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 плиты l |
Расчетная величина свеса плиты |
|
Свес в сторону соседнего стального элемента b |
Св. 4В |
В/2 |
|
|
Менее 4В |
a + 6tsl, но не более В/2 и не менее l/8 |
|
Свес в сторону консоли bc |
Св. 12С |
С |
|
|
Менее 12С |
a + 6tsl,c, но не более С и не менее l/12 |
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 b на уровне центра тяжести железобетонной плиты и напряжения в продольной арматуре ??r, отвечающего деформации бетона при напряжении b.
____________
1 Вызывающего в верхнем поясе сжатие.
Таблица 93*
|
Критерии и проверки |
Формулы для критериев и проверок прочности в расчетных случаях |
||
|
|
А |
Б |
В |
|
Критерии: |
|
|
|
|
соотношения жесткостей |
Eb Ib 0,2 Est Is |
- |
- |
|
напряжений в бетоне (сжатие +, растяжение -) |
- bi < mb Rb |
- bi mb Rb |
|
|
напряжений в расчетной продольной арматуре (сжатие +, растяжение -) |
- ri < mr Rr |
- ri mr Rr |
|
|
Проверки: |
|
|
|
|
железобетона (сжатие +, растяжение -) |
- |
- |
|
|
стального верхнего пояса (сжатие +, растяжение -) |
M - ZbsNbr ¾¾¾¾¾ - æ4 Ws2.s Nbr - ml m Ry As |
M - ZbsNbr.R ¾¾¾¾¾ - æ3 Ws2.s Nbr.R - m Ry As |
|
|
стального нижнего пояса (растяжение +, сжатие -) |
M - ZbsNbr ¾¾¾¾¾ - æ3 Ws1,s Nbr - m Ry As |
M-ZbsNbR.r ¾¾¾¾ æ3 Ws1,s NbR,r - m Ry As |
M - ZbsNbr.R ¾¾¾¾¾ - æ3 Ws1,s Nbr.R - m Ry As |
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;
bi, ri - 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;
b,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*;
æ3 = 1 + h (æ - 1) - поправочный коэффициент к моменту сопротивления при расчете прочности стальной балки на совместное действие изгибающего момента и осевой силы;
æ3
æ4 = - поправочный коэффициент к моменту сопротивления при проверке
ml стального верхнего пояса, принимаемый не менее 1,0;
æ - коэффициент, принимаемый по п. 4.26*;
?? - 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 + (æ - 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 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 0,98 |
1,0 0,94 |
1,0 0,90 |
1,0 0,87 |
1,0 0,81 |
1,0 0,75 |
0,98 0,67 |
|
0,2 |
1,0 1,0 |
1,0 0,97 |
1,0 0,92 |
1,02 0,87 |
1,03 0,80 |
1,04 0,70 |
1,05 0,57 |
1,06 0,38 |
|
0,4 |
1,0 1,0 |
1,04 0,90 |
1,08 0,80 |
1,12 0,67 |
1,14 0,52 |
1,16 0,34 |
1,19 0,53 |
1,20 0,68 |
|
0,6 |
1,0 1,0 |
1,10 0,84 |
1,19 0,64 |
1,28 0,40 |
1,35 0,56 |
1,40 0,75 |
1,44 0,95 |
1,46 1,13 |
|
0,8 |
1,0 1,0 |
1,20 0,61 |
1,39 0,51 |
1,55 0,84 |
1,70 1,12 |
1,83 1,36 |
1,93 1,60 |
1,98 1,86 |
|
1,0 |
1,0 1,0 |
1,29 1,29 |
1,63 1,63 |
2,04 2,04 |
2,47 2,47 |
2,86 2,86 |
3,20 3,20 |
3,38 3,38 |
Окончание табл. 94
|
As2 |
Значения коэффициента ?? 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 0,58 |
0,95 0,45 |
0,92 0,28 |
0,88 0,52 |
0,83 0,68 |
0,75 0,76 |
0,63 0,82 |
|
0,2 |
1,07 0,49 |
1,06 0,61 |
1,05 0,72 |
1,02 0,82 |
0,99 0,91 |
0,90 0,99 |
0,75 1,05 |
|
0,4 |
1,21 0,84 |
1,20 0,98 |
1,18 1,12 |
1,16 1,22 |
1,13 1,30 |
1,09 1,38 |
1,04 1,42 |
|
0,6 |
1,47 1,30 |
1,46 1,45 |
1,45 1,58 |
1,42 1,69 |
1,39 1,76 |
1,35 1,84 |
1,30 1,90 |
|
0,8 |
2,00 2,08 |
2,02 2,29 |
2,01 2,47 |
1,99 2,52 |
1,97 2,50 |
1,91 2,46 |
1,84 2,38 |
|
1,0 |
3,49 3,49 |
3,56 3,56 |
3,57 3,57 |
3,53 3,53 |
3,43 3,43 |
3,29 3,29 |
3,05 3,05 |
В табл. 93-95 обозначено:
N = Nbr = Ab sb + Ar sr - в случаях А и Г;
N = Nbr,R = Ab Rb + Ar r - 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 r, но не более ArRr - в случае Д при проверке нижнего пояса.
Примечания: 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 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.
5.21. Расчет сталежелезобетонной балки на воздействие отрицательного изгибающего момента1 следует выполнять по формулам табл. 95 по одному из расчетных случаев Г или Д (черт. 17) в зависимости от величины напряжения в бетоне b на уровне центра тяжести железобетонной плиты.
