными гранями полок) устройство с помощью сварки поперечных стыков и прикреплений к узлам не допускается. В конструкциях автодорожных, городских и пешеходных мостов обычного и северного исполнений допускается применение сварки продольными непрерывными швами цельных (без стыков по длине) тавров и двутавров (в том числе разных номеров) между собой и с листом, прикрепляемым по всей длине встык или втавр к стенке профиля или двумя угловыми швами к кромкам полки профиля. В конструкциях указанных мостов допускается применение приварки узловых фасонок и фасонок связей к стенке профилей с осуществлением мероприятий по снижению концентрации напряжений у концов фасонок в соответствии с пп. 4.165 и 4.166, а также приварки ребер жесткости - только к стенке двутавров и тавров. 4.145. Применение электрозаклепок в железнодорожных мостах не допускается, а в автодорожных, городских и пешеходных мостах допускается только для нерабочих соединений. 4.146. Угловые швы необходимо применять, как правило, с вогнутым очертанием их поверхности и плавным переходом к основному металлу. Лобовые швы, как правило, следует проектировать неравнобокими с большим катетом, направленным вдоль усилия, при этом рекомендуется отношение большего катета к меньшему принимать равным 2. 4.147. Размеры угловых сварных швов следует назначать возможно меньшими из расчета по прочности и выносливости с учетом при этом указанных ниже технологических требований. Продольные соединительные угловые швы коробчатых, тавровых и Н-образных элементов для сталей и толщин проката, указанных в табл. 47, должны иметь расчетную высоту сечения не менее 4 мм, а швы, прикрепляющие ребра жесткости к стенке балки, а также продольные ребра ортотропной плиты к покрывающему листу, - не менее 3 мм. Длина углового лобового или флангового шва должна быть не менее 60 мм и не менее шестикратного размера катета шва. 4.148. Конструкция стыковых швов должна обеспечивать возможность получения полного проплавления расчетной толщины стыкуемых деталей и плавных переходов к основному металлу. 4.149. При расположении стыка поперек усилия в элементе толщина стыкового шва не должна быть меньше толщины свариваемых листов. 4.150*. В сварных балках и составных элементах, сечения которых образуются с помощью соединительных швов, полное проплавление тавровых и угловых соединений не требуется, если свариваемые детали обрываются в одном сечении. При наличии обрыва не в одном сечении на длине 100 мм от обрыва необходимо предусматривать полное проплавление таврового или углового соединения свариваемых деталей. В соединениях, работающих на отрыв, обеспечение полного проплавления обязательно. Применение узлов с работой на отрыв деталей пакета, образованного с помощью нахлесточных угловых сварных швов, не допускается. В угловых соединениях составных замкнутых герметичных элементов, образованных односторонними угловыми швами, глубина провара должна быть не менее 4 мм при толщине более тонкого листа до 16 мм и не менее 5 мм при толщине более тонкого листа свыше 16 мм. Для соединения отдельных деталей и прикрепления элементов конструкций прерывистые швы не применяются. 4.151. В конструкциях с фрикционными соединениями должна быть обеспечена возможность свободной постановки высокопрочных болтов, плотного стягивания пакета болтами и закручивания гаек с применением динамометрических ключей и гайковертов. 4.152. В соединениях прокатных профилей с непараллельными поверхностями полок должны применяться клиновидные шайбы. 4.153. Номинальные диаметры отверстий под высокопрочные болты во фрикционных соединениях приведены в табл. 88. Таблица 88
4.154. Соединения следует проектировать с возможно более компактным расположением высокопрочных и обычных болтов по нормам табл. 89. Таблица 89
В таблице 89 обозначено: d - номинальный диаметр болта; t - толщина наиболее тонкой детали, расположенной снаружи пакета. * Для обычных болтов следует назначать 3,0d. ** При двухрядном расположении норма относится к ряду у пера. 4.155. Число высокопрочных болтов должно быть не менее двух: в прикреплениях связей главных ферм и проезжей части; в каждом продольном ряду прикрепления или стыковой накладки (считая от оси стыка). В прикреплении стержня на обычных болтах число болтов в продольном ряду должно быть не менее: при одном ряде - 3; при двух рядах и более - 2; в выступающей полке уголкового коротыша - 5. В стыках и прикреплениях растянутых и сжато-растянутых элементов число болтов в двух первых поперечных рядах (считая от сечения элемента или накладки с полным усилием) следует принимать одинаковым. Число болтов в последующих рядах должно увеличиваться постепенно. В стыках и прикреплениях уголков с двухрядным расположением болтов первый болт должен быть расположен у обушка. Число рядов болтов вдоль усилия (при выполнении требований п. 4.106) должно быть минимальным. В продольных и поперечных стыках стенок балок допускается располагать болты с каждой стороны стыка в один ряд. 4.156. Диаметр болтов, поставленных в уголках основных элементов, не должен, как правило, быть более 1/4 ширины полки уголка. Допускается в элементах связей, ребрах жесткости, диафрагмах и т.п. ставить болты диаметром 22 мм в полке уголка шириной 80 мм и диаметром 24 мм в полке шириной 90 мм. Во фрикционных соединениях с большим числом высокопрочных болтов их диаметр следует назначать возможно большим. 4.157. Полную длину высокопрочных болтов следует назначать из условия, чтобы верх гайки после затяжки находился ниже границы фаски болта. 4.158. Стыки вертикальной стенки балки при болтовых соединениях должны быть перекрыты накладками по всей высоте. Стыковые накладки поясных уголков допускается применять в виде плоских листов. 4.159. Непосредственно прикрепленная площадь элементов сквозных главных ферм в узлах и стыках должна составлять не менее 50 % всей рабочей площади элемента. При непрямом перекрытии площади сечения следует уменьшать эксцентриситет в прикреплении накладок и увеличивать их длину. Детали конструкции4.160. В конструкции не должно быть соприкасающихся несоединенных частей (кроме мест примыкания ребер жесткости к поясам балок), а также щелей, зазоров, пазух и корыт. В местах возможного скопления влаги следует устраивать дренажные отверстия диаметром не менее 50 мм. Стальные канаты и пучки высокопрочной проволоки, их анкеры, места соединения и примыкания должны быть надежно защищены от коррозии. 4.161. У растянутых элементов симметричного сечения, снабженных отверстиями для соединения их узловыми болтами-шарнирами, площадь нетто разреза, проходящего через болтовое отверстие, должна быть не менее 140 %, а разреза от торца элемента до болтового отверстия - не менее 100 % расчетного сечения элемента. 4.162. Ветви сжатых составных стержней с болтовыми соединениями, а также сжато-изогнутые сварные элементы в местах воздействия сосредоточенных сил должны быть подкреплены поперечными диафрагмами. В сварных коробчатых и Н-образных элементах ферм диафрагмы рекомендуется приваривать или прикреплять на болтах только к вертикальным листам с зазором между диафрагмами и горизонтальными листами не менее 50 мм. 4.163. Непосредственная приварка вспомогательных деталей (кронштейнов, элементов перил и тротуаров, навигационных знаков и сигналов и т.п.) к элементам главных балок и балок проезжей части, а также к элементам решетчатых главных ферм не допускается. Приваривать эти детали допускается только к поперечным ребрам жесткости; в железнодорожных пролетных строениях северного исполнения указанные детали следует крепить на болтах. Распорки и диагонали продольных связей, распорки поперечных связей не допускается приваривать непосредственно к поясам балок пролетных строений всех назначений. В железнодорожных пролетных строениях не допускается также приварка элементов продольных и поперечных связей к ребрам жесткость и фасонкам связей, прокладок - к основным элементам, а в конструкциях северного исполнения - и противоугонных уголков к поясам балок. 4.164*. Для обеспечения плавных (радиусом не менее 15 мм) переходов от металла шва к основному металлу в растянутых1 на стадии эксплуатации поперечных стыках деталей и элементов железнодорожных пролетных строений должна предусматриваться механическая обработка; это требование распространяется на концевые участки поперечных стыковых швов стенки балок на протяжении 40 % высоты растянутой зоны, но не менее 200 мм, считая от растянутого пояса. 1 Требования к растянутым стыкам распространяются и на сжато-растянутые стыки. 4.165. Для автодорожных, городских и пешеходных пролетных строений при прикреплении горизонтальных фасонок продольных связей непосредственно встык к поясам сплошных балок необходимо предусматривать полное проплавление всей толщины фасонки и возможность его неразрушающего контроля. Необходимо также предусматривать на концах фасонки выкружки и механическую обработку их вместе с концами швов для получения плавных переходов (радиусом не менее 60 мм) к поясу. 4.166. Для автодорожных, городских и пешеходных пролетных строений при крестовой и полураскосной системах продольных связей, расположенных в уровне, смещенном относительно поясов, для фасонок, привариваемых к стенке втавр, необходимо предусматривать мероприятия по снижению концентрации напряжений, указанные в п. 4.165. При этом для обеспечения устойчивости и устранения колебаний пояса относительно стенки должны быть поставлены на стенке балки поперечные ребра жесткости в плоскости каждого узла связей. В случае если указанные фасонки пересекаются с поперечными ребрами жесткости, фасонки и их швы следует устраивать непрерывными; приварку элементов поперечного ребра жесткости к фасонке надлежит осуществлять угловыми швами с отношением катетов 1:2 (больший катет - на фасонке) и плавным переходом к основному металлу фасонки. 4.167. В цельносварных автодорожных, городских и пешеходных пролетных строениях элементы связей, присоединяемые внахлестку к фасонкам, следует прикреплять двумя фланговыми и двумя лобовыми швами согласно л. 4.142; элементы связей из парных уголков, симметрично расположенных относительно фасонки, допускается прикреплять двумя фланговыми и одним лобовым (торцевым) швами. Расстояния между швами прикреплений элементов связей и швами, прикрепляющими фасонки к стенке балки, а также к поперечным ребрам жесткости, должны быть не менее 60 мм. 4.168. В случае приварки вертикальных диафрагм, ребер жесткости и фасонок к растянутому поясу в пролете поперечные швы, прикрепляющие указанные элементы, следует проектировать с отношением катетов 1:2 (больший катет - на поясе) и плавным переходом к основному металлу. 4.169. В конструкциях обычного исполнения противоугонные уголки допускается приваривать к верхнему поясу сварных балок продольными и поперечными угловыми швами. При этом для поперечных швов необходимо предусматривать мероприятия по снижению концентрации напряжений, указанные в п. 4.168, а также механическую обработку для получения плавных переходов (радиусом не менее 5 мм) к основному металлу. 4.170. В конструкциях деталей, изменяющих направление стального каната (отклоняющих устройств, оголовков пилонов и др.) или проволоки в канате (анкерных устройств), а также обжимающих канат (сжимов, хомутов подвесок и т.п.), следует применять желоба криволинейного поперечного сечения со скруглениями у торцов (в месте выхода каната) и укороченными (по сравнению с основанием) прижимными накладками, прокладки из алюминия (в соответствии с п. 4.4,н) или другого мягкого материала. При этом для исключения электрохимической коррозии контактирующие с алюминием стальные канаты и стальные детали указанных выше устройств должны быть защищены покрытиями из кадмия или цинка толщиной не менее 20 мкм. Конструкция планок и перфорированных листов4.171. В сварных коробчатых и Н-образных элементах главных ферм железнодорожных мостов допускается применение только сплошных или перфорированных горизонтальных листов. Соединительные планки допускаются только в элементах связей железнодорожных мостов и в тех элементах автодорожных, городских и пешеходных мостов, для которых при расчете по выносливости соединение планок с основными частями сечения возможно осуществить без специальных мер по снижению концентрации напряжений. 4.172. Длина промежуточных планок должна быть не менее 0,75а, где а - расстояние между рядами болтов (или сварными швами) прикрепления планки. Концевые планки в сжатых и сжато-растянутых элементах следует делать в 1,7 раза длиннее промежуточных, а в растянутых - в 1,3 раза. Концевые планки должны ставиться возможно ближе к узлу. В сварных коробчатых и Н-образных элементах допускается выход перфорации на торец элемента. 4.173. Число болтов для прикрепления одной стороны планки должно быть не менее: для элементов, работающих на временную нагрузку, - 4; для элементов, работающих только на постоянную нагрузку, - 3; для нерабочих элементов - 2. Особенности конструкции болтосварных пролетных строений4.174. В болтосварных пролетных строениях северного исполнения допускается применение стыковых, а в конструкциях обычного исполнения - также и накладных компенсаторов ослабления сечения элементов болтовыми отверстиями. На концах стыковых компенсаторов ослабления (у стыка) необходимо предусматривать скосы и механическую обработку соединений в соответствии с указаниями пп. 4.128 и 4.164*. В накладных компенсаторах ослабления следует предусматривать скосы по ширине с уклоном 1:1. Для косых швов следует принимать отношение катетов 1:2. Для обеспечения плавных (радиусом не менее 5 мм) переходов от шва к основному металлу необходимо предусматривать обработку косых швов на конце компенсатора. Косые швы и участки продольных швов до первого ряда отверстий должны обеспечивать полное прикрепление площади компенсатора. Ширина компенсатора из стали марок 16Д, 15ХСНД и 10ХСНД, 390-14Г2АФД и 390-15Г2АФДпс должна быть соответственно не более 44, 38 и 36 его толщин. При большей требуемой ширине необходимо применять два раздельных компенсатора, расстояние между их швами должно быть не менее 60 мм. Расстояние от центра болта до края компенсатора должно быть не менее удвоенного диаметра отверстия под болт. 4.175. Для решетчатых болтосварных ферм автодорожных, городских и пешеходных пролетных строений обычного исполнения допускается применение узловых фасонок-вставок и фасонок-приставок, соединяемых с поясами с помощью сварки. Узловые фасонки-вставки и фасонки-приставки должны иметь плавные переходы (радиусом не менее 250 мм) к поясу. Расстояние от стыка пояса и фасонки-вставки до начала выкружки в ней должно приниматься не менее 70 мм. Для стыковых швов фасонок-вставок растянутого и сжато-растянутого поясов должна предусматриваться механическая обработка, отвечающая требованиям п. 4.164*. У фасонок-приставок надлежит предусматривать полное проплавление всей толщины и возможность его неразрушающего контроля, а также механическую обработку концов фасонок. 4.176. Поясные листы продольных и поперечных балок могут иметь длину, меньшую, чем длина стенки, при условии устройства на углах стенки прямоугольных скругленных (радиусом 15 мм) вырезов, вертикальная грань которых совпадает с торцом обрываемого поясного листа. Подобные вырезы должны иметь также фасонки, привариваемые к верхнему поясу поперечной балки для увеличения высоты ее стенки в зоне прикрепления к главным фермам. Конструкция сопряжения конца фасонки с поясом поперечной балки должна отвечать требованиям пп. 4.165 и 4.166. При необходимости устройства обрыва пояса двутавровой балки без образования вышеуказанного выреза в стенке необходимо предусматривать следующее: пояс к месту обрыва должен быть скошен по толщине до 6 мм с уклоном 1:8 и по ширине до 32 мм с уклоном 1:4; прикрепление к стенке балки на протяжении скошенной части пояса должно иметь полное проплавление. Следует предусматривать также механическую обработку конца пояса для получения плавных переходов (радиусом не менее 60 мм) к стенке (в обеих плоскостях). Конструкция ортотропной плиты проезжей части4.177. В автодорожных, городских и пешеходных мостах конструкцию ортотропной плиты следует проектировать одноярусной, состоящей из листа настила, подкрепленного продольными и поперечными ребрами, вертикальные стенки которых приварены к листу настила двусторонними угловыми швами. Монтажные блоки ортотропной плиты должны быть ориентированы длинной стороной вдоль оси моста. 4.178. Толщину листа настила в автодорожных и городских мостах следует принимать не менее 12 мм и не менее значения, полученного по формуле
где а - расстояние между продольными ребрами; Р - максимальное давление на лист от сосредоточенной нагрузки, определяемое с учетом его распределения конструкцией полотна; x = 7,8 или 15,6 - значения коэффициента, принимаемые для конструкций ортотропных плит с продольными ребрами соответственно полосового и фасонного профилей. 4.179*. В автодорожных, городских и пешеходных мостах монтажные стыки листа настила верхней ортотропной плиты следует, как правило, проектировать сварными. В нижних ортотропных плитах при обосновании расчетом допускается применение монтажных продольных сварных стыков горизонтального листа с неполным заполнением разделки. Присоединение листов настила ортотропных плит проезжей части к поясам главных балок или ферм сварными швами внахлестку не допускается. 4.180. В ортотропных плитах следует применять преимущественно продольные ребра открытого сечения из полос, прокатных тавров, неравнобоких уголков и сварных тавров, причем в железнодорожных мостах, как правило, из сварных тавров. 4.181. Монтажные стыки продольных ребер верхних ортотропных плит следует размещать в трети пролета между поперечными ребрами и предусматривать, как правило, фрикционными с выполнением отверстий в заводских условиях. Монтажные стыки продольных ребер нижних ортотропных плит в автодорожных, городских и пешеходных мостах следует предусматривать, как правило, сварными. Применение монтажных стыков ортотропной плиты с не приваренными к листу настила вставками продольных ребер и обрывом ребер в зоне монтажного стыка блоков пролетного строения не допускается. 4.182. Монтажные стыки стенки и пояса поперечных ребер таврового сечения следует, как правило, предусматривать фрикционными на высокопрочных болтах с выполнением отверстий на полный диаметр в заводских условиях. 4.183. Продольные ребра в местах пересечений со стенками поперечных балок не должны прерываться. В автодорожных, городских и пешеходных мостах продольные ребра следует пропускать сквозь вырезы в стенках поперечных балок и приваривать на заводе угловыми швами к вертикальной грани выреза в стенке или в опорной пластинке (см. обязательное приложение 17*, табл. 1, поз. 17, а, б). Приварка торцов продольных ребер к стенкам поперечных ребер не допускается. 4.184. Прикрепление поперечных ребер верхней ортотропной плиты к ребрам жесткости или специальным фасонкам главных балок, как правило, следует осуществлять фрикционным на высокопрочных болтах. 4.185. В проекте следует указывать вид антикоррозионного покрытия листа настила и тип одежды ездового полотна по стальной ортотропной плите. 4.186. В железнодорожных пролетных строениях следует применять двухъярусные ортотропные плиты с прикреплением продольных ребер к верхней полке поперечных балок на фрикционных высокопрочных болтах. В случае, если лист настила непосредственно соединяется со стенками балок, допускается прикрепление продольных ребер к полкам поперечных балок стяжными приспособлениями клеммного типа. Конструкция опорных частей4.187. Балочные пролетные строения пролетом свыше 25 м должны иметь подвижные опорные части шарнирно-каткового или секторного типа. Допускается (в сейсмических районах - рекомендуется) применение опорных частей с использованием полимерных материалов. 4.188. При расстоянии между центрами опорных частей, расположенных на одной опоре, свыше 15 м следует обеспечивать поперечную подвижность одной из опорных частей путем устройства двояко подвижных опорных частей или другим способом. В железнодорожных мостах нижние балансиры неподвижных опорных частей и плиты подвижных опорных частей должны быть закреплены на опорах анкерными болтами. В случае невыполнения требований п. 1.40* концы пролетных строений должны быть прикреплены к опорам анкерными болтами по расчету. 4.189. Конструкция опорных частей должна обеспечивать распределение нагрузки по всей площади опирания узла пролетного строения и опирания на опору. 4.190. Опорные части шарнирно-каткового или секторного типа следует применять, как правило, литые с шарнирами свободного касания. Допускается применять подвижные однокатковые опорные части из высокопрочной стали, а также с наплавкой на поверхность катка и плиты из материалов высокой твердости. В подвижных опорных частях не должно быть более четырех катков. Катки должны быть соединены между собой боковыми стяжками, гарантирующими совместность перемещения и не препятствующими перекатке и очистке, и оснащены устройствами от боковых сдвигов и продольного угона, а также защищены футлярами. При применении цилиндрических катков, имеющих две плоские грани, должна быть исключена возможность их опрокидывания и заклинивания. 5. СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ5.1*. Нормы настоящего раздела необходимо соблюдать при проектировании пролетных строений, в которых железобетонная плита объединена со стальными главными балками, фермами или балками проезжей части для совместной работы. 5.2. Сталежелезобетонные пролетные строения железнодорожных мостов, кроме балочно-разрезных со сплошной стенкой с ездой поверху, допускается применять только по согласованию с МПС. 5.3. Требования к качеству и расчетные характеристики материалов сталежелезобетонных конструкций, а также не предусмотренные в настоящем разделе указания по расчету и конструированию следует принимать согласно разд. 1-4. РАСЧЕТЫОсновные положения5.4. Расчеты следует выполнять, как правило, исходя из гипотезы плоских сечений, без учета податливости швов объединения стальной и железобетонной частей. Податливость швов объединения необходимо учитывать для балок пролетом менее 8 м и решетчатых ферм с панелями менее 8 м. 5.5. В расчетах сталежелезобетонных конструкций следует применять коэффициент приведения nb = Est/Eb, здесь Est = 2,06Ч105 МПа (2,1Ч106 кгс/см2) - модуль упругости конструкционного металла стальной части, Еb - модуль упругости бетона при сжатии и растяжении, определяемый по п. 3.32*. 5.6. Состав расчетов и виды учитываемых в них неупругих деформаций следует принимать по табл. 90. Как правило, неупругие деформации надлежит также учитывать при определении усилий в элементах статически неопределимых систем. Допускается приближенный учет неупругих деформаций бетона с использованием при этом условных модулей упругости по обязательным приложениям 19 и 20. Таблица 90
В табл. 90 обозначено: kr - ползучесть бетона; us - обжатие поперечных швов сборной железобетонной плиты; vkr - виброползучесть бетона; cr - поперечные трещины в железобетоне (от всей совокупности действующих нагрузок); рl - ограниченные пластические деформации стали и бетона (от всей совокупности действующих нагрузок и только при проверке сечения); wud - без учета неупругих деформаций; тире обозначает, что расчет не производится. 5.7. Ползучесть бетона необходимо учитывать при определении усилий и моментов от постоянных нагрузок и воздействий, если наибольшие напряжения в бетоне от них превосходят 0,2 Rb, где Rb - расчетное сопротивление бетона сжатию по п. 3.24*. При определении влияния ползучести бетона на сталежелезобетонную конструкцию следует, как правило, учитывать изгибную жесткость железобетонной части конструкции EbIb. Ползучесть бетона допускается учитывать приближенно по обязательному приложению 19, если ЕbIb Ј 0,2 Est Is; здесь Est Is - изгибная жесткость стальной части конструкции. Потери натяжения напрягаемой арматуры от ползучести бетона, а также дополнительные деформации от обжатия поперечных швов сборной железобетонной плиты следует определять по обязательному приложению 19. 5.8. Расчет на выносливость зон железнодорожных мостов, в которых временная нагрузка увеличивает сжимающие напряжения в бетоне, следует выполнять с учетом виброползучести бетона по обязательному приложению 19. 5.9. Усадку бетона следует учитывать при расчетах на температурные воздействия. При этом разгружающее влияние усадки бетона не учитывается. Предельную относительную деформацию усадки бетона eshr следует принимать равной 2Ч10-4 для монолитной плиты и 1Ч10-4 для сборной плиты. Допускается уравновешенные в пределах поперечного сечения напряжения от усадки бетона определять по обязательному приложению 20. Ползучесть бетона от усадочных напряжений допускается учитывать путем применения в расчетах условного модуля упругости бетона Еef,shr = 0,5Еb. 5.10. В расчетах на температурные воздействия следует учитывать разность температур железобетонной и стальной частей сечения. Разность температур следует определять, как правило, на основании теплофизических расчетов. Расчеты на температурные воздействия допускается выполнять, принимая распределение температур в сечении неизменным по длине сталежелезобетонного пролетного строения и исходя из следующих нормативных наибольших значений разности температур железобетонной плиты и стальной конструкции: а) для пролетных строений со стальными балками со сплошной стенкой при езде поверху (черт. 14, а): в случае, когда температура стали выше, чем железобетона, и балка подвергается нагреву от воздействия солнечных лучей при наклоне их к горизонту 30° и более, - 30 °С; в случае, когда температура стали выше, чем железобетона, но балка не подвергается нагреву от воздействия солнечных лучей, - 15 °С; в случае, когда температура стали ниже, чем железобетона, - минус 15 °С; б) для пролетных строений с решетчатыми главными фермами при езде поверху: в случае, когда температура стальных элементов фермы выше, чем железобетона, независимо от условий освещения солнцем, - 15 °С; в случае, когда температура стальных элементов фермы ниже, чем железобетона, - минус 10 °С; в) для пролетных строений с главными балками со сплошной стенкой или с решетчатыми главными фермами и расположенной между ними железобетонной плитой с ездой понизу или посредине: в случае, когда температура стали выше, чем железобетона, - 20 °С; в случае, когда температура стали ниже, чем железобетона, - минус 15 °С; г) для пролетных строений железнодорожных мостов с безбалластной плитой в проезжей части и в пролетных строениях автодорожных и городских мостов с ездой поверху без (до) устройства на железобетонной плите проезжей части одежды ездового полотна в случае, когда температура железобетона выше, чем стали, - 20 °С. Определение усилий и напряжений от температурных воздействий следует выполнять: по подпункту «а» - с принятием по высоте стальной части сечения криволинейной эпюры разности температур (черт. 14, б) с ординатой в i-й точке tni = tn,max Vti = tn,max где Zbl,i , hw - по черт. 14, а, см; по подпунктам »б» и «в» - с принятием прямоугольной эпюры разности температур по всей высоте стальной части сечения; по подпункту «г» - с принятием криволинейной эпюры разности температур по черт 14, в и с ординатой в i-й точке tni = tn,max Vўn = tn,max где Zbf,i - по черт. 14, в, см. В пролетных строениях с ездой поверху стальную часть коробчатого сечения допускается условно разделять на балки двутаврового сечения и при этом учитывать разность температур по черт. 14, б. Допускается уравновешенные в пределах поперечных сечений напряжения от изменений температуры определять по обязательному приложению 20. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, (184)
: здесь Ibal и Ibog - моменты инерции сечений соответственно балки жесткости и арки.
; (186)
,
, (189)
- коэффициент, зависящий от длины загружения l линии влияния при определении smax;
; (190)
, (191)
(192)
Ј 1 , (194)
, (195)
; (196)*
; (197)
; (200)
; (201)
; (202)
, (204)
, (205)
; (206)
, (207)
; (208)
. (209)
; (210)
, (211)
; (214)
, (215)
; (216)
, (217)
, (218)
, (219)
- площадь сечения стержня болта;
, (223)
; (224)
, (225)
, (226)
, (228)
; (229)
, (230)
, (232)
, (233)
. (234)
. (235)*
+ 40 мм, для одностороннего ребра - не менее 
+50 мм; толщина ребра ts должна быть не менее 
.
;
, (236)
, (237)
, (238)
; здесь Еr, Ar - модуль упругости и площадь сечения продольной арматуры плиты, Ycr - коэффициент, учитывающий частичное вовлечение бетона между трещинами в работу на растяжение и принимаемый по табл. 91.|
|
Значение коэффициента ycr для | ||
|
Арматура |
железнодорожных мостов при расчете |
автодорожных и | |
|
|
по |
по трещиностойкости |
при расчетах |
|
Гладкая; пучки высокопрочной проволоки; стальные канаты |
1,00 |
1,00 |
0,70 |
|
Периодического профиля |
1,00 |
0,75 |
0,50 |
В статически неопределимых системах усилия следует определять с учетом влияния наличия поперечных трещин в железобетонной плите.
Для сборной необжатой железобетонной плиты, у которой продольная арматура не стыкуется, жесткость при растяжении следует принимать равной нулю.
5.13. Расчеты плиты проезжей части на местный изгиб и совместную работу с главными балками допускается выполнять независимо один от другого, при этом суммировать, усилия и деформации следует только в случае работы плиты на местный изгиб в продольном направлении.
5.14. Расчет поперечного сечения следует выполнять по стадиям, число которых определяется количеством частей сечения, последовательно включаемых в работу.
Для каждой части сечения действующие напряжения следует определять суммированием их по стадиям работы.
5.15. Учитываемую в составе сечения расчетную ширину железобетонной плиты bsl следует определять как сумму расчетных величин свесов плиты в обе стороны от оси стальной конструкции (черт. 15). Расчетную величину свеса плиты следует, как правило, определять пространственным расчетом: допускается принимать ее значение в соответствии с табл. 92.
Черт. 15. Схема для определения расчетной ширины
железобетонной плиты, учитываемой в составе сечения
Таблица 92
|
Положение свеса плиты относительно стальной части, его обозначение |
Параметр |
Расчетная величина |
|
Свес в сторону соседнего |
Св. 4В |
В/2 |
|
стального элемента b |
Менее 4В |
a + 6tsl , но не более В/2 |
|
Свес в сторону консоли bc |
Св. 12С |
С |
|
|
Менее 12С |
a + 6tsl,c, но не более С |
В табл. 92 обозначено:
а - половина ширины железобетонного ребра или вута, а при их отсутствии - половина ширины контакта железобетонной плиты и стального пояса;
tsl, tsl,c - средняя толщина железобетонной плиты соответственно в пролете и на консоли (за вычетом ребра или вута);
l - параметр плиты, равный:
длине пролета - для главных балок или ферм;
длине панели - для продольных балок проезжей части;
расстоянию между главными фермами или ширине железобетонной плиты поперек моста, если она меньше этого расстояния, - для поперечных балок проезжей части;
В - расстояние между осями стальных конструкций, равноценных по жесткости (см. черт. 15);
С - конструктивный консольный свес плиты от оси стальной конструкции (см. черт. 15).
5.16. Площадь железобетонной плиты Аb, а в расчетах на кручение - также ее толщину tsl и ширину ребра или вута следует принимать поделенными на коэффициент приведения nb согласно п. 5.5. При учете неупругих деформаций допускается использовать коэффициенты приведения, найденные по условным модулям упругости бетона, определяемым по обязательным приложениям 19 и 20.
Площадь продольной арматуры, имеющей сцепление с бетоном, следует принимать поделенной на коэффициент приведения nr = Еst / Еr , где Er - модуль упругости ненапрягаемой Еrs или напрягаемой Еrp арматуры, принимаемый по табл. 34.
Подливку, одежду ездового полотна и верхнее строение железнодорожного пути в составе расчетного поперечного сечения учитывать не следует.
5.17. Центры тяжести стального и приведенного сечений следует определять по сечению брутто.
Ослабление сечений болтовыми отверстиями учитывается согласно п. 4.24.
5.18. Прочность и устойчивость стальных балок при монтаже проверяют согласно пп. 4.41, 4.42 и 4.51.
Прочность и трещиностойкость конструкций и их элементов при предварительном напряжении, транспортировании и монтаже следует проверять в предположении упругой работы стали и бетона. Проверку следует осуществлять без учета ползучести, усадки бетона и обжатия поперечных швов, но с учетом влияния потерь предварительного напряжения согласно разд. 3.
РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ
Расчет по прочности
5.19*. Расчет сталежелезобетонной балки на воздействие положительного изгибающего момента1 следует выполнять по формулам табл. 93* по одному из расчетных случаев А, Б или В (черт. 16) в зависимости от величины напряжения в бетоне sb на уровне центра тяжести железобетонной плиты и напряжения в продольной арматуре sr, отвечающего деформации бетона при напряжении sb.
1 Вызывающего в верхнем поясе сжатие.
Таблица 93*
|
Критерии и |
Формулы для критериев и проверок прочности | ||
|
проверки |
А |
Б |
В |
|
Критерии: |
|
|
|
|
соотношения жесткостей |
Eb Ib Ј 0,2 Est Is |
- |
- |
|
напряжений в бетоне (сжатие +, растяжение -) |
|
| |
|
напряжений в расчетной продольной арматуре (сжатие +, растяжение -) |
|
| |
|
Проверки: |
|
| |
|
железобетона (сжатие +, растяжение -) |
- |
- |
|
|
стального верхнего пояса (сжатие +, растяжение -) |
M - ZbsNbr ѕѕѕѕѕ - ’4 Ws2.s Nbr - ѕѕ Ј ml m Ry As |
M - ZbsNbr.R ѕѕѕѕѕ - ’3 Ws2.s Nbr.R - ѕѕ Ј m Ry As | |
|
стального нижнего пояса (растяжение +, сжатие -) |
M - ZbsNbr ѕѕѕѕѕ - ’3 Ws1,s Nbr - ѕѕ Ј m Ry As |
M-ZbsNbR.r ѕѕѕѕ ’3 Ws1,s NbR,r - ѕѕ Ј As Ј m Ry |
M - ZbsNbr.R ѕѕѕѕѕ - ’3 Ws1,s Nbr.R - ѕѕ Ј m Ry As |
-
- sri < mr Rr
В табл. 93 обозначено:
M = M1 + M2 - полный изгибающий момент (принимают так же, как и М1 и М2 с соответствующим знаком);
M1 - изгибающий момент первой стадии работы (нагрузку воспринимает стальная часть конструкции);
M2 - изгибающий момент второй стадии работы (нагрузку воспринимает сталежелезобетонная конструкция), определяемый для статически неопределимых систем с учетом ползучести бетона, обжатия поперечных швов, образования поперечных трещин в растянутых зонах железобетонной плиты, а также усадки бетона и изменений температуры;
sbi, sri - уравновешенные в поперечном сталежелезобетонном сечении напряжения, возникающие на уровне центра тяжести поперечного сечения бетона от его ползучести, обжатия поперечных швов сборной плиты, усадки бетона и изменений температуры (за исключением случая, когда температура железобетонной плиты согласно п. 5.10,г выше, чем стали, и расчеты проводятся по формулам табл. 93*-95) соответственно в бетоне и в продольной арматуре;
Аs = As1 + Aw + As2 - площадь нетто поперечного сечения стальной балки;
Аs1, As2, Aw, Ab, Ar = Ars - площади элементов поперечного сечения соответственно стальных нижнего и верхнего поясов, стальной вертикальной стенки, бетона плиты, продольной ненапрягаемой арматуры плиты;
;
;
-моменты сопротивления;
- условный момент сопротивления на уровне центра тяжести сечения бетона;
Istb, Is - моменты инерции нетто соответственно сталежелезобетонного поперечного сечения балки, приведенного к стали, и поперечного сечения стальной балки;
Zb.stb, Zbs, Zs1.s, Zs2.s - расстояние согласно черт. 16;
- коэффициент приведения, принимаемый по п. 5.16;
nb - коэффициент приведения, принимаемый по п. 5.5;
eb,lim = 0,0016 - предельная (для сталежелезобетонных конструкций) относительная деформация бетона в уровне центра тяжести его поперечного сечения;
Ry, Rb, Rr = Rrs - расчетные сопротивления соответственно материала стальной конструкции по пп. 4.6* и 4.7*, бетона сжатию по п. 3.24*, ненапрягаемой продольной арматуры по п. 3.37*;
’3 = 1 + h (’ - 1) - поправочный коэффициент к моменту сопротивления при расчете прочности стальной балки на совместное действие изгибающего момента и осевой силы;
’3
’4 = ѕ - поправочный коэффициент к моменту сопротивления при
ml проверке стального верхнего пояса, принимаемый
не менее 1,0;
’ - коэффициент, принимаемый по п. 4.26*;
h - коэффициент, принимаемый по табл. 94;
m - коэффициент условий работы стальной конструкции, принимаемый по п. 4.19*;
mb - коэффициент условий работы бетона, принимаемый по п. 3.25;
mr - коэффициент условий работы арматуры, принимаемый по пп. 3.29*-3.45;
- коэффициент условий работы верхнего стального пояса, учитывающий его разгрузку прилегающим недонапряженным бетоном и принимаемый не более 1,2;
k - коэффициент, учитывающий увеличение относительных деформаций бетона при развитии пластических деформаций; при этом k = 1, если 
; в случае если 
[1 + h (’ - 1)] 
, k определяют интерполяцией между предельными значениями k = 1,0 и k = 1,0 + 
.
Черт. 16. Усилия, напряжения и деформации в сталежелезобетонном поперечном сечении, воспринимающем положительный изгибающий момент
Таблица 94
|
As2 |
Значения коэффициента h при N / As m Ry, равном |
| |||||||
|
As1 |
0 |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,98 |
|
|
0,2 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,05 |
1,06 |
|
|
0,4 |
1,0 |
1,04 |
1,08 |
1,12 |
1,14 |
1,16 |
1,19 |
1,20 |
|
|
0,6 |
1,0 |
1,10 |
1,19 |
1,28 |
1,35 |
1,40 |
1,44 |
1,46 |
|
|
0,8 |
1,0 |
1,20 |
1,39 |
1,55 |
1,70 |
1,83 |
1,93 |
1,98 |
|
|
1,0 |
1,0 |
1,29 |
1,63 |
2,04 |
2,47 |
2,86 |
3,20 |
3,38 |
|
Окончание табл. 94
|
As2 |
Значения коэффициента h при N / As m Ry, равном |
| ||||||
|
As1 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
|
|
1 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 | |
|
0 |
0,96 |
0,95 |
0,92 |
0,88 |
0,83 |
0,75 |
0,63 |
|
|
0,2 |
1,07 |
1,06 |
1,05 |
1,02 |
0,99 |
0,90 |
0,75 |
|
|
0,4 |
1,21 |
1,20 |
1,18 |
1,16 |
1,13 |
1,09 |
1,04 |
|
|
0,6 |
1,47 |
1,46 |
1,45 |
1,42 |
1,39 |
1,35 |
1,30 |
|
|
0,8 |
2,00 |
2,02 |
2,01 |
1,99 |
1,97 |
1,91 |
1,84 |
|
|
1,0 |
3,49 |
3,56 |
3,57 |
3,53 |
3,43 |
3,29 |
3,05 |
|
В табл. 93-95 обозначено:
N = Nbr = Ab sb + Ar sr - в случаях А и Г;
N = Nbr,R = Ab Rb + Ar sr - в случае Б при проверке нижнего пояса;
N = Nbr,R = Ab Rb + Ar Rr - в случае Б при проверке верхнего пояса, а также в случае В;
N = NrR = АrRr - в случае Д при проверке верхнего пояса;
N = Nr = Ar sr, но не более ArRr - в случае Д при проверке нижнего пояса.
П р и м е ч а н и я: 1. Случаи А, Б и В следует принимать по п.5.19* (черт. 16), Г и Д - по п. 5.21 (черт. 17).
2. Здесь Аs2 - меньший по площади пояс стальной балки.
3. Над чертой даны значения h для случая, когда напряжения от момента и осевой силы суммируются в меньшем по площади поясе стальной балки; под чертой - для случая, когда напряжения от момента и осевой силы суммируются в большем по площади поясе стальной балки.
4. Нормальную силу N следует принимать растягивающей стальную балку при сжимающих напряжениях в железобетонной плите и сжимающей стальную балку при растягивающих напряжениях в железобетонной плите и арматуре (в формулы силу N в обоих случаях необходимо подставлятъ со знаком «плюс»).
5.20. При расположении нейтральной оси сечения в пределах высоты железобетонной плиты и напряжениях в растянутой части плиты, превосходящих mbRbt по пп. 3.24* и 3.25, в состав сечения следует включать только сжатую часть бетона. Проверку прочности сечения следует выполнять с учетом неравномерного распределения напряжений по(высоте железобетонной плиты.