Таблица 1.2 Технико-экономические показатели варианта моста
2 Исходные данные к расчету моста
К расчету задано пролетное строение из составных пакетов с колодками, с нагрузкой С9 .Сближена рамно-свайная опора.
Пакет рассчитывают на воздействие постоянных и временной нагрузок.
Из постоянных нагрузок учитывают:
- нагрузку от веса мостового полотна;
- нагрузку от тротуаров и перил;
- нагрузку от веса пакетов.
Нормативную временную вертикальную эквивалентную нагрузку от подвижного состава железных дорог (СК) принимают в зависимости от характеристик линии влияния: длины загружения и от относительного положения вершины линии влияния на длине загружаемого участка соответствующего усилия и класса временной нагрузки К.
В курсовой работе задан класс нагрузки – С9.
Габарит проезда «С» - предельное перпендикулярное оси очертание, внутрь которого не должны заходить никакие сооружения. Ширина габарита «С» равна 4900 мм.
Порода дерева – сосна. Расчетные характеристики сосны первого сорта приведены в таблице 2.1
Напряжённое состояние и характеристика элементов
Расчётные сопротивления, МПа, при влажности, %
обозначение
25 и менее
свыше 25
Изгиб элементов из бревен естественной коничности
Rdb
15,7
15,2
Сжатие и смятие вдоль волокон
Rdc, Rdqs
14,7
11,8
Сжатие и смятие всей поверхности поперёк волокон
Rdq
1,77
1,47
Сжатие и смятие местное поперёк волокон
Rdqa
определяем по формуле (1)
Скалывание вдоль волокон при изгибе
Rdab
2,35
2,15
Скалывание в пределах длины не более 10 глубин врезки и двух толщин брутто элемента вдоль волокон
Rdam
1,57
Таблица 2.1 Расчетные характеристики сосны первого сорта
,
где - длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.
Расчёт моста ведётся по методу предельных состояний. Предельное состояние – это такое состояние, когда сооружение или его основание под влиянием силовых воздействий перестаёт удовлетворять условиям эксплуатации или затрудняется его эксплуатация. Существует две группы предельных состояний:
1) Предельное состояние, при котором эксплуатация сооружения должна быть прекращена. Соответствующие этой группе расчёты деревянного моста:
-расчёт на прочность (σ, τ, - M, N, Q) – расчёт на однократное воздействие нагрузки
-расчёт на общую устойчивость формы
-расчёт на местную устойчивость формы
-расчёт на устойчивость положения конструкции – против опрокидывания или сдвига
2) Предельное состояние, при котором эксплуатация возможна, но с ограничениями (скорости, веса и др.). К ней относят (для деревянных мостов):
-расчёты по величине продольного прогиба
Определение усилий и моментов.
При расчёте конструкций деревянных мостов допускается:
-усилия в элементах и соединениях определять, предполагая упругую работу материала;
-пространственную конструкцию расчленять на отдельные плоские системы и рассчитывать их на прочность без учёта податливости элементов;
-узловые соединения элементов сквозных конструкций принимать при расчётах шарнирные;
-не учитывать напряжения и деформации от изменения температуры, а также возникающие при усушке и разбухании древесины;
-считать, что укосины, диагональные связи и раскосы не участвуют в восприятии вертикальных усилий, передаваемых насадками на стойки.
Рис. 3.1 Эскиз
3.2.1 Расчетная схема
Рис. 3.2 Расчетная схема
3.2.2 Сбор нагрузок
- нагрузку от веса мостового полотна:
- нагрузку от тротуаров и перил - нагрузку от веса пакетов:
4,6354
где - удельный вес древесины, кН/м3; 0,036 м2 - площадь сечения одного бруса в пакете, м2; - количество пакетов в поперечном сечении моста; - количество брусьев в одном пакете; 1,05 – коэффициент, учитывающий вес элементов, скрепляющих пакеты.
Нормативная временная вертикальная эквивалентная нагрузка от подвижного состава – С9.
158,7931
181,4800
3.2.3 Определение расчетных усилий
Расчетные усилия в пакете , кНм, и ,кН определяют с использованием линий влияния этих усилий по формулам:
.
где – коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ; - коэффициент надежности по временной вертикальной нагрузке [1, п. 2.23*]; - количество пакетов в поперечном сечении моста; - динамический коэффициент [1, п. 2.22*]; – нормативная временная вертикальная нагрузка от подвижного состава железных дорог СК, кН/м: ; ; и - площади линий влияния и .
Геометрические характеристики сечения составной балки пакета.
Принятые размеры бруса пакета: ;
Принятые размеры колодки:
Схемы к определению геометрических характеристик составной балки пакета с соединением на металлических шпонках приведены на рисунке 2.2
Рис. 3.3 Расчетные схемы к определению геометрических характеристик: а – схема соединения; б – сечение балки брутто; в – сечение балки нетто
Сечение нетто.
Положение центра тяжести сечения нетто составной балки:
где – моменты инерции сечений соответственно первого, второго и третьего брусьев относительно осей, проходящих через их центры тяжести; – площади сечений брусьев, соответственно первого и третьего сечений,; - расстояния от оси, проходящей через центр тяжести среднего бруса, соответственно до оси, проходящей через центр нижнего и верхнего брусьев, м.
;
где - расстояние от кромки сечения балки, наиболее удаленной от нейтральной оси, м.
Сечение брутто.
Sbr=0.0009+0.0002+0.0357*0.25+0,0179*0.0525=0,011м3
где - момент инерции составного сечения брутто; - определяют как статический момент площади сечения, лежащей выше нейтральной оси сечения;
0,8*1*15,7
Условие выполняется
Анализ результатов:
где -расчетные усилия в одном составном пакете соответственно, МН*м. , Int – геометрические характеристики одной составной балки, определенные как для целого сечения; – коэффициент условия работы [1, п. 6.33]; - коэффициент перехода для расчетных сопротивлений древесины; - расчетное сопротивление сосны при изгибе; – количество составных балок в одном составном пакете; – коэффициент сплошности при трех ярусах бревен в составной балке;
3.2.5 По скалывающим напряжениям:
где – расчетные усилия в одном составном пакете соответственно, кН; – количество составных балок в одном составном пакете; – коэффициент сплошности при трех ярусах бревен в составной балке; , , – геометрические характеристики одной составной балки, определенные как для целого сечения; – коэффициент условия работы [1, п. 6.33]; - коэффициент перехода для расчетных сопротивлений древесины;; - расчетное сопротивление сосны скалыванию вдоль волокон при изгибе
Вывод: Принятое сечение бруса 0,21×0,17 м2 удовлетворяет условиям прочности но нормальным и скалывающим напряжениям, уменьшение размеров которого приведет к невыполнению условия прочности но нормальным напряжениям
Рис. 2.3 Расчетная схема
Расчетное давление в месте опирания пакета на насадку определяют по формуле:
где - количество пакетов в пролетном строении; - динамический коэффициент [1, п. 2.22*]; - коэффициент сочетаний для временной вертикальной нагрузки от подвижного состава железных дорог [1, п. 2.2]; - нормативная временная вертикальная нагрузка СК соответственно при расчете пакетов, кН/м; - площадь линии влияния соответственно при расчете пакета, м; – коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ; - коэффициент надежности по временной вертикальной нагрузке.
3.2.9 Условие прочности пакета по смятию в местах его опирания на насадку
где - площадь смятия между брусом пакета и насадкой опоры, ; – количество площадок смятия в одном пакете; - расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины элемента.
где – ширина бруса понизу составной балки, м; – ширина насадки поверху.
где - сжатие и смятие всей поверхности поперек волокон,; - длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.
Вывод: Две насадки сечением 0.22*0.22 удовлетворяют условие прочности
Страницы: 1, 2, 3