4.55 Розрахунок на витривалість елементів сталевих конструкцій і їхніх з'єднань (крім канатів) треба виконувати за формулами:
(4.48)
(4.49)
де – абсолютне найбільше нормальне напруження (розтягувальне –додатне) ;
– абсолютне найбільше сколювальне напруження при розрахунку кутових швів на зріз (його напрямок приймається за додатний);
w– коефіцієнт;
m – коефіцієнт умов роботи, прийнятий відповідно до табл. 4.12.
Напруження і слід визначати згідно з формулами табл. 4.29 і формулами (4.69) – (4.78) від навантажень, зазначених в 2.1-2.3.
Таблиця 4.29
|
Напружений стан |
Формули для визначення max, ef |
|
Розтяг або стиснення |
|
|
Згин в одній з головних площин |
|
|
Розтяг або стиснення зі згином в одній з головних площин |
|
|
Згин в двох головних площинах |
|
|
Розтяг або стиснення зі згином в двох головних площинах |
У табл. 4.29 позначено:
M, Mx, My– приведені згинальні моменти в розглянутому перерізі, обумовлені згідно 4.26;
– коефіцієнт, прийнятий рівним 1,05.
Примітка. При розрахунку елементів із фрикційними з'єднаннями на високоміцних болтах у формули табл. 4.29 підставляються характеристики перерізу брутто.
Коефіцієнт w треба визначати за формулою
, (4.50)
де – коефіцієнт, що дорівнює 1,0 для залізничних і пішохідних і 0,7 – для автодорожніх і міських мостів;
– коефіцієнт, що залежить від довжини завантаження лінії впливу при визначенні тах;
– коефіцієнти, що враховують марку сталі і нестаціонарність режиму навантаження;
– ефективний коефіцієнт концентрації напружень, прийнятий відповідно до табл. 1 обов'язкового додатка Я;
– коефіцієнт асиметрії циклу перемінних напружень.
Коефіцієнт має визначатися за формулами:
(4.51)
(4.52)
де max, min– найменші і найбільші за абсолютною величині значення напружень зі своїми знаками, визначені в тому ж перерізі за тими же формулами, що і max,ef, max,ef; при цьому слід приймати – 1,0.
У формулі (4.50) верхні знаки в дужках треба приймати при розрахунку згідно з формулою (4.48), якщо
тах > 0, і завжди при розрахунку згідно з формулою (4.49).
Коефіцієнти і треба приймати згідно до табл. 4.30.
Таблиця 4.30
|
Сталь з нормативним опором, визначеним за границею текучості, МПа |
Значення коефіцієнта |
|
|
|
|
|
|
до 250 251 – 350 351 і більше |
0,64 0,72 0,81 |
0,20 0,24 0,20 |
При обчисленні коефіцієнтів w для зварних швів приймаються ті ж значення коефіцієнтів і , що і для металу елемента.
Коефіцієнт слід приймати такими ,що дорівнює:
при ≥22м =1;
при l<22м = (4.53)
де значення v і мають прийматися згідно до табл. 4.31.
Таблиця 4.31
|
Ефективний коефіцієнт концентрації напружень |
Величини коефіцієнтів та для сталей з нормативним опором, визначеним за границею текучості, МПа |
|||
|
до 250 |
251 та більше |
|||
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
1,45 |
0,0205 |
1,65 |
0,0295 |
|
1,1 |
1,48 |
0,0218 |
1,69 |
0,0315 |
|
1,2 |
1,51 |
0,0232 |
1,74 |
0,0335 |
|
1,3 |
1,54 |
0,0245 |
1,79 |
0,0355 |
|
1,4 |
1,57 |
0,0258 |
1,83 |
0,0375 |
|
1,5 |
1,60 |
0,0271 |
1,87 |
0,0390 |
|
1,6 |
1,63 |
0,0285 |
1,91 |
0,0415 |
|
1,7 |
1,66 |
0,0298 |
1,96 |
0,0436 |
|
1,8 |
1,69 |
0,0311 |
2,0 |
0,0455 |
|
1,9 |
1,71 |
0,0325 |
2,04 |
0,0475 |
|
2,0 |
1,74 |
0,0338 |
2,09 |
0,0495 |
|
2,2 |
1,80 |
0,0364 |
2,18 |
0,0536 |
|
2,3 |
1,83 |
0,0377 |
2,23 |
0,0556 |
|
2,4 |
1,86 |
0,0390 |
2,27 |
0,0576 |
|
2,5 |
1,89 |
0,0404 |
2,31 |
0,0596 |
|
2,6 |
1,92 |
0,0417 |
2,36 |
0,0616 |
|
2,7 |
1,95 |
0,0430 |
2,40 |
0,0636 |
|
3,1 |
2,07 |
0,0483 |
2,57 |
0,0716 |
|
3,2 |
2,10 |
0,0496 |
2,62 |
0,0737 |
|
3,4 |
2,15 |
0,0523 |
2,71 |
0,0777 |
|
3,5 |
- |
- |
2,75 |
0,0797 |
|
3,7 |
- |
- |
2,84 |
0,0837 |
|
4,4 |
- |
- |
3,15 |
0,0977 |
4.56 Розрахунок канатів на витривалість треба виконувати згідно з формулою
maxm1wsRdhm , (4.54)
де т1 – коефіцієнт умов роботи каната при розрахунку на витривалість, що дорівнює: для гнучких несучих елементів вантових і висячих мостів без індивідуального регулювання зусиль у
канатах – 0,83;
для напружуваних елементів попередньо напружених конструкцій і гнучких несучих елементів вантових і висячих мостів при індивідуальному регулюванні зусиль у канатах, у тому числі за величиною стріли прогину при монтажі канатів, – 1,0;
Rdh– розрахунковий опір канатів, що визначається згідно з 4.31;
ws – коефіцієнт, що враховує змінність напружень і визначуваний згідно з формулою
, (4.55)
де – коефіцієнти, прийняті згідно з 4.55;
s– ефективний коефіцієнт концентрації напружень, значення якого приймаються відповідно до табл. 2 обов'язкового додатка Я;
т – коефіцієнт умов роботи, прийнятий відповідно до табл. 4.12.
4.57 У розрахунках міцності елементів і з'єднань решітчастих головних ферм при відношенні висоти перерізу до довжини елемента понад 1/15 треба враховувати згинальні моменти від жорсткості вузлів. Ця вимога стосується і розрахунків на витривалість елементів решітчастих головних ферм з вузловими з'єднаннями на високоміцних болтах. При зварних вузлових з'єднаннях розрахунок на витривалість необхідно виконувати з урахуванням згинальних моментів від жорсткості вузлів незалежно від величини відношення висоти перерізу до довжини елементів.
Розрахунок міцності решітчастих головних ферм, які мають у рівні проїзду пояс, що працює на спільну дію осьових зусиль і згину від позавузлового прикладання навантаження, необхідно виконувати з урахуванням жорсткості вузлів зазначеного пояса незалежно від відношення висоти перерізу до довжини панелі. Врахування жорстокості інших вузлів треба виконувати, як зазначено вище.
В усіх зазначених випадках у розрахунках міцності згинальні моменти від жорсткості вузлів треба зменшувати на 20 %.
Згинальні моменти від примикання в’язей або горизонтальних діафрагм з ексцентриситетом і від неповного (згідно з 4.20) центрування елементів ферм слід враховувати цілком. Ця вимога поширюється і на врахування згинальних моментів, що виникають у горизонтальних і похилих елементах решітчастих головних ферм і в’язях від їхньої власної ваги. При цьому допускається приймати ці згинальні моменти розподіленими за параболою з ординатами посередині довжини елемента і на кінцях його, рівними 0,6 моменту для вільно обпертого елемента.
4.58 У розрахунках стійкості елементів решітчастих головних ферм згинальні моменти від жорсткості вузлів, впливів в’язей і поперечних балок допускається не враховувати. Елементи решітчастих ферм, що мають замкнутий коробчатий переріз з відношення розмірів сторін не більше двох, припускається розраховувати на стійкість за плоскими згинаними формами відносно горизонтальної та вертикальної осі перерізу.
4.59 Стійки, розпорки, стяжки, в'язі й інші елементи прогонової будови, використовувані для зменшення вільної довжини стиснутих елементів, слід розраховувати на стиск і розтягання силою, що дорівнює 3 % поздовжнього зусилля в стиснутому елементі.
4.60 В аркових мостах з передачею розпору на опори поздовжні в'язі між арками треба розраховувати як елементи балкової ферми, затисненої за кінцях.
У розрізних балкових прогонових будовах вітрова ферма, утворена поясами головних ферм і поздовжніх в’язей, вважається розрізною балковою, рухомо-обпертою у своїй площині на портали або опорні частини. В арках і при полігональному обрисі поясів ферм допускається визначення зусиль у поясах вітрової ферми як для плоскої ферми з діленням отриманих результатів на косинус кута нахилу даного елемента до горизонталі.
У нерозрізних балкових прогонових будовах з їздою понизу вітрові ферми, утворені поясами головних ферм і поздовжніх в’язей, треба розраховувати як нерозрізні балкові, вважаючи верхню рухомо-обпертою на пружні опори – портали на кінцевих опорах і на кожній проміжній опорі головних ферм, а нижню – обпертою на жорсткі опори – опорні частини.
4.61 Елементи головних ферм і в’язей на згин від впливу вітру припускається не розраховувати.
Опорні портали треба розраховувати на вплив реакцій відповідної вітрової ферми, при цьому в нижніх поясах балкових прогонових будов слід враховувати горизонтальні складові поздовжніх зусиль у ногах похилих опорних порталів.
4.62 Пояси головних ферм і елементи решітки, що примикають до опорного вузла, необхідно розраховувати на осьову силу і згинальний момент від переданих з ексцентриситетом на нерухому опорну частину поздовжніх сил гальмування або тяги, а також на згинальний момент від ексцентриситету реакції однокотковой опорної частини відносно центра опорного вузла.
Розподіл згинальних моментів між елементами опорного вузла необхідно приймати згідно
з 4.20.
4.63 Поперечні підкріплення, утворені в прогонових будовах коробчатого і П-подібного перерізів решітчастими або суцільностінчатими діафрагмами, а також поперечними ребрами й листами ортотропних плит і стінок балок, повинні бути перевірені на міцність, стійкість і витривалість на зусилля, що визначаються, як правило, просторовим розрахунком прогонових будов.
Припускається розраховувати поперечні підкріплення як рами або балки, конфігурація яких відповідає поперечнику прогонової будови, а до складу перерізу крім поперечних ребер або діафрагм – решітчастих або суцільностінчатих – входить лист загальною шириною, що дорівнює 0,2 відстані між сусідніми стінками головних балок, але не більше відстані між поперечними підкріпленнями.
Поперечні підкріплення в опорних перерізах мають жорсткі опори в місці розташування опорних частин. Ці підкріплення необхідно розраховувати на опорні реакції, місцеве вертикальне навантаження і розподілені за контуром поперечного переріза в листах стінок і ортотропних плит дотичні напруження від згину і кручення прогонів, що примикають до даної опори.
Поперечні підкріплення, розташовані в прогоні, у тому числі в місцях прикладання зосереджених сил (наприклад, зусиль від вант), треба розраховувати з врахуванням усіх зовнішніх сил і дотичних напружень в листах стінок і ортотропних плит від згину і кручення.
4.64 У розрахунках на міцність і витривалість прямолінійних залізничних прогонових будов, розташованих на кривих ділянках шляху з радіусом менше 1000 м, слід враховувати зусилля, що виникають при крученні прогонової будови як просторової конструкції.
4.65 При багатостадійному зведенні конструкції міцність перерізів на проміжних стадіях монтажу слід перевіряти згідно з формулами (4.4)–(4.21), приймаючи при цьому коефіцієнти ,х, у,,х,у такими, що дорівнюють 1,0.
4.66 Поздовжні деформації вантів прогонових будов вантових систем треба визначати, приймаючи приведений модуль пружності, що обчислюється за формулою
, (4.56)
де Е – модуль пружності каната, прийнятий за п. 4.16;
– густина матеріалу каната;
g – прискорення сили тяжіння;
l – горизонтальна проекція ванта;
А – площа поперечного перерізу каната;
S1,S2– відповідно початкове і кінцеве значення зусилля у ванту – до і після прикладення навантаження, на яке виконується розрахунок.
Зусилля у вантах слід визначати послідовними наближеннями.
4.67 Пілони вантових і висячих мостів повинні бути перевірені за міцністю і стійкістю на основі деформаційних розрахунків.
Гнучкість пілона при перевірці загальної стійкості необхідно визначати з урахуванням перемінної жорсткості, умов його закріплення і навантаження на фундаментах і у вузлах примикання ригелів, кабелів і вант.
