Определение расчетных усилий в сечениях балки

Главные балки рассчитывают при действии постоянной и вре­менной нагрузок. Постоянная нагрузка в плане распределяется равномерно и передается на главные балки поровну. При действии временной нагрузки необходимо учитывать неравномерность загру­жения балок пролетного строения. Учет распределения временной нагрузки между балками производится с помощью коэффициента поперечной установки , который показывает, какая часть от рас­четной колонны временной нагрузки, находящейся на проезжей части, передается на данную балку. Для балок, жестко соединенных между собой (балок с поперечными диафрагмами) в длинных и уз­ких пролетных строениях, коэффициент поперечной установки мож­но определять методом внецентренного сжатия. В этом случае счита­ется, что поперечные конструкции пролетного строения абсолютно жесткие, и при действии временной нагрузки сечение пролетного строения опускается или поворачивается, не изгибаясь. Линии влия­ния давления на главные балки будут иметь прямолинейное очерта­ние. В наиболее неблагоприятных условиях оказывается крайняя балка. Коэффициент поперечной установки определяется для каж­дого вида загружения. На рис. 13 показана схема для определения коэффициента поперечной установки для крайней балки. Вначале определяются ординаты линии влияния в рассматриваемой балке и в симметрично расположенной противоположной:

(68)

где п - количество балок;

а_i - расстояние между соответствующими балками на рис. 13.

Рис. 13. Схемы к определению коэффициента поперечной установки методом внецентренного сжатия

Соединив полученные ординаты, получаем линию влияния уси­лия, действующего на рассматриваемую балку. Эту линию влияния загружают временной нагрузкой. Для пешеходной нагрузки коэф­фициент поперечной установки определяется как заштрихованная площадь линии влияния на рис. 13,б:

(69)

Для автомобильной или колесной нагрузки коэффициент попереч­ной установки определяется по ординатам данной линии влияния под грузами и полосами нагрузки (с учетом коэффициента сочетания 5 для нагрузок на второй и последующих полосах движения) по формуле

(70)

где k - количество рассматриваемых полос движения;

s_j - коэффициент сочетания для j -й полосы движения.

В бездиафрагменных пролетных строениях балки объединяются плитой проезжей части. Жесткость соединения здесь значительно ниже, чем в пролетных строениях с диафрагмами, и метод внецентренного сжатия дает большую погрешность. В этом случае пролет­ное строение можно рассматривать как балочный ростверк, состоя­щий из продольных главных балок и конечного или бесконечного количества поперечных, заменяющих плиту проезжей части. После­довательно, прикладывая по ширине пролета единичную нагрузку, получим ординаты линии влияния усилия, передаваемого на ту или иную балку. Смежные главные балки здесь в меньшей степени включаются в работу, чем в пролетных строениях с диафрагмами, и линия влияния имеет криволинейное или ломаное очертание. В кур­совом проектировании для построения этих линий влияния можно воспользоваться приближенными данными, приведенными в прил.6. Коэффициенты поперечной установки определяются аналогично.

Зная коэффициенты поперечной установки, определяют внутрен­ние усилия в балке, для чего строят линии влияния этих усилий и загружают их постоянной и временной нагрузками, причем постоян­ная нагрузка прикладывается по всей длине пролета, а временная устанавливается в самое невыгодное положение. Усилия в балке определяют от каждого вида загружения временной нагрузки.

Для конструкционного расчета и расчета балок по трещиностойкости и по деформациям определяют расчетные сочетания усилий. По полученным усилиям из условий прочности подбирают продоль­ную и поперечную арматуру.