II.1.7. Розрахунок поясних швів поздовжньої балки

Поясні шви, що прикріплюють листи поясів балок до стінки, треба розраховувати на міцність при дії зсувальних зусиль, які виникають в результаті згинання балки, та місцевого тиску від тимчасового навантаження.

Рис.5. Поздовжня балка (поперечний переріз та фасад).

Розрахунки треба виконувати для металу шва та для металу зони сплавлення відповідно за формулами:

- перевірка по металу шва:

- перевірка по металу зони сплавлення:

де n – кількість поясних кутових швів (n = 2);

t_f та t_z – розрахункові висоти зварного шва, які визначаються за формулами:

- коефіцієнти розрахункових перерізів кутових швів (табл.80

СНіПа 2.05.03 – 84);

k_f – величина меншого з катетів кутового шва (min товщина листа відповідна товщині зварного шва, якщо t_f = 6мм);

Т – зсувна сила, що визначається за формулою:

αq – місцевий тиск від тимчасового навантаження:

m – коефіцієнт умов роботи;

R_wf та R_wz – розрахунковий опір кутових швів умовному зсуву відповідно по металу шва та по металу зони сплавлення.

Згідно з табл.53 ДБН 2.3.14 – 2006 розрахунковий опір для кутових зварних швів визначається за формулами:

- для умовного зсуву по металу шва:

- для металу зони сплавлення:

де R_wun – нормативний опір для металу зварних швів, що визначається за СНіП II-23-81;

R_un – нормативний опір по металу основної конструкції згідно з табл.50 СНіПа 2.05.03 – 84;

- коефіцієнт надійності по металу шва ( = 1,25);

Так як t_w = 10мм, то k_f = 6мм, тоді

II.1.8. Розміщення ребер жорсткості та визначення їх розмірів.

Ребра жорсткості в балках ставляться для забезпечення місцевої стійкості, а також з конструктивних міркувань для прикріплення поперечних зв’язок. Рис.6.

Рис. 6. Ребра жорсткості в балках.

Ширина ребра жорсткості b_h визначається за формулою:

Приймаємо ширину ребра жорсткості 90 мм,

а товщина:

Приймаємо товщину ребра жорсткості 1,0 см;

де h_w - висота стінки балки в см;

R_y – розрахунковий опір сталі;

Е – модуль пружності.

II.1. 9. Поздовжні і поперечні в’язі між поздовжніми балками.

Поздовжні в’язі ставляться на рівні верхніх та нижніх поясів поздовжніх балок з метою їх об’єднання, а також для зменшення вільної довжини верхнього поясу балок та покращення умов роботи балок при дії горизонтальних поперечних сил від тиску вітру та ударів коліс поїзда.

Рис.7. Розрахункова схема для поздовжніх зв’язок між поздовжніми балками.

Поперечні в’язі між поздовжніми балками виконують ті ж функції, що і діафрагми в залізобетонних балочних прогоневих спорудах. Вони ставляться між поздовжніми балками на відстані не більше двох висот балок. Використовуються схеми решіток поперечних зв’язок у вигляді двох диагоналей, що перетинаються, або з напіврозкісною решіткою. Переріз елементів поперечних зв’язок – кутиків розміром не менш мм. Прикріплення елементів поперечних зв’язок виконується за допомогою болтів та вертикальних фасонок до поперечних ребер жорсткості. Величина розрахункової інтенсивності вітрового навантаження на одну площину зв’язок (окремо на верхні зв’язки та нижні зв’язки) визначається за формулою:

де W_п - нормативна інтенсивність вітрового навантаження в кН/м²

(визначається за СНіПом 2.05.03 – 84);

- коефіцієнт надійності за навантаженням для вітрового навантаження,

h_пч – висота проїзної частини, на яку діє вітрове навантаження,

h_пч = h_б + h_мп – h_п;

h_б – висота поздовжніх балок;

h_мп – висота мостового полотна, h_мп = 0,4м;

h_п – висота пояса ферм, яка закриває нижню частину поздовжніх балок від вітрового навантаження, h_п = 0,5м.

-для проїзної частини;

-для рухомого складу;

К-коефіцієнт, який враховує зменшення швидкісного напору з висотою; для висоти розташування конструкції над рівнем межених вод 14,0м.

Wo-швидкісний напір вітру; Wo=0,60 кПа для вітрового району III.

-аеродинамічний коефіцієнт лобового опору;.

коефіцієнт динамічності.

Розрахункова інтенсивність навантаження від ударів коліс рухомого складу поїздів залізниць на одну площину зв’язок визначається за формулою:

де К – клас навантаження СК (для капітальних мостів К = 14);

- коефіцієнт надійності за навантаженням для горизонтальних ударів коліс поїзда в залежності від l=d=11,4 м =1,18 згідно табл.13 СНиП 2.05.03-84.

Для подальших розрахунків враховується інтенсивність горизонтального навантаження q_гор, величина якої приймається більшою з одержаних (W_зв або S_гор).

Величина зусилля в крайніх діагоналях зв’язок буде максимальною і визначається за формулою:

де - площа лінії впливу зусилля в крайніх діагоналях поздовжніх за’язок;

Перевірка діагоналей зв’язок виконується за формулами:

- на міцність:

- на стійкість:

де m та m₁ – коефіцієнти умов роботи (m = 0,9; m₁ = 0,75);

А_бр та А_нт – площі брутто та нетто перерізу кутиків діагоналей зв’язок за сортаментом:

- коефіцієнт поздовжнього згинання в залежності від гнучкості, яка визначається за формулою , де l_lf – розрахункова довжина діагоналей зв’язок, і – радіус інерції переріз діагоналей. Для поздовжніх зв’язок гранична гнучкість Інші діагоналі зв’язок та розпірки, як правило, приймаються такого ж перерізу.

Прикріплення діагоналей та розпірок виконується на високоміцних болтах за розрахунком, але не менш ніж по два болти на кожному кінці елемента.

Кутики діагоналей зв’язок за сортаментом:

приймаємо l=130; цій гнучкості відповідає коефіцієнт поздовжнього згинання φ=0,38