Страница 29: ДБН В.2.3-14:2006. Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування (56223)

Розрахунки

Загальні положення

4.18 Розрахункову схему конструкції слід приймати відповідно до її проектної геометричної схеми, при цьому будівельний підйом і деформації під навантаженням, як правило, не враховуються.

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

Геометричну нелінійність, викликану переміщенням елементів конструкцій, слід враховувати при розрахунку систем, у яких її врахування викликає зміну зусиль і переміщень більш ніж на 5%.

При виконанні розрахунків з урахуванням геометричної нелінійності треба визначати зміни в напрямку дії сил, зв'язані з загальними деформаціями системи (вистежувальний ефект).

При визначенні зусиль в елементах конструкцій з'єднання зварні і фрикційні на високоміцних болтах слід розглядати як непіддатливі.

При розрахунку вантових і висячих мостів із гнучкими несучими елементами з кручених канатів з металевим сердечником – враховувати їхню поздовжню і поперечну повзучість за даними виробника.

4.19 Жорсткі з'єднання елементів у вузлах решітчастих ферм допускається приймати при розрахунку шарнірними, якщо при такому припущенні конструкція зберігає свою незмінюваність, при цьому для головних ферм відношення висоти перерізу до довжини елементів не повинне, як правило, перевищувати 1:15 .

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

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

4.20 За вісь елемента прогонових будов приймається лінія, що з'єднує центри ваги їхніх перерізів. При визначенні положення центру ваги перерізу посліблення його отворами болтових з'єднань не враховується, а послаблення перфорацією приймається постійним по всій довжині елемента. При зміщуванні осі елемента наскрізних ферм відносно лінії, що з'єднує центри вузлів, ексцентриситет треба, враховувати в розрахунку, якщо він перевершує:

• для П-подібних, коробчатих, двошвелерних і двотаврових елементів – 1,5 % висоти перерізу;

• для таврових і Н-подібних елементів – 0,7 % висоти перерізу.

Згинальні моменти від зміщування осей елементів розподіляються між усіма елементами, що сходяться у вузлі, пропорційно до їхньої жорсткості і обернено пропорційно до довжини. При цьому кожен згинальний момент слід приймати рівним добутку ексцентриситету на максимальну величину зусилля в даному елементі в основній розрахунковій системі.

В елементах вязей з кутників з болтовими зєднаннями, центрованих по рисках, найближчих до обушка, припускається виникаючий при цьому ексцентриситет не враховувати.

4.21 Розподіл тимчасового навантаження в елементах багатобалкових прогонових будов з суцільними головними балками, які обєднано жорсткими поперечними вязями, при відношенні довжини прольоту до ширини понад 4 дозволяється визначати за теорією тонкостінних стержнів, приймаючи при цьому гіпотезу про недеформівність контура поперечного перерізу. В інших випадках необхідно враховувати деформації контура поперечного перерізу.

4.22 При проектуванні необхідно забезпечувати просторову незмінюваність, міцність, загальну і місцеву стійкість прогонових будов і опор у цілому, блоків, окремих елементів, їхніх частин, деталей і з'єднань під дією навантажень, що виникають при виготовленні, транспортуванні і монтажі, під впливом експлуатаційних навантажень, і витривалість.

Для елементів, послаблених отворами під звичайні болти, при розрахунках міцності і витривалості слід приймати площі перерізу нетто, стійкості і жорсткості – площі перерізу брутто.

При розрахунках елементів із фрикційними з'єднаннями на високоміцних болтах на витривалість, стійкість і жорсткість слід приймати площі перерізу брутто, при розрахунках на міцність – площі перерізу нетто з врахуванням того, що половина зусиль, що припадає на даний болт, у розглянутому перерізі вже передано силами тертя.

Геометричні характеристики перерізу нетто елементів конструкцій треба відшукувати, визначаючи найбільш невигідне послаблення.

Розрахунки міцності

Центрально-розтягнуті і центрально-стиснуті елементи

4.23 Розрахунок міцності елементів, що зазнають центрального розтягання або стискання силою N, слід виконувати згідно з формулою

(4.4)

Тут і в 4.24-4.30 m – коефіцієнт умов роботи, що приймається згідно з табл. 4.12.

Згинані елементи

4.24 Розрахунок міцності елементів, згинаних в одній з головних площин, має виконуватися згідно з формулою

(4.5)

де  – коефіцієнт, що враховує обмежений розвиток пластичних деформацій у перерізі й визначається за формулами (4.6) і (4.7) за умови виконання вимог 4.30;

W_n– тут і далі в розрахунках міцності – мінімальний момент опору перерізу нетто, визначений з урахуванням ефективної ширини пояса b_ef.

При одночасній дії в перерізі згинального моменту М и поперечної сили Q коефіцієнт слід визначати за формулами:

при _т 0,25R_S

= ₁; (4.6)

при 0,25R_S<_m R_s

(4.7)

при цьому 0 ₁

тут _1 –коефіцієнт, прийнятий для двотаврових, коробчатих і таврових перерізів – згідно з табл. 4.13, для кільцевих перерізів – таким, що дорівнює 1,15, для прямокутних суцільних і
Н-подібних – 1,25;

– середнє дотичне напруження в стінці балки,

Тут – для коробчатих перерізів;

– для двотаврових перерізів;

Q_u– гранична поперечна сила, що визначається згідно з формулою

причому ₂ приймається згідно з формулою (4.23).

Ефективну ширину пояса b_ef при обчисленні W_n слід визначати згідно з формулою

b_ef=b_i (4.8)

де v – коефіцієнт приведення нерівномірно розподілених напружень на ширині ділянок пояса b_і до умовно рівномірно розподілених напружень по всій ефективній ширині пояса b_еf. Його належить прийняти відповідно до табл. 4.14;

b_i– ширина ділянки пояса, що міститься в розглянутому перерізі між двома точками з максимальними напруженнями _тах (тоді b_і= b) або між такою точкою і краєм пояса (b_i = b_k), при цьому повинні виконуватися умови b  0,04l і b_k 0,02l (у протилежному випадку v = 1);

l – довжина прогону розрізної балки або відстань між точками нульових моментів у нерозрізній балці.

4.25 Розрахунок міцності елементів, що згинаються в двох головних площинах, слід виконувати:

• з двотавровими і коробчатими перерізами з двома осями симетрії – згідно з формулою

(4.9)

• с перерізами інших типів – згідно з формулою

(4.10)

де _х, _у– коефіцієнти, що визначається за формулами (4.6) і (4.7) як незалежні величини для випадків згину відносно осей х і у.

_x, _y – коефіцієнти, що визначаються

– для двотаврових перерізів із двома осями симетрії – за формулами:

(4.11)

– для коробчатих перерізів із двома осями симетрії – за формулами:

(4.12)

де (4.13)

Таблиця 4.13

Таблиця 4.14

У табл. 4.14 позначено:

_min,_max – максимальне і мінімальне напруження на даній ділянці пояса шириною b_і, визначені розрахунком просторової конструкції в пружній стадії.

Примітка. При наявності вирізів в ортотропних плитах для пропуску тіла пілона, обривів плити у відсіках багатосекційного коробчатого перерізу, при інших порушеннях регулярності конструкції, а також у перерізах, де прикладено зосереджені сили, значення коефіцієнтів v слід визначати за спеціальною методикою.