Страница 2: ДБН 6.2.3-26:2010. Мости і труби сталеві конструкції (32642)

Граничні стани за міцністю та стійкістю форми для сталевих конструкцій мостів можуть бути викликані:

• втратою міцності;
• втратою стійкості форми.

Граничні стани за витривалістю для сталевих конструкцій мостів можуть бути викликані появою тріщин утомленості від дії циклічних навантажень.

1. Граничні стани II групи характеризують стан, який викликає ускладнення або припинення нормальної експлуатації.

Граничні експлуатаційні стани для мостових сталевих конструкцій можуть бути викликані:

• надмірними пружними деформаціями;
• коливаннями та вібраціями від вітру та рухомого навантаження;
• збільшеними динамічними впливами від пошкоджень проїзної частини.

1. Експлуатаційна надійність мосту забезпечується виконанням наступних вимог:

а) обмеження пружних прогинів згідно з ДБН В.2.3-22 для запобігання:

• дискомфорту пішоходів та пасажирів транспортних засобів;
• динамічних впливів на споруду.

б) обмеження коливань для запобігання:

• дискомфорту пішоходів та пасажирів транспортних засобів;
• появи резонансних явищ;
• появи надмірного шуму.

в) обмеження дефектів проїзду для запобігання збільшенню динамічних впливів оцінюються розрахунками витривалості елементів плит проїзду.

Якщо немає інших спеціальних вимог замовника, експлуатаційний граничний стан має прийматися згідно з чинними нормами.

Примітка. Аеропружні явища слід досліджувати для мостів комбінованих систем, вантових, висячих, аркових, рамних та мостів, у яких період власних коливань перевищує 0,5 сек. Оцінка коливань досліджується за частотами, амплітудами та прискореннями.

1. Кожен граничний стан конструкції або її елемента описують нерівністю

і R„(6.1)

де Erf - функція навантаження (значення розрахункового узагальненого впливу - зусилля, деформації тощо). Значення Еj знаходиться від дії характеристичних навантажень, помножених на коефіцієнти надійності у j та динамічні коефіцієнти (1 + ц);

Rj - функція опору (значення розрахункового узагальненого опору перерізу - зусилля,

деформації тощо). Значення jRj - це частка від ділення його характеристичного значення на коефіцієнти ут та уг і множення на коефіцієнт т.

Прийняті познаки:

у j - коефіцієнт надійності за навантаженням;

(1 + (і) - динамічний коефіцієнт;

уш - коефіцієнт надійності за матеріалом елемента, виробу, з’єднання, з оцінки порогу витривалості тощо (таблиця 6.1);

уг - коефіцієнт надійності за відповідальністю споруди згідно з ДБН В.2.3-22;

т - коефіцієнт умови роботи споруди, з’єднання, елемента (таблиця 6.2).

1. Зусилля, напруження та деформації в елементах конструкції знаходяться за умови пружної роботи конструкції або елемента, якщо це не призводить до помилок більше ніж на 5 %. Перерозподіл внутрішніх зусиль за рахунок пластичних деформацій у перерізах може враховуватися за умови спеціального обґрунтування. Навантаження, впливи та відповідні коефіцієнти приймаються згідно з ДБН В.1.2-15.
2. Класи перерізів
3. Елементи і конструкції, що охоплені цими Нормами, в залежності від прийнятого в розрахунках їх напружеио-деформованого стану, розподіляються на два класи перерізів:

• 1-й клас - пружна робота перерізу (напруження не перевищують розрахункового опору текучості, що дорівнюєRy -тіуг);
• 2-й клас - робота перерізу характеризується появою напружень текучості, що дорівнюють Ry-mlуг, по всій висоті балки (пластичний шарнір).

1. Вимоги і обмеження щодо застосування класів перерізів наводяться в додатку В.
2. Розрахункову схему конструкції слід приймати відповідно до її проектної геометричної схеми, при цьому будівельний підйом і деформації від навантаження, як правило, не враховуються.

Зусилля в елементах і переміщення сталевих мостових конструкцій визначаються з умови їх роботи з перерізами брутто.

Геометричну нелінійність, викликану переміщенням елементів конструкцій, слід враховувати при розрахунку систем, які викликають зміну зусиль і переміщень більше ніж на 5 %. Фізичну нелінійність звитих канатних елементів, що викликана повзучістю, слід враховувати при визначенні напружено-деформованого стану мосту.

При визначенні зусиль в елементах конструкцій зварні і фрикційні з’єднання на високоміцних болтах розглядаються як непіддатливі.

1. При розрахунку жорсткі з’єднання елементів у вузлах решітчастих ферм приймаються шарнірними, якщо конструкція зберігає свою незмінюваність, і при цьому для головних ферм відношення висоти перерізу до довжини елементів не перевищує 1:15.

Додаткові напруження в поясах ферм від деформації підвісок враховуються незалежно від відношення висоти перерізу до довжини елемента пояса.

Урахування жорсткості вузлів у решітчастих фермах допускається здійснювати наближеними методами, при цьому визначення осьових зусиль виконується за шарнірною розрахунковою схемою.

1. За вісь елементів прогонових будов приймається лінія, що з’єднує центри ваги їх перерізів. При визначенні положення центра ваги перерізу послаблення його отворами болтових з’єднань не враховується, а послаблення перфорацією приймається постійним по всій довжині елемента. При зміщенні осі елемента наскрізних ферм відносно лінії, що з’єднує центри вузлів, ексцентриситет слід враховувати:

• для І- та П-подібних, коробчастих, двошвелерних елементів - 1,5 % висоти перерізу;
• для Т- та Н-подібних елементів - 0,7 % висоти перерізу.

Згинальні моменти від зміщення осей елементів розподіляються між усіма елементами, що сходяться у вузлі, пропорційно до їх жорсткості і обернено пропорційно до довжини. При цьому кожен згинальний момент приймається таким, що дорівнює добутку ексцентриситету на максимальну величину зусилля в даному елементі в основній розрахунковій системі.

В елементах в’язей із кутників з болтовими з’єднаннями, які центровані по рисках, найближчих до обушка, допускається ексцентриситет, що виникає, не враховувати.

1. При проектуванні необхідно забезпечувати просторову незмінюваність, міцність і витривалість, загальну і місцеву стійкість прогонових будов і опор у цілому, блоків, окремих елементів та їх частин, деталей і з’єднань під дією навантажень, що виникають при виготовленні, транспортуванні і монтажі, а також під впливом експлуатаційних навантажень.
2. При розрахунках міцності і витривалості конструкцій застосовують геометричні характеристики перерізів - нетто, а для розрахунків стійкості - брутто.

Площу нетто поперечного перерізу або його елементів отримують із площі перерізу брутто за винятком отворів і вирізів. Геометричні характеристики перерізу нетто елементів конструкцій знаходять як характеристики з найбільш невигідним послабленням.

Для елементів, послаблених отворами під звичайні болти, при розрахунках міцності і витривалості приймають площі перерізу нетто. При розрахунках стійкості і жорсткості - площі перерізу брутто.

При розрахунках елементів із фрикційними з’єднаннями на високоміцних болтах на витривалість, стійкість і жорсткість приймають площі перерізу брутто; при розрахунках на міцність - площі перерізу нетто з урахуванням того, що половина зусиль, які припадають на даний болт, у розглянутому перерізі вже передано силами тертя.

1. При проектуванні гнучких елементів мостів слід враховувати можливість появи тріщин утомленості від вітрових навантажень.
2. Оцінку роботи елементів та з’єднань конструкцій виконують введенням коефіцієнтів надійності та коефіцієнтів умови роботи.
3. Коефіцієнт надійності для елементів та з’єднань приймають відповідно до таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 - Коефіцієнт надійності для елементів та з’єднань

1. Коефіцієнт умов роботи для мостів і для елементів та з’єднань слід приймати відповідно до таблиці 6.2.

7 РОЗРАХУНКИ МІЦНОСТІ

1. Елементи центрально-розтягнуті і центрально-стиснуті
2. Розрахунки міцності елементів, що зазнають центрального розтягнення або стискання силою N, виконуються за формулою

N

<1,0,(7.1)

NM

де N осьова сила, що діє в перерізі;

NRlj ~ розрахунковий опір перерізу.

Для перерізів з отворами розрахунковий опір NRd розтягу приймається меншим з двох значень

R • т

^pl,Rd ~ Ап ’(7-2)

У г

0,9 • Д.•т

Nu,Rd=An (7.3)

УU ■ Уг

де ш- коефіцієнт умов роботи, що приймають за таблицею 6.2;

уи- коефіцієнт надійності, що приймають за таблицею 6.1;

уг- коефіцієнт відповідальності, що приймають за таблицею 4.1 ДБН В.2.3.-22;

А„- площа нетто згідно з 6.8.

N pl,Rd ~Ап’(7-4)

Уг

1. Елементи, що знаходяться під дією згину
2. Пружні розрахунки міцності елементів для перерізів 1-го класу, що згинаються в одній з головних площин, виконують за формулою

М Rv ' т

— У<-^—,(7.5)

hn Уг

де Іхп - тут і далі в розрахунках міцності момент інерції перерізу нетто, визначений з урахуванням ефективних геометричних характеристик перерізів. Нерівномірності розподілу нормальних напружень по ширині плит враховуються введенням до розрахунків зменшеної ширини плит bef.

Оцінку ефективної ширини плит рекомендується виконувати за результатами розрахунків пружних просторових схем. Допускається оцінювати ефективну ширину плит відповідно до додатка Д.

Розрахунки елементів з урахуванням пластики для перерізів 2-го класу, що згинаються в одній з головних площин, виконукіть за формулою

М Rv'm

<,(7.6)

WPI

де Wpi - пластичний момент опору; обмеження щодо застосування наводиться в додатку В.

1. Пружні розрахунки міцності елементів для перерізів 1-го класу, що згинаються в двох головних площинах, виконують для найбільш навантаженого волокна за формулою

М Mv Rv т

-^-у н —X < ——,(7.7)

4хп4 упУг

мх ^ М,

Згинальні моменти в перерізі та відстані від головних осей приймаются зі своїми знаками. Розрахунки елементів з урахуванням пластичної роботи для перерізів 2-го класу, що згинаються в двох головних площинах, виконують за формулою

<1,(7.8)

Mpl,x,Rd Mpl,y,Rd

Ry -тRy■т

дє Mpl x Rd =-^ Wpl x та Mpl y Rd =-+ Wphy - згинальні моменти опору перерізу

УгУг

відносно осі х тау відповідно;

Wpi х та Wpl - пластичні моменти опору відносно осі х та у відповідно.

1. Елементи, що знаходяться під дією осьової сили і згину
2. Пружні розрахунки міцності позацентрово-стиснутих, стиснуто-зігнутих, позацентрово розтягнутих і розтягнуто-зігнутих елементів для перерізів 1-го класу при згині в одній з головних площин виконуються за формулою

A+2!<V!,(7.9)

AWу

yvnІГ

При розтягу (сила N із знаком"+")М=М1.(7.10)

При стиску (сила N із знаком)М=-—(7.11)

1 + —

де Mj - момент, що діє в розглядуваному перерізі; п2 ЕІ

Ne = Ейлерева критична сила (зі знаком "+") у площині дії моменту, обчислена

І2

для відповідних закріплень стержня.

При гнучкості А, < 60 допускається приймати М = Mv

При виконанні розрахунків за деформованою схемою завжди приймають М = Мх.

Розрахунки елементів з урахуванням пластичної роботи для перерізів 2-го класу, підданих дії осьової сили та згину, виконують за формулою

M<MNM,(7.12)

де MN Rd - розрахунковий пластичний момент опору, зменшений на дію осьової сили N