Саламахин П.М. Инженерные сооружения в транспортном строительстве (Книга 1)

Подождите немного. Документ загружается.

271

Îñîáåííîñòè ðàáîòû è ðàñ÷åòà ëèñòà íàñòèëà îðòîòðîïíîé ïëè-

òû. Ëèñò íàñòèëà îðòîòðîïíîé ïëèòû ïðè âîçäåéñòâèè âðåìåííîé

íàãðóçêè èñïûòûâàåò ñëîæíîå íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå.

Âî-ïåðâûõ, íà ïðîëåòå ìåæäó ïðîäîëüíûìè ðåáðàìè îí ðàáî-

òàåò íà èçãèá îò ìåñòíîãî äåéñòâèÿ âðåìåííîé íàãðóçêè è ñîá-

ñòâåííîãî âåñà ïîêðûòèÿ. Ïðè ýòîì â íåì âîçíèêàþò è ðàñòÿãèâà-

þùèå íàïðÿæåíèÿ â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî åãî êðîìêè çàêðåïëåíû íà

ïðîäîëüíûõ ðåáðàõ-îïîðàõ è íå ìîãóò ñìåùàòüñÿ. Âåëè÷èíà ýòèõ

íàïðÿæåíèé ïðè ðåàëüíîé òîëùèíå ëèñòà íåâåëèêà, èìè îáû÷íî

ïðåíåáðåãàþò. Âî-âòîðûõ, îí âûñòóïàåò â êà÷åñòâå âåðõíåãî ïîÿñà

ïðîäîëüíîãî ðåáðà, ðàáîòàþùåãî íà èçãèá îò ìåñòíîãî äåéñòâèÿ

âðåìåííûõ è ïîñòîÿííûõ íàãðóçîê. Â-òðåòüèõ, îí âûñòóïàåò â êà-

÷åñòâå âåðõíåãî ïîÿñà ïîïåðå÷íîãî ðåáðà, ðàáîòàþùåãî íà èçãèá

îò ìåñòíîãî äåéñòâèÿ âðåìåííûõ è ïîñòîÿííûõ íàãðóçîê. Êðîìå

òîãî, â ñîñòàâå ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïðîëåòíîãî ñòðîåíèÿ îí ïðè-

íèìàåò ó÷àñòèå â åãî ðàáîòå íà îáùåå äåéñòâèå âðåìåííîé è ïî-

ñòîÿííîé íàãðóçîê.

Ïî ñóùåñòâóþùèì íîðìàì ïðîåêòèðîâàíèÿ ìîñòîâ ëèñò íà-

ñòèëà íà ìåñòíîå äåéñòâèå íàãðóçêè íå ðàññ÷èòûâàþò. Òîëùèíà

ëèñòà íàçíà÷àåòñÿ ïî óñëîâèþ åãî æåñòêîñòè íà ïðîëåòå ìåæäó

ïðîäîëüíûìè ðåáðàìè â öåëÿõ îáåñïå÷åíèÿ áëàãîïðèÿòíûõ óñëî-

âèé ðàáîòû àñôàëüòîáåòîííîãî ïîêðûòèÿ. Ïðîãèá ëèñòà îò ìåñò-

íîãî äåéñòâèÿ âðåìåííîé íàãðóçêè íå äîëæåí áûòü áîëüøå 1/300

ïðîëåòà. Êðîìå òîãî, ïî êîððîçèîííîé ñòîéêîñòè îí íå äîëæåí

áûòü ìåíüøå 12¾14 ìì.

Îñîáåííîñòè ðàáîòû è ðàñ÷åòà ïðîäîëüíûõ ðåáåð îðòîòðîïíîé

ïëèòû. Ïðîäîëüíûå ðåáðà îðòîòðîïíîé ïëèòû ðàáîòàþò íà ìåñò-

íîå äåéñòâèå âðåìåííîé è ïîñòîÿííîé íàãðóçîê íà ïðîëåòå ìåæäó

ïîïåðå÷íûìè ðåáðàìè è â ñîñòàâå ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïðîëåò-

íîãî ñòðîåíèÿ íà îáùåå äåéñòâèå âðåìåííîé è ïîñòîÿííîé íàãðó-

çîê. Ïðè ðàñ÷åòå ïðîäîëüíûõ ðåáåð íà ìåñòíîå äåéñòâèå íàãðóçêè

ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî îíè ÿâëÿþòñÿ íåðàçðåçíûìè íà óïðóãèõ

îïîðàõ, êîòîðûìè ÿâëÿþòñÿ ïîïåðå÷íûå ðåáðà. Óïðóãîñòü îïèðà-

íèÿ ïðîäîëüíûõ ðåáåð çàâèñèò îò óäàëåíèÿ èõ îò ñòåíêè ãëàâíîé

áàëêè (ðèñ. 12.1). ×åì äàëüøå îò ñòåíêè ãëàâíîé áàëêè, òåì óïðó-

ãîñòü îïîðû ìåíüøå, à ÷åì áëèæå, òåì áîëüøå. Ìîæíî ñ÷èòàòü,

÷òî ïðîäîëüíîå ðåáðî, íàõîäÿùååñÿ ó ãëàâíîé áàëêè, ðàáîòàåò

êàê áàëêà íà æåñòêèõ îïîðàõ. Ïî ìåðå óäàëåíèÿ îò ãëàâíîé áàëêè

óñëîâèÿ ðàáîòû ïðîäîëüíûõ ðåáåð â áîëüøåé ìåðå ñîîòâåòñòâóþò

ðàáîòå áàëîê íà óïðóãî îñåäàþùèõ îïîðàõ.

Ýòà îñîáåííîñòü ñîâìåñòíîé ðàáîòû ïðîäîëüíûõ ðåáåð ñ ïîïå-

ðå÷íûìè ñòðîãî ó÷èòûâàåòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè ñëåäóþùåãî äèô-

ôåðåíöèàëüíîãî óðàâíåíèÿ èçãèáà îðòîòðîïíîé ïëèòû:

444

4224

(, ) (, ) (,)

2(,),

Wxy Wxy Wxy

DHDqxy

xxyy

∂∂∂

++=−

∂∂∂∂

272

ãäå W(x, y)  óïðóãàÿ ïîâåðõíîñòü ïëèòû ïî íåéòðàëüíîé åå ïëîñêî-

ñòè, îïðåäåëÿåìàÿ ïðè ðåøåíèè ýòîãî óðàâíåíèÿ; D

, D

 ïîãîííûå

æåñòêîñòè ïëèòû îòíîñèòåëüíî îñåé õ è y;

HDD

 æåñòêîñòü

ïðè êðó÷åíèè; q(x, y)  çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè ïî ïëèòå.

Íåîáõîäèìûå ðàñ÷åòíûå ñèëîâûå ôàêòîðû â ëþáîé òî÷êå ïëè-

òû îïðåäåëÿþòñÿ èçâåñòíûìè ñîîòíîøåíèÿìè òåîðèè óïðóãîñòè:

(, ) (, )

;

Wxy Wxy



∂∂

=− +



∂∂



(, ) (, )

;

Wxy Wxy



∂∂

=− +



∂∂



(, )

Wxy

∂

=−

∂∂

;

∂

Ðèñ. 12.1. Âçàèìíîå ïîëîæåíèå ãëàâíûõ áàëîê è ýëåìåíòîâ îðòîòðîïíîé

ïëèòû è ñõåìà ê îïðåäåëåíèþ ðàñ÷åòíîé øèðèíû ëèñòà, âêëþ÷àþùåãî-

ñÿ â ðàáîòó ïðîäîëüíîãî ðåáðà:

à  ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ÷àñòè ïðîëåòíîãî ñòðîåíèÿ; á  ïðîäîëüíîå ñå÷åíèå;

â  ñõåìà ê îïðåäåëåíèþ ðàñ÷åòíîé øèðèíû ëèñòà, âêëþ÷àþùåãîñÿ â ðàáîòó

ïðîäîëüíîãî ðåáðà; 1  ñòåíêè ãëàâíûõ áàëîê; 2  ïðîäîëüíûå ðåáðà ïëèòû; 3 

ëèñò íàñòèëà; 4  àñôàëüòîáåòîííîå ïîêðûòèå ëèñòà; 5  ïîïåðå÷íûå ðåáðà

ïëèòû

273

Óñèëèÿ â ïðîäîëüíûõ ðåáðàõ ìîæíî òàêæå îïðåäåëÿòü â ïðåä-

ïîëîæåíèè ðàáîòû ïðîäîëüíûõ ðåáåð êàê íåðàçðåçíûõ áàëîê íà

æåñòêèõ îïîðàõ ñ èñïîëüçîâàíèåì òàáëèö äëÿ îðäèíàò ëèíèé âëè-

ÿíèÿ óñèëèé â ðàçëè÷íûõ èõ ñå÷åíèÿõ. Ïðè ýòîì ðåçóëüòàòû ðàñ÷å-

òà ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû ê ïðîäîëüíûì ðåáðàì, íàõîäÿùèìñÿ ó

ãëàâíûõ áàëîê. Äëÿ íàèáîëåå óäàëåííûõ ïðîäîëüíûõ áàëîê, ðàáî-

òàþùèõ êàê áàëêè íà óïðóãî îñåäàþùèõ îïîðàõ, ñëåäóåò óâåëè-

÷èòü èçãèáàþùèå ìîìåíòû â ñåðåäèíå ïðîëåòà è óìåíüøèòü èçãè-

áàþùèå ìîìåíòû íà îïîðàõ íà 25¾30 %.

Ïðè îïðåäåëåíèè êîëè÷åñòâà ïðîäîëüíûõ ðåáåð, àêòèâíî âêëþ-

÷àþùèõñÿ â ðàáîòó íà âîñïðèÿòèå íàãðóçêè îò êîëåñ òðàíñïîðò-

íûõ ñðåäñòâ, ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî ïðè òîëùèíå àñôàëüòîâîãî ïî-

êðûòèÿ h è øèðèíå b

êîëåñà âðåìåííîé íàãðóçêè (òåëåæêè ÀÊ-

11 èëè ÍÊ-80) øèðèíà ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè íà ïëèòå ñîñòàâ-

ëÿåò b = b

+ 2h (ðèñ. 12.1, à). Òîãäà ïðè ðàññòîÿíèè ìåæäó ïðî-

äîëüíûìè ðåáðàìè L

êîëè÷åñòâî ðåáåð, âêëþ÷àþùèõñÿ â ðàáîòó,

ñîñòàâèò n = b/L

øò. Ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå ñëåäóåò ïðèíèìàòü ïðè

äàëüíåéøèõ ðàñ÷åòàõ áåç îêðóãëåíèÿ.

Ïðè ïðèáëèæåííîì ðàñ÷åòå ïðîäîëüíûå ðåáðà ìîæíî ðàññìàò-

ðèâàòü è êàê ðàçðåçíûå áàëêè íà æåñòêèõ îïîðàõ. Èõ çàùåìëåíèå è

îñàäêó íà ïîïåðå÷íûõ ðåáðàõ ìîæíî ó÷åñòü èçâåñòíûìè ïîïðà-

âî÷íûìè êîýôôèöèåíòàìè. Ïðîëåò L

ïðîäîëüíûõ ðåáåð ìîæíî

ïðè ýòîì ïðèíÿòü ðàâíûì ðàññòîÿíèþ ìåæäó ïîïåðå÷íûìè ðåá-

ðàìè, êîòîðûå îïèðàþòñÿ íà ïîïåðå÷íûå ðåáðà æåñòêîñòè ñòåíîê

ãëàâíûõ áàëîê è óñòàíàâëèâàþòñÿ ñ øàãîì, ðàâíûì (0,8¾1,5) âû-

ñîòû ãëàâíûõ áàëîê. Ðàññòîÿíèå L

ìåæäó ïðîäîëüíûìè ðåáðàìè

ïðèíèìàþò â ïðåäåëàõ 40¾45 ñì, ðàçáèâàÿ ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ãëàâ-

íûìè áàëêàìè íà ðàâíûå ó÷àñòêè. Èçãèáàþùèé ìîìåíò Ì

â ñåðå-

äèíå ïðîëåòà ðåáðà îïðåäåëÿåòñÿ ïðè ýòîì êàê íàèáîëüøåå èç

çíà÷åíèé, âû÷èñëåííûõ ïðè çàãðóæåíèè ëèíèè âëèÿíèÿ ìîìåíòà

êîëåñàìè ÀÊ-11 è ÍÊ-80 â ñî÷åòàíèè ñ ïîñòîÿííîé íàãðóçêîé îò

ñîáñòâåííîãî âåñà ëèñòà íàñòèëà è àñôàëüòîáåòîííîãî ïîêðûòèÿ.

Óïðóãîå çàùåìëåíèå ïðîäîëüíîãî ðåáðà íà ïîïåðå÷íûõ áàëêàõ

ñëåäóåò ó÷åñòü ââåäåíèåì ïîïðàâî÷íîãî êîýôôèöèåíòà 0,7. Ðàñ-

÷åòíîå çíà÷åíèå ìîìåíòà, âîñïðèíèìàåìîãî îäíèì ïðîäîëüíûì

ðåáðîì, ñ ó÷åòîì âû÷èñëåííîãî êîëè÷åñòâà n ðåáåð, àêòèâíî

âêëþ÷àþùèõñÿ â ðàáîòó, ñëåäóåò ïðèíÿòü ðàâíûì M

max

= 0,7M

/n.

Ïðè îïðåäåëåíèè òðåáóåìûõ ðàçìåðîâ ïðîäîëüíîãî ðåáðà ïî

óñëîâèþ ïðî÷íîñòè ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî òîëùèíà ëèñòà íàñòèëà

óæå ïðèíÿòà. Øèðèíà ëèñòà, âêëþ÷àåìàÿ â ñîñòàâ ñå÷åíèÿ ïðî-

äîëüíîãî ðåáðà ïðè ðàññòîÿíèè ìåæäó ïðîäîëüíûìè ðåáðàìè â

ïðåäåëàõ 40¾45 ñì è òîëùèíå ëèñòà 12¾14 ìì, ïðèíèìàåòñÿ â

ñîîòâåòñòâèè ñ ï. 4.47 ÑÍèÏ 2.05.03-84* ðàâíîé ðàññòîÿíèþ L

Ïðè ïðèíÿòîì ðàññòîÿíèè L

ìåæäó ðåáðàìè îñòàåòñÿ îïðåäåëèòü

òðåáóåìóþ âûñîòó ïðîäîëüíîãî ðåáðà è òîëùèíó åãî ñòåíêè. Äëÿ

ýòîãî ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü óñëîâèå ïðî÷íîñòè íèæíåé êðîìêè ïðî-

274

äîëüíîãî ðåáðà íà åãî ïðîìåæóòî÷íîé îïîðå îò ìåñòíîãî äåé-

ñòâèÿ âðåìåííîé íàãðóçêè. Ïðè ýòîì ñëåäóåò èñõîäèòü èç òîãî, ÷òî

íà âîñïðèÿòèå ìåñòíîãî äåéñòâèÿ íàãðóçêè â ýòîì ñå÷åíèè áóäåò

èñïîëüçîâàíà íåêîòîðàÿ ÷àñòü η = (0,5¾0,6) ðàñ÷åòíîãî ñîïðî-

òèâëåíèÿ R, à îñòàëüíàÿ åãî ÷àñòü (1 − η) áóäåò èñïîëüçîâàííàÿ íà

âîñïðèÿòèå îáùåãî äåéñòâèÿ íàãðóçêè â çîíå ïîëîæèòåëüíûõ ìî-

ìåíòîâ ãëàâíîé áàëêè. Ïðè ýòîì ïîäõîäå òðåáóåìûé ìîìåíò ñî-

ïðîòèâëåíèÿ ïðîäîëüíîãî ðåáðà îïðåäåëèòñÿ ïî ôîðìóëå

òð

ãäå Ì

 èçãèáàþùèé ìîìåíò â îïîðíîì ñå÷åíèè ïðîäîëüíîãî

ðåáðà îò ìåñòíîãî äåéñòâèÿ íàãðóçêè; η  óêàçàííàÿ âûøå äîëÿ

ðàñ÷åòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, âûäåëÿåìàÿ äëÿ âîñïðèÿòèÿ ìåñòíîãî

äåéñòâèÿ íàãðóçêè.

Ïî íàéäåííîìó çíà÷åíèþ òðåáóåìîãî ìîìåíòà ñîïðîòèâëåíèÿ

ìåòîäîì ïîñëåäîâàòåëüíûõ ïðèáëèæåíèé îïðåäåëÿåòñÿ òðåáóåìàÿ

âûñîòà äâóòàâðîâîãî ñå÷åíèÿ ñ èçâåñòíîé òîëùèíîé δ

è øèðè-

íîé b

ïîÿñíîãî ëèñòà ïðè óñëîâèè, ÷òî òîëùèíà ñòåíêè ðåáðà ïî

óñëîâèþ îáåñïå÷åíèÿ åå ìåñòíîé óñòîé÷èâîñòè ïðèíèìàåòñÿ íå

ìåíåå 1/60 âûñîòû è íå ìåíåå 12 ìì. Ïðè ýòîì â ïåðâîì ïðèáëè-

æåíèè âûñîòó ðåáðà ñëåäóåò ïðèíÿòü ðàâíîé 1/15 îò L

Îñîáåííîñòè ðàáîòû è ðàñ÷åòà ïîïåðå÷íûõ ðåáåð îðòîòðîïíîé

ïëèòû. Ïîïåðå÷íûå ðåáðà íà ó÷àñòêå ìåæäó ñòåíêàìè ðàáîòàþò

êàê áàëêè ñ çàùåìëåííûìè êîíöàìè, à çà ïðåäåëàìè ñòåíîê êàê

êîíñîëüíûå áàëêè. Ïîñòîÿííàÿ è âðåìåííàÿ íàãðóçêè íà ïîïåðå-

÷íûå ðåáðà ïåðåäàåòñÿ ïðîäîëüíûìè ðåáðàìè â óçëàõ èõ îáúåäè-

íåíèÿ â âèäå ñîñðåäîòî÷åííûõ ãðóçîâ.

Ïðè ïðèáëèæåííîì ðàñ÷åòå ïîïåðå÷íûå ðåáðà â ïðîëåòå L

ìåæäó ãëàâíûìè áàëêàìè ìîæíî ðàññ÷èòûâàòü êàê ðàçðåçíûå íà

äâóõ æåñòêèõ îïîðàõ. Âìåñòå ñ òåì ñëåäóåò ïîìíèòü, ÷òî ïðè áîëåå

ñòðîãîì ðàñ÷åòå ñëåäîâàëî áû ó÷èòûâàòü èõ óïðóãîå çàùåìëåíèå â

ìåñòàõ ïðèñîåäèíåíèÿ ê ñòåíêàì ãëàâíûõ áàëîê.

Ïðèáëèæåííûé ðàñ÷åò ìîæíî âûïîëíÿòü â ñëåäóþùåì ïîðÿäêå.

1. Ïîñòðîèòü ëèíèþ âëèÿíèÿ íàãðóçêè íà ïîïåðå÷íîå ðåáðî â

ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî îíî ÿâëÿåòñÿ ïðîìåæóòî÷íîé îïîðîé ðàç-

ðåçíûõ ïðîäîëüíûõ ðåáåð (ðèñ. 12.2, à), è çàãðóçèòü åå îäíîé ïî-

ëóïîëîñîé ðàâíîìåðíî-ðàñïðåäåëåííîé íàãðóçêîé ν/2 è âîçìîæ-

íûì ÷èñëîì (îäèí èëè äâà) ñîñðåäîòî÷åííûõ ãðóçîâ Ð/2 îò îñåé

òåëåæêè.

2. Ïî ðåçóëüòàòàì çàãðóæåíèÿ ëèíèè âëèÿíèÿ âû÷èñëèòü çíà÷å-

íèå ñîñðåäîòî÷åííîãî ãðóçà P

1ÀÊ

íà ïîïåðå÷íîå ðåáðî îò îäíîé

ïîëóïîëîñû íàãðóçêè ÀÊ ïî ôîðìóëå

1ÀÊ

()(1) (1)

fP f

=++µ+ω+µ

γηη γ

275

ñ ó÷åòîì äèíàìè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà (1 + µ), âû÷èñëåííîãî ïî

ôîðìóëå (20) ÑÍèÏ 2.05.03-84*.

3. Âû÷èñëèòü ïî ðåçóëüòàòàì çàãðóæåíèÿ òîé æå ëèíèè âëèÿíèÿ

çíà÷åíèå ñîñðåäîòî÷åííîãî ãðóçà P

1ÍÊ80

íà ïîïåðå÷íîå ðåáðî îò

îäíîé ãðóïïû êîëåñ íàãðóçêè ÍÊ-80 ñ ó÷åòîì ñîîòâåòñòâóþùåãî

äèíàìè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà (1 + µ) è ñîîòâåòñòâóþùèõ îðäè-

íàò ëèíèè âëèÿíèÿ ïî ôîðìóëå

1HÊ80

1234

()(1).

=++++µ

γηηηη

4. Ïîñòðîèòü ëèíèþ âëèÿíèÿ èçãèáàþùåãî ìîìåíòà â ñåðåäèíå

ïîïåðå÷íîãî ðåáðà (ðèñ. 12.2, á) è çàãðóçèòü åå íåâûãîäíûì ñïî-

ñîáîì âîçìîæíûì ÷èñëîì ïîëóïîëîñ íàãðóçêè ÀÊ è íàãðóçêîé îò

ñîáñòâåííîãî âåñà q

ñ.â

îò ïîêðûòèÿ, ëèñòà íàñòèëà è ïðîäîëüíûõ

ðåáåð.

Åñëè ïðîëåò L

áîëüøå 4,9 ì, òî â ïðîëåòå ñëåäóåò ðàñïîëàãàòü

÷åòûðå ãðóçà, ïðè ýòîì íàä ìàêñèìàëüíîé îðäèíàòîé ñëåäóåò ñòà-

âèòü îäèí èç ñðåäíèõ ãðóçîâ.

Èíòåíñèâíîñòü ðàâíîìåðíî-ðàñïðåäåëåííîé íàãðóçêè íà ïî-

ãîííûé ìåòð ïîïåðå÷íîé áàëêè îò eå ñîáñòâåííîãî âåñà, âåñà ïî-

êðûòèÿ, ëèñòà íàñòèëà è ïðîäîëüíûõ ðåáåð âû÷èñëÿåòñÿ ïî ôîð-

ìóëå

2àáàá 110 2 0220

.â 0

100 ( ) 100 (100 ) .

Lh h L bh

=γ++δγ+ δγ

Ïåðâûé ÷ëåí ýòîé ôîðìóëû ó÷èòûâàåò ïîãîííûé âåñ àñôàëü-

òîáåòîííîãî ïîêðûòèÿ è ëèñòà íàñòèëà, âòîðîé  âåñ ñòåíêè ïî-

ïåðå÷íîãî ðåáðà ïðè ïðèíÿòîé åãî âûñîòå, òðåòèé  âåñ ñòåíîê

ïðîäîëüíûõ ðåáåð, íàõîäÿùèõñÿ íàä 1 ì ïîïåðå÷íîãî ðåáðà.

Ðèñ. 12.2. Çàãðóæåíèå ëèíèé âëèÿíèÿ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ:

à  çàãðóæåíèå ïîëóïîëîñîé íàãðóçêè ÀÊ ëèíèè âëèÿíèÿ íàãðóçêè íà ïîïåðå÷-

íîå ðåáðî; á  çàãðóæåíèå ëèíèè âëèÿíèÿ èçãèáàþùåãî ìîìåíòà âîçìîæíûì

÷èñëîì ïîëóïîëîñ íàãðóçêè ÀÊ

276

5. Âû÷èñëèòü ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå èçãèáàþùåãî ìîìåíòà â ñåðå-

äèíå ïðîëåòà ïîïåðå÷íîé áàëêè îò íàãðóçêè ÀÊ ïî ôîðìóëå

ñ.â

11ÀÊ

=η+ω

∑

ãäå ω  ïîëíàÿ ïëîùàäü ëèíèè âëèÿíèÿ èçãèáàþùåãî ìîìåíòà.

Ïî ýòîé æå ôîðìóëå âû÷èñëÿåòñÿ çíà÷åíèå èçãèáàþùåãî ìî-

ìåíòà îò íàãðóçêè ÍÊ-80, íî ïðåäâàðèòåëüíî îïðåäåëÿåòñÿ çíà-

÷åíèå Ð

ÍÊ80

îò êîëåñ ÍÊ-80. Äëÿ ïîäáîðà ñå÷åíèÿ ïîïåðå÷íîãî

ðåáðà èñïîëüçóåòñÿ áîëüøåå èç âû÷èñëåííûõ çíà÷åíèé èçãèáàþ-

ùåãî ìîìåíòà.

6. Âû÷èñëèòü íåîáõîäèìûé ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ äëÿ ïîïå-

ðå÷íîãî ðåáðà áàëêè ïî ôîðìóëå

òð

= Ì

/R,

ãäå Ì

 ïðèíÿòîå ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå èçãèáàþùåãî ìîìåí-

òà; R  ðàñ÷åòíîå ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëà ïðîäîëüíîãî ðåáðà.

7. Ïðèíÿòü ðàñ÷åòíóþ øèðèíó b

ëèñòà íàñòèëà, âêëþ÷àåìóþ â

ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïîïåðå÷íîãî ðåáðà (ðèñ. 12.3). Ëèñò íàñòèëà,

áóäó÷è ïðèñîåäèíåííûé ñâàðíûì øâîì ê ñòåíêå ïîïåðå÷íîãî ðåá-

ðà, âêëþ÷àåòñÿ â ðàáîòó ðåáðà íà èçãèá îò ìåñòíîãî äåéñòâèÿ âðå-

ìåííîé íàãðóçêè, âûñòóïàÿ ïðè ýòîì â êà÷åñòâå ñæàòîãî ïîÿñà

ðåáðà. Â ñîñòàâ ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïîïåðå÷íîãî ðåáðà îðòîòðîï-

íîé ïëèòû ïî óñëîâèþ ìåñòíîé óñòîé÷èâîñòè â ñîîòâåòñòâèè ñ ï. 3

îáÿçàòåëüíîãî ïðèëîæåíèÿ 18* ê ÑÍèÏ 2.05.03-84 ïðèíèìàåòñÿ

ó÷àñòîê íàñòèëà øèðèíîé, ñîñòàâëÿþùåé 0,2 L

, íî íå áîëåå L

8. Ïðèíÿòü âûñîòó ïîïåðå÷íîãî ðåáðà h

= 0,1 L

ïî óñëîâèþ åãî

æåñòêîñòè è òîëùèíó ñòåíêè δ

= (1/60)h

ïî óñëîâèþ îáåñïå÷å-

íèÿ åå ìåñòíîé óñòîé÷èâîñòè áåç ïîñòàíîâêè ðåáåð æåñòêîñòè è

íå ìåíåå 12 ìì ïî êîíñòðóêòèâíûì òðåáîâàíèÿì.

9. Äëÿ îñòàâøèõñÿ íåèçâåñòíûìè äâóõ ðàçìåðîâ ïîïåðå÷íîãî

ñå÷åíèÿ: øèðèíû b

í.ï

è òîëùèíû δ

í.ï

íèæíåãî ïîÿñà áàëêè ñëåäó-

åò èñïîëüçîâàòü äâà óñëîâèÿ: óñëîâèå ïðî÷íîñòè ïî íîðìàëüíûì

íàïðÿæåíèÿì â ïîÿñå è óñëîâèå åãî ìåñòíîé óñòîé÷èâîñòè ïðè

âîçìîæíîì ñæàòèè. Ïðèíÿâ òîëùèíó ïîÿñà ïî óñëîâèþ îáåñïå÷å-

íèÿ åãî óñòîé÷èâîñòè δ

í.ï

= b

í.ï

/22, ìîæíî îïðåäåëèòü òðåáóåìóþ

Ðèñ. 12.3. Èñêîìàÿ ôîðìà ïîïåðå÷-

íîãî ñå÷åíèÿ ïîïåðå÷íîãî ðåáðà

277

øèðèíó íèæíåãî ïîÿñà ðåáðà ïî óñëîâèþ ïðî÷íîñòè èç óñëîâèÿ,

÷òî ïîëó÷åííîå ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå áóäåò èìåòü âû÷èñëåííûé

ðàíåå òðåáóåìûé ìîìåíò ñîïðîòèâëåíèÿ.

12.2. Определение усилий в главных балках

пролетных строений. Определение требуемых

размеров их поперечных сечений

Îáîñíîâàíèå ðàçìåðîâ ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ãëàâíûõ áàëîê ñëå-

äóåò íà÷èíàòü ñ îïðåäåëåíèå ðàñ÷åòíûõ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ â ãëàâ-

íûõ áàëêàõ ïðîëåòíûõ ñòðîåíèé ïðè ðàñ÷åòå èõ êàê íåðàçðåçíûõ

íà æåñòêèõ îïîðàõ ïðè ïðèíÿòîé ñõåìå ïðîëåòîâ. Êîýôôèöèåíòû

ïîïåðå÷íîé óñòàíîâêè íàãðóçîê ÀÊ (ïðè äâóõ ñëó÷àÿõ âîçäåéñòâèÿ

ñîãëàñíî ï. 2.12* ÑÍèÏ 2.05.03-84* è ÍÊ-80 â ïðåäåëàõ ïðîåçæåé

÷àñòè) ïðè ýòîì îïðåäåëÿþòñÿ ïðè çàãðóæåíèè ëèíèé âëèÿíèÿ

íàãðóçêè íà ðàññìàòðèâàåìóþ áàëêó ïðîëåòíîãî ñòðîåíèÿ, ïîñò-

ðîåííûõ â çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêöèè áàëîê è ñèñòåìû ñâÿçåé

ìåæäó íèìè.

Çàãðóæåíèå âðåìåííûìè íàãðóçêàìè ëèíèé âëèÿíèÿ èçãèáà-

þùèõ ìîìåíòîâ è ïîïåðå÷íûõ ñèë äëÿ ðàçíûõ ñå÷åíèé íåðàçðåç-

íûõ ïðîëåòíûõ ñòðîåíèé, ïîñòðîåííûõ ïî èìåþùèìñÿ òàáëèöàì,

ïðîèçâîäèòñÿ â ñî÷åòàíèè ñ ïîñòîÿííûìè íàãðóçêàìè îò ñîáñòâåí-

íîãî âåñà ñ ó÷åòîì ïðèíÿòîãî ñïîñîáà ïðîèçâîäñòâà ðàáîò ïî ìîí-

òàæó ïðîëåòíûõ ñòðîåíèé. Íàãðóçêà îò ñîáñòâåííîãî âåñà ãëàâíîé

áàëêè ïðèíèìàåòñÿ ïî äàííûì âàðèàíòíîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ î

ðàñõîäå ìåòàëëà íà 1 ì

ïðîåçæåé ÷àñòè. Ê ðàñ÷åòó ïðèíèìàþòñÿ

ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ðàñ÷åòíûõ ñèëîâûõ ôàêòîðîâ, ïîëó÷åí-

íûõ íà îñíîâå àíàëèçà äàííûõ çàãðóæåíèÿ ëèíèé âëèÿíèÿ íàãðóç-

êàìè ÀÊ (äâà ñëó÷àÿ âîçäåéñòâèÿ) è íàãðóçêîé ÍÊ-80.

Ïðè îïðåäåëåíèè ðàçìåðîâ ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ãëàâíûõ áà-

ëîê ñëåäóåò ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå, ÷òî ïî äàííûì ïðåäûäóùèõ

ðàñ÷åòîâ óæå èçâåñòíû ñëåäóþùèå äàííûå, îòíîñÿùèåñÿ ê ïîïå-

ðå÷íîìó ñå÷åíèþ ãëàâíûõ áàëîê:

• òîëùèíà ëèñòà δ

íàñòèëà, âõîäÿùàÿ â ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå

ïîÿñà;

• øàã ìåæäó ïðîäîëüíûìè ðåáðàìè b

, âûñîòà h

ïðîäîëüíîãî

ðåáðà, òîëùèíà δ

st2

ñòåíêè ïðîäîëüíîãî ðåáðà;

• âûñîòà ãëàâíîé áàëêè Í, ïðèíÿòàÿ íà ýòàïå âàðèàíòíîãî ïðî-

åêòèðîâàíèÿ ïî äàííûì òèïîâûõ ïðîåêòîâ.

Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî âûñîòà ãëàâíûõ áàëîê äîëæíà îïðå-

äåëÿòüñÿ ïî óñëîâèÿì ïðî÷íîñòè îò ñîâìåñòíîãî äåéñòâèÿ ïîñòî-

ÿííûõ è âðåìåííûõ íàãðóçîê â íàèáîëüøåì ïðîëåòå è ïî óñëîâèþ

æåñòêîñòè â òîì æå ïðîëåòå îò âîçäåéñòâèÿ âðåìåííûõ íàãðóçîê.

Ïðè ïðèíÿòîé âûñîòå áàëîê îñòàåòñÿ îïðåäåëèòü òîëùèíó èõ

ñòåíîê è ïëîùàäü íèæíèõ ïîÿñîâ. Òîëùèíó ñòåíîê â ïåðâîì ïðè-

278

áëèæåíèè ìîæíî íàçíà÷èòü ðàâíîé 1/200 âûñîòû áàëêè ïî óñëî-

âèþ îáåñïå÷åíèÿ ìåñòíîé èõ óñòîé÷èâîñòè ïðè ïîñòàíîâêå ïîïå-

ðå÷íûõ ðåáåð æåñòêîñòè.

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ íåîáõîäèìîé ïëîùàäè íèæíåãî ïîÿñà ãëàâ-

íûõ áàëîê ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ìåòîäîì çàäàííûõ íàïðÿæåíèé

â ñëåäóþùåì åãî âèäå. Ìîæíî ïðèíÿòü, ÷òî â íèæíåé êðîìêå ãëàâ-

íîé áàëêè îò îáùåãî äåéñòâèÿ ïîñòîÿííûõ è âðåìåííûõ íàãðóçîê

â çîíàõ ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ èçãèáàþùèõ ìîìåíòîâ

áóäåò ðåàëèçîâàíî ïîëíîñòüþ ðàñ÷åòíîå ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðè-

àëà. Ïðè ýòîì ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî â âåðõíåé ÷àñòè ñå÷åíèÿ

íà óðîâíå íèæíåé êðîìêè ïðîäîëüíîãî ðåáðà íàïðÿæåíèÿ íå äîë-

æíî áûòü áîëüøå ïîëîâèíû ðàñ÷åòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, òàê êàê

ïîëîâèíà óæå èñïîëüçîâàíà â íèæíåé êðîìêå ðåáðà íà âîçäåé-

ñòâèå ìåñòíîãî äåéñòâèÿ íàãðóçêè ïðè îïðåäåëåíèè ðàçìåðîâ ïðî-

äîëüíîãî ðåáðà.

Èñõîäÿ èç ýòèõ óñëîâèé ìîæíî ìåòîäîì ïîñëåäîâàòåëüíûõ ïðè-

áëèæåíèé îïðåäåëèòü ïðè ïðèíÿòîé âûñîòå ïðîëåòíîãî ñòðîåíèÿ

òðåáóåìûå ïëîùàäè íèæíèõ ïîÿñîâ â ñå÷åíèÿõ â ñåðåäèíå ïðîëåòà

è íà îïîðå íà âîçäåéñòâèå ðàíåå âû÷èñëåííûõ çíà÷åíèé èçãèáàþ-

ùèõ ìîìåíòîâ. Ýòî ëåãêî ñäåëàòü ñ èñïîëüçîâàíèåì ïåðñîíàëüíî-

ãî êîìïüþòåðà ïðè ìíîãîêðàòíîì âû÷èñëåíèè çíà÷åíèé íàïðÿ-

æåíèé â íèæíåé êðîìêå ïðîëåòíîãî ñòðîåíèÿ ïðè íàïðàâëåííîì

èçìåíåíèè åãî ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ.

Ýôôåêòèâíóþ øèðèíó ïîÿñà b

ïðè âû÷èñëåíèè W

ñëåäóåò

îïðåäåëÿòü ïî ôîðìóëå

Ðèñ. 12.4. Ñõåìû (àâ) ê îïðåäåëåíèþ ðåäóêöèîííîãî êîýôôèöèåíòà

279

Òàáëèöà 12.1

Òàáëèöà äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåäóêöèîííûõ êîýôôèöèåíòîâ

νν

i óïð

, âû÷èñëåí-

íûõ äëÿ ðàçíûõ ñõåì ïðîëåòíûõ ñòðîåíèé â ïðåäïîëîæåíèè óïðóãîé

ðàáîòû ìàòåðèàëà

Çíà÷åíèÿ ðåäóêöèîííîãî êîýôôèöèåíòà

óïð

äëÿ ñõåì

0,25

L X

0,25

ω =

0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

0,05 0,91 0,86 0,99 0,98 0,99 0,99 0,71 0,64 0,92 0,89 0,99 0,96

0,10 0,84 0,77 0,98 0,96 0,98 0,97 0,58 0,50 0,85 0,76 0,96 0,91

0,20 0,70 0,60 0,93 0,86 0,95 0,89 0,41 0,32 0,68 0,55 0,86 0,72

0,40 0,52 0,38 0,77 0,62 0,81 0,67 0,24 0,17 0,42 0,31 0,58 0,40

0,60 0,42 0,30 0,62 0,47 0,66 0,51 0,18 0,12 0,32 0,22 0,41 0,29

0,80 0,32 0,22 0,46 0,32 0,50 0,35 0,12 0,08 0,21 0,14 0,24 0,18

1,00 0,27 0,18 0,37 0,26 0,40 0,28 0,11 0,07 0,16 0,12 0,20 0,15

1,50 0,17 0,12 0,20 0,16 0,21 0,17 0,09 0,06 0,11 0,09 0,15 0,11

2,00 0,12 0,09 0,15 0,11 0,16 0,12 0,07 0,05 0,09 0,07 0,13 0,09

Çíà÷åíèÿ ðåäóêöèîííîãî êîýôôèöèåíòà

óïð

äëÿ ñõåì

0,25

ω =

0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

0,05 0,89 0.85 1,0 1,0 0,96 0,92 0,76 0,68 1,0 1,0 0,88 0,82

0,10 0.82 0,76 1,0 1,0 0,92 0,86 0,62 0,54 1,0 1,0 0,79 0,70

0,20 0,68 0,61 1,0 1,0 0,84 0,77 0,45 0,38 1,0 1,0 0,63 0,52

0,40 0,52 0,44 1,0 1,0 0,70 0,60 0,27 0,21 0,92 0,76 0,44 0,32

0,60 0,44 0,36 0,94 0,88 0,61 0,49 0,20 0,16 0,69 0,56 0,34 0,24

0,80 0,35 0,28 0,88 0,75 0,52 0,38 0,13 0,10 0,46 0,35 0,24 0,16

1,00 0.31 0,25 0,76 0,62 0,46 0,34 0,12 0,08 0,35 0,28 0,20 0,14

1,50 0,22 0,12 0,52 0,37 0,33 0,23 0,09 0,06 0,20 0,16 0,12 0,08

2,00 0,18 0,14 0,38 0,27 0,27 0,18 0,09 0,06 0,19 0,15 0,08 0,07

280

ïë

ef i i

=ν

∑

ãäå ν

iïë

 ðåäóêöèîííûé êîýôôèöèåíò, ïðèíèìàåìûé ñ ó÷åòîì

îãðàíè÷åííûõ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé ïî òàáë. 62 ÑÍèÏ 2.05.03-

84* â çàâèñèìîñòè îò êîýôôèöèåíòà α, ÿâëÿþùåãîñÿ îòíîøåíèåì

ìèíèìàëüíûõ σ

min

è ìàêñèìàëüíûõ σ

max

íàïðÿæåíèé íà ðàññìàò-

ðèâàåìîì ó÷àñòêå îðòîòðîïíîé ïëèòû (ðèñ. 12.4), îïðåäåëÿåìûõ

ðàñ÷åòîì ïðîñòðàíñòâåííîé êîíñòðóêöèè â óïðóãîé ñòàäèè; b



øèðèíà ó÷àñòêà ïîÿñà, çàêëþ÷åííàÿ â ðàññìàòðèâàåìîì ñå÷åíèè

ìåæäó äâóìÿ òî÷êàìè ñ ìàêñèìàëüíûì íàïðÿæåíèåì σ

max

(â ýòîì

ñëó÷àå b

= b) èëè ìåæäó òàêîé òî÷êîé è êðàåì ïîÿñà (â ýòîì

ñëó÷àå b

= 0,85b

), ïðè ýòîì äîëæíû âûïîëíÿòüñÿ óñëîâèÿ b ≥

≥ 0,04L è b

≥ 0,02L (â ïðîòèâíîì ñëó÷àå ν

iïë

= 1 (ñì. ðèñ. 12.4).

Êîýôôèöèåíò α âû÷èñëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå α = σ

min

/σ

max

= 1,5ν

i óïð

−

− 0,5 â çàâèñèìîñòè îò ðåäóêöèîííîãî êîýôôèöèåíòà ν

i óïð

, êîòî-

ðûé îïðåäåëÿåòñÿ â ïðåäïîëîæåíèè óïðóãîé ðàáîòû ìàòåðèàëà ïî

òàáë. 12.1. Â ýòîé òàáëèöå çíà÷åíèÿ ðåäóêöèîííîãî êîýôôèöèåíòà

i óïð

ïðèâåäåíû â çàâèñèìîñòè îò ñõåìû ðàññìàòðèâàåìîãî ó÷àñò-

êà ïðîëåòíîãî ñòðîåíèÿ, îò êîîðäèíàòû x ðàññìàòðèâàåìîãî ñå÷å-

íèÿ â ïðîëåòå, îòíîøåíèÿ b

/L è êîýôôèöèåíòà ψ = 0 è ψ = 1,

ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé îòíîøåíèå ïëîùàäåé ñòåíêè à

è ïîÿñà

òàâðîâîãî ïðîäîëüíîãî ðåáðà (ψ = à

/(b

t). Äëÿ ïðîìåæóòî÷íûõ

çíà÷åíèé ψ çíà÷åíèÿ ν

i óïð

îïðåäåëÿåòñÿ ïî èíòåðïîëÿöèè.

Â äàëüíåéøåì â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû α îïðåäåëÿåòñÿ êîýô-

ôèöèåíò ν, ó÷èòûâàþùèé íåðàâíîìåðíîñòü âêëþ÷åíèÿ â ðàáîòó

ãëàâíûõ áàëîê îðòîòðîïíîé ïëèòû ïî ôîðìóëå ν = 0,43 + 0,81428α

ïðè α < 0,7; ν = 1 ïðè α ≥ 0,7.

Îêîí÷àòåëüíîå çíà÷åíèå ýôôåêòèâíîé øèðèíû ïîÿñà, âêëþ-

÷àåìîé â ðàñ÷åòíîå ñå÷åíèå áàëîê b

îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

ef i i

=ν

∑

12.3. Проверка прочности сечений стальных балок

Ïðî÷íîñòü ñå÷åíèé ñòàëüíûõ áàëîê ìîñòîâ ïðîâåðÿåòñÿ ïî êà-

ñàòåëüíûì, íîðìàëüíûì è ïðèâåäåííûì íàïðÿæåíèÿì.

Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè ïî êàñàòåëüíûì íàïðÿæåíèÿì â ñîîòâåò-

ñòâèè ñ ï. 4.30 ÑÍèÏ 2.05.03-84* ïðîèçâîäèòñÿ ñ ó÷åòîì îãðàíè-

÷åííûõ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé ïî ôîðìóëå

τ= ≤

(12.1)

ãäå Q  ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå ïîïåðå÷íîé ñèëû â ðàññìàòðèâàåìîì

ñå÷åíèè áàëêè; I  ìîìåíò èíåðöèè ýòîãî ñå÷åíèÿ; S  ñòàòè÷å-

ñêèé ìîìåíò îòñåêàåìîé ÷àñòè ñå÷åíèÿ îòíîñèòåëüíî åãî öåíòðà