проектирлвание металлического моста. Анализ исходных данных 7 2Вариантное проектирование

• Название: Анализ исходных данных 7 2Вариантное проектирование
• Анкор: проектирлвание металлического моста
• Дата: 27.10.2022
• Размер: 0.94 Mb.
• Имя файла: PZ_10_01.docx
• Тип: Документы; #756891
• страница: 5 из 11

Расчет поперечной балки

1. Определение внутренних усилий

Для расчёта поперечной балки принимается упрощенная расчетная схема – разрезная балка на двух опорах с пролётом, равным расстоянию между осями главных ферм B = 5,8 м.

Расстояние между продольными балками принимается равным 1,7 м. Расчётные усилия в сечениях поперечной балки определяются при загружении двух соседних панелей симметрично располо­женными силами P от продольных балок.

Собственный вес поперечной балки при определении внутренних усилий не учитывается, расчет сечения поперечной балки выполняется только на прочность.



Рисунок 3.10– Схемы для расчёта поперечной балки
Давление продольных балок на поперечную балку определяется по формуле:

(3.38)

где – коэффициент надежности к временной нагрузке от подвижного состава, определяемый при длине загружения :



– площадь линии влияния давления , равная ;

– динамический коэффициент для расчетов на прочность определяемый по формуле [1, п.6.22]:



– нормативная эквивалентная вертикальная нагрузка по [1, приложение K].



Расчётным является сечение в месте прикрепления продольной балки к поперечной балке, в этом сечении одновременно действуют наибольшие усилия: максимальный изгибающий момент и поперечная сила, определяемые по формулам:

(3.39)

(3.40)

где – расстояние между осями фермы и ближайшей продольной балки, м (определяется при величине с = 1,7 м согласно [2, п.8.117]).

2. Подбор сечения и проверка по нормальным напряжениям

Расчетным является сечение в месте прикрепления продольной балки к поперечной балке, поскольку в этом сечении одновременно действуют и , и есть ослабление отверстиями для прикрепления продольных балок (в стенке поперечной балки) и в соединении с рыбками (в поясах).

Высота поперечной балки в первом приближении принимается равной высоте продольной балки

Требуемый момент инерции сечения нетто вычисляется по формуле:

(3.41)

где – коэффициент, в первом приближении, при этом предполагается [1, п.8.26].



Рисунок 3.11 – Сечение поперечной балки



В первом приближении принимаем , .

Высота стенки балки определяется по формуле (3.13), а момент инерции нетто вертикального листа по формуле:

(3.42)

Требуемая ширина пояса определяется по формуле:

(3.43)

Принимаем ширину полки продольной балки b_f = 320 мм, согласно ГОСТ 82-70.

Ширина пояса балки должна удовлетворять следующим требованиям:

из условия смятия мостового бруса поперек волокон;

из условия размещения не более двух рисок болтов прикрепления рыбок;

по условию обеспечения общей устойчивости сжатого пояса.

Назначенная ширина полки удовлетворяет необходимым условиям.



Рисунок 3.12 – Подобранное сечение поперечной балки

По уточненным значениям , , , последовательно получаем:











Значение коэффициента определяется по [1, таблица 8.16].

Средние касательные напряжения в стенке балки определяются по формуле:

(3.44)

Момент инерции сечения брутто определяется по формуле (3.16):



Статический момент пояса определяется по формуле (3.28):



Статический момент полусечения определяется по формуле:

(3.45)



Предельная поперечная сила определяется по формуле [1, п. 8.26]:

(3.46)

Величина определяется по формуле [1, п. 8.30]:

(3.47)

Значение величины определяется по формуле [2, п.8.26]:

(3.48)

где отношение расчетной поперечной силы к предельной поперечной силе;

– отношение площади поясов к площади вертикальной стенки;

для двутавровых сечений.









Момент инерции нетто сечения балки определяется по формуле:

(3.49)

Момент сопротивления сечения нетто определяется по формуле (3.20):



Напряжения в расчетном сечении определяются по формуле (3.19):







Условие (3.19) выполняется. Недонапряжение составляет 4,09%.

3. Расчет прочности по приведенным и касательным напряжениям

Приведенные напряжения допускается определять только в уровне поясного сварного шва.

Сечение балки и эпюры напряжений приведены на рисунке 3.13.

Расчет выполняется по формулам [1, п.8.31]:

(3.50)

(3.51)

где нормальные напряжения в стенке балки в уровне поясного сварного шва по сечению нетто;

– средние касательные напряжения в стенке балки, определенные по формуле (3.71);

коэффициент (при ).

Для более неблагоприятного случая примем, что и действуют в одном сечении.



Рисунок 3.13– Схемы к расчету на приведенные напряжения

Нормальные напряжения определяются по формуле:

(3.52)

Условия прочности (3.78) и (3.79) выполняются.

4. Расчет прочности поясного сварного шва

Расчет сварного шва поперечной балки производится аналогично шву продольной балки по формулам (3.26), (3.27) и (3.32) при и .

Катет шва принимаем Коэффициенты расчетного сечения углового шва: и .

По формуле (3.26):







Условие прочности (3.26) выполняется.

По формуле (3.27):







Условие прочности (3.27) выполняется.

По формуле (3.32):















Условие (3.32) на выносливость по металлу шва выполняется.