курсовая работа мосты. Проектирование железобетонного железнодорожного моста

• Название: Проектирование железобетонного железнодорожного моста
• Анкор: курсовая работа мосты
• Дата: 16.04.2023
• Размер: 2.05 Mb.
• Имя файла: KR_Evdokimov_Ya_V_SO431SMD.docx
• Тип: Курсовая; #1065610
• страница: 6 из 7

. . Расчет балочного железобетонного пролетного строения

1. Расчет главной балки

Расчетную схему разрезного балочного пролетного строения для определения внутренних усилий принимает в виде равномерно загруженных главных балок, имеющие шарнирное опирание на опоры.

Линии влияния усилия M_0.5, М_0,25, Q₀, Q_0.25, Q_0.5, их площади и схема загружения приведены на рис 2.1.



Рисунок 2.1 – Расчетная схема и линии влияния

1. 
   Нормативные постоянные нагрузки на пролетное строение:
   

, (2.1)
где

- равномерно распределенная нагрузка от собственного веса железобетонных балок, кН/м;

– объем пролетного строения, м³;

- удельный вес железобетона, = 24 кН/м³

, (2.2)

где

- равномерно распределенная нагрузка от веса балластной призмы с элементами пути, кН/м;

- высота балластной призмы, = 0.5 м;

– ширина балластной призмы, м;

- удельный вес балласта, = 20 кН/м³.

- распределенная нагрузка от веса тротуаров с коммуникациями,

.

От временной подвижной нагрузки:

Временная нагрузка учитывается с динамическим коэффициентом

(1+μ)=1+

С помощью программы “Powers”, ДВГУПС, определяем расчетные усилия, такие как: изгибающий момент в середине и четверти пролета (M₀, M_0.25); поперечная сила в середине и конце пролета (Q₀, Q_0.5).

Исходные данные:

Расчетная длинна пролетного строения:

l_p=15,80 м,

Класс нагрузки С-11.


Рисунок 2.2 – Параметры линии влияния и эквивалентной нагрузки
При расчете на прочность изгибавший моменты и поперечные силы определяются по формулам:




Проверка расчетов усилий в программе Powers_New.



Рисунок 2.3 – Расчетные усилия

2. Расчет главной балки пролетного строения на прочность

   1. Геометрические характеристики главного сечения главной

балки

Для упрощения расчетов сложное реальное сечение балки (рис. 2.4) заменяется тавровым.


Рисунок 2.4 – Общий вид реального сечения балки



Рисунок 2.5 – Общий вид упрощенного таврового сечения балки
h – расчетная высота балки, ;

– расчетная ширина плиты.

, (2.2)

– рабочая высота балки, ;

b – ширина ребра балки, b = 0.5 м;

– 0.15-0.20м.

2. Подбор рабочей арматуры

Так как температура самой холодной пятидневки минус 44^оС, то вид арматуры согласно [1], применяем:

• 
  стержневая;
  
• 
  горячекатаная;
  
• 
  периодического профиля;
  
• 
  класс ;
  
• 
  марка стали ;
  
• 
  диаметр .
  

(2.3)

где

- расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры главной балки, определяется по табл. 7.16 СП Мосты и трубы.

Число стержней рабочей арматуры балки определяется с учетом предварительного назначения диаметра по выражению:

, (2.4)

где

- площадь одного стержня арматуры,

Уточняем площадь рабочей арматуры:

, (2.5)

К дальнейшей разработки принимаем площадь рабочей арматуры
= 0.018 м².

Расстановка стержней арматуры главной балки осуществляется в виде одиночных стержней. В данном случае, условия размещения стержней можно считать нестесненными и допускается располагать стержни ненапрягаемой арматуры в несколько рядов. Допускаемое расстояние в свету между стержнями (при трех и более рядах) . Толщина защитного слоя бетона . Схема размещения рабочей арматуры представлена на рис. 2.7.

Расстановка стержней арматуры главной балки осуществляется в виде одиночных, сдвоенных или сварных стержней. В данном случае, условия размещения стержней можно считать нестесненными и допускается располагать стержни ненапрягаемой арматуры в несколько рядов. После расстановки стержней рабочей арматуры с учетом всех конструктивных требований (расстояния в свету между продольными стержнями, толщины защитного слоя бетона и т.д.) производится уточнение значений и .

Расстояние до центра рабочей арматуры определяется по выражению:

(2.6)

где

– количество стержней рабочей арматуры в первом и последующих горизонтальных рядах;

– расстояние от растянутой грани до центра рассматриваемого горизонтального ряда рабочей арматуры, м.

Уточненная величина рабочей высоты балки равна:



Далее определяется граница сжатой зоны бетона (см. рис. 2.6). Высота сжатой зоны бетона х может быть больше или меньше приведенной высоты полки . В этих случаях несущая способность может быть определена как для прямоугольного сечения ( х₁  ) или таврового ( х₂  ).



Рисунок 2.6 – Схема к определению высоты сжатой зоны

Высота сжатой зоны х определяется по выражению (расположение нейтральной линии в плите):

, (2.7) где -расчетное сопротивление арматуры в верхней сжатой зоны. - расчетное сопротивление бетона сжатой зоны, определяется по CП таб.7,6; - площадь сжатой арматуры, м2 ; , (2.8) Для расчета принимаю следующие допущения:диаметр сжатой арматуры ;количество стержней сжатой арматуры ;бетон класса В-35 Площадь одного стержня сжатой арматуры: , (2.9)

Определяем относительную высоту сжатой зоны по выражению:

(2.10)
где - относительная высота сжатой зоны бетона; h0 – фактическая рабочая высота сечения балки, которая определяется в зависимости от уточненной величины as с учетом расстановки рабочих стержней арматуры.

Значение определяется по формуле:

(2.11)

где - для элементов с обычным армированием;

– напряжение в арматуре, следует принимать равным для ненапрягаемой арматуры;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны.

Так как, x то предельно-изгибающий момент в рассмотренном сечении балки определяется по выражению:

(2.12)

Для дальнейших расчетов принимаем:

• 
  арматуру для растянутой зоны: стержневую, горячекатаную арматуру периодического профиля d=40 мм, класс арматуры - А400 (А-), марка стали - 25Г2С, класс бетона – В35.
  
• 
  арматуру для сжатой зоны - d=10 мм.
  

Проверка расчетов с помощью программы MOST:



Рисунок 2.7 – Ввод исходных данных



Рисунок 2.8 – Схема размещения арматуры балки



Рисунок 2.9 – Результаты расчета нормальных сечений

Прочность сечения, перпендикулярного к продольной оси балки, определяем из уравнения предельного состояния:









Так как условия проверки пополняется, и разница между предельным изгибающим моментом и изгибающим моментом от внешних нагрузок не превышает 10%, то к дальнейшей разработке принимаем количество стержней арматуры Класса А-III, n=15шт.