Мости і труби сталеві конструкції

і

ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Споруди транспорту

МОСТИ І ТРУБИ СТАЛЕВІ КОНСТРУКЦІЇ Правила проектування

ДБН 6.2.3-26:2010

( Частина 1)

Київ

Мінрегіонбуд України

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО: РОЗРОБНИКИ:

За участю:

Національний транспортний університет (м. Київ)

Дехтяр д-р техн.наук; А. Лантух-Лященко, д-р техн. наук (науковий керівник); К. Медведев, канд. ф-м. наук; А. Рубльов, канд. техн. наук;

Снитко, канд. техн. наук; І. Святишенко

ТОВ "Укрінсталькон" ім. В.М.Шимановського (А. Гром, канд. техн. наук;

М. Микитаренко, канд. техн. наук; А. Перельмутер, д-р техн. наук)

Інститут з вишукування і проектування автомобільних доріг і мостів "Київсоюзшляхпроект" (В. Грищенко)

Проектне бюро ВАТ "Мостобуд" (м. Київ) (М. Корнієв, канд. техн. наук;

Н.Саричева)

Державний дорожній науково-дослідний інститут ім. М.Шульгіна (М. Парубець)

ПРИЙНЯТО

І НАДАНО ЧИННОСТІ:

УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Інститут електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України (Л. Лобанов, академік НАН України, д-ртехн. наук; В. Кир'ян, член-кор. НАН України, д-р техн. наук; В. Книш, канд. техн. наук)

наказ Міністерства регіонального розвитку та будівництва України від 28.12.2010 р. № 556, чинні з 1 жовтня 2011 р.

На заміну ДБН В.2.3-14:2006: у частині:

Глава 4. Сталеві конструкції

Додаток X. Коефіцієнт умов роботи канатів

Додаток Ц. Коефіцієнти для розрахунку стійкості стержнів та балок Додаток Ю. Розрахунок стійкості полиць та стінок елементів, підкріплених ребрами жорсткості

Додаток Я. Коефіцієнти для розрахунку на витривалість

Додаток D. Оцінка витривалості сталевих конструкцій

Додаток F. Розрахунок міцності та стійкості ортотропної плити проїзної

частини

ЗМІСТ

с.

Сфера застосування1

Нормативні посилання1

Терміни та визначення понять1

Загальні положення1

Матеріали та напівфабрикати сталевих конструкційЗ

Розрахунки. Загальні положення4

Розрахунки міцності7

Елементи центрально-розтягнуті і центрально-стиснуті7

Елементи,що знаходяться під дією згину8

Елементи,що знаходяться під дією осьової сили і згину8

Елементи,що знаходяться під дією зрізу9

Елементи,що знаходяться під дією дотичних та нормальних напружень10

Розрахунки сталевих канатів11

Розрахунки стійкості стержнів і балок11

Розрахунки стійкості полиць і стінок елементів, не підкріплених ребрами жорсткості. . . 15

Розрахунки стійкості стінок балок, підкріплених ребрамижорсткості, іпластинок

ортотропних плит17

Розрахункові довжини17

Гранична гнучкість стержневих елементів 20

Розрахунки витривалості елементів сталевих конструкцій21

Особливості розрахунку елементів і з’єднань22

Елементи головних ферм22

Елементи проїзної частини залізничних мостів24

Елементи проїзної частини автодорожніх, міських та пішохідних мостів26

Елементи поздовжніх в’язей26

Розрахунок з’єднань27

Розрахунок опорних частин29

Конструювання30

Загальні принципи конструювання30

Перерізи елементів31

Ребра жорсткості суцільних згинаних балок33

Попередньо напружені прогонові будови34

Зварні, фрикційні і болтові з’єднання34

Деталі конструкції37

Конструкція планок і перфорованих листів38

Особливості конструкції болтозварних прогонових будов39

Конструкція ортотропної плити проїзної частини40

Конструкція опорних частин і деформаційних швів40

Додаток А

Нормативні посилання41

Додаток Б

Терміни та визначення понять 43

Додаток В

Характеристика класів перерізів 44

Додаток Г

Матеріали та напівфабрикати46

Додаток Д

Розрахунки ефективної ширини плит55

Додаток Е

Коефіцієнти поздовжнього згину у розрахунках стійкості стержнів та балок 58

Додаток Ж

Допоміжна інформація для розрахунків плоскої форми втрати стійкості стержнів 61

Додаток И

Згинально-крутна форма втрати стійкості балок65

Додаток К

Розрахунок місцевої стійкості стінок балок, підкріплених ребрами жорсткості68

Додаток JT

Стійкість пластинок ортотропних плит83

Додаток М

Розрахунки витривалості елементів автомобільних і міських мостів85

Додаток Н

Коефіцієнти для розрахунків витривалості105

Додаток П

Ортотропні плити 110

Додаток Р

З’єднання129

Додаток С

Сталеві канатні елементи153

Додаток Т

Опорні частини163

Додаток У

Деформаційні шви175

Додаток Ф

Основні познаки величин літерами177

Споруди транспорту

МОСТИ І ТРУБИ. СТАЛЕВІ КОНСТРУКЦІЇ.

Правила проектування

Сооружения транспорта

МОСТЫ И ТРУБЫ. СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ.

Правила проектирования

Transport construction

BRIDGES AND CULVERTS. STEEL CONSTRUCTION DESIGN CODE.

Design regales

Чинні від 2011-10-01

СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Ці Норми встановлюють правила проектування сталевих конструкцій залізничних і автодорожніх мостів та дорожніх труб, пішохідних мостів і пішохідних тунелів під залізницями, автомобільними і міськими дорогами, прогонових будов та опор розвідних мостів, нових споруд, а також таких, що ремонтуються або реконструюються.

Норми розповсюджуються на проектування, ремонт і реконструкцію мостів із переліку, наведеного у ДБН В.2.3-22.

Норми охоплюють сталеві конструкції, які виготовлено, змонтовано та прийнято незалежною інспекцією відповідно до чинних норм і які експлуатуються в умовах мінімальних температур до -40°С включно.

Примітка 1. Ці Норми охоплюють сталеві прогонові будови зі сталевими плитами проїзної частини, а також прогонові будови, в яких плита проїзної частини виконана із залізобетону, але не об’єднана для спільної роботи зі сталевими балками.

Примітка 2. За розрахункову мінімальну температуру прийнято температуру повітря найбільш холодної доби в районі будівництва із забезпеченістю 0,98.

НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

Будівельні норми та стандарти, на які є посилання, наведено в додатку А.

ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

Терміни та визначення понять, індекси в позначеннях та пояснення до них наведено в додатку Б.

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Ці Норми встановлюють правила і вимоги, за якими проектуються сталеві конструкції транспортної споруди, що відповідають своєму функціональному призначенню та мають такий рівень надійності, який гарантує безпечну експлуатацію протягом проектного строку служби.

При проектуванні сталевих конструкцій мостів рекомендується:

при виборі статичних схем мосту, конструкцій прогонових будов та конструкцій вузлів і елементів віддавати перевагу таким, в яких заміна, ремонт та експлуатація елементів виконується з меншими втратами;

вибирати матеріали за критеріями техніко-економічних показників (можливість загального зменшення ваги конструкції при застосуванні прокату високої міцності та інших механічних властивостей прокату, надійність виконання монтажних зварних з’єднань та з’єднань на високоміцних болтах, вартість прокату тощо);

оцінювати напружений стан конструкцій з урахуванням похибок, що можуть виникнути в процесі монтажу (відхили у розмірах та формі монтажних елементів, формі складених конструкцій статично невизначених систем, відхили у величинах опорних реакцій тимчасових та постійних опор, накопичення зварювальних деформацій та напружень при складанні);

надавати перевагу зварним з’єднанням перед болтовими та болто-зварними, за винятком з’єднань, у яких розтяг спрямований поперек прокату, та при кріпленні елементів залізничних мостів до наскрізних головних ферм.

Проектна довговічність конструкцій мостів забезпечується якісним виготовленням, застосуванням якісних матеріалів для захисту від корозії та гідроізоляції, а також наступними проектними рішеннями:

конструктивні елементи та їх компоненти повинні проектуватися з урахуванням утомленості та випадкових подій, що можуть відбутися в період строку служби мосту;

несні конструкції автодорожніх мостів, розташовані поруч із проїздом, слід захистити від пошкодження при наїзді транспорту в результаті деформацій огорожі;

передбачати можливість огляду, очищення, фарбування та ремонту всіх частин конструкції; перевагу віддавати елементам з герметичними замкненими перерізами; за відсутності на конструкціях постійних оглядових пристроїв передбачати можливість їх тимчасового закріплення;

компоненти, які не можуть бути розроблені з достатньою надійністю, щоб досягти проектного строку служби, мають бути змінними. Наприклад, водовідвід; огорожі та протишумові бар’єри; опорні частини; деформаційні шви; підвіси, ванти тощо;

якщо міст має елементи, що можуть бути замінені, то для їх безпечної заміни слід передбачати спеціальні конструктивні елементи, а проектна ситуація під час виконання заміни має бути заздалегідь розглянута;

для збільшення довговічності покриття проїзної частини автодорожніх мостів допускається збільшувати товщину елементів ортотропної плити, параметри яких знайдено за критеріями міцності, стійкості та витривалості;

за неможливості нормальної експлуатації збільшувати товщину прокату елементів, розташованих у ґрунті або у воді, на корозію під час експлуатації (наприклад, стінок труб опор або фундаментів опор);

збільшення довговічності сталевих ортотропних плит досягається за рахунок застосування покриття проїзду з епокси-асфальту або з мастик-асфальту і якісного гідроізоляційного матеріалу, який забезпечує гарантований зв’язок плити з покриттям.

У робочих кресленнях КМ слід надавати всю необхідну інформацію для складання креслень КМД, а саме:

надавати перелік марок сталей, метизів та зварювальних матеріалів, які можуть бути застосовані; у необхідних випадах проектувальник може вказувати тільки одну конкретну марку сталі, конкретні вироби або конкретний зварювальний матеріал;

наводити типи, способи та перерізи швів зварювання; вказувати тип обробки контактних поверхонь у фрикційних з’єднаннях;

надавати монтажну схему з переліком всіх монтажних елементів, елементів стиків та метизів із зазначенням ваги кожного з елементів; поділ конструкцій на монтажні елементи слід виконувати з урахуванням їх габаритів та ваги, а також оцінювати можливості їх виготовлення, транспортування та складання;

вказувати повну систему захисту від корозії (а не тільки шарів, що наносяться на заводі при виготовленні); у місцях можливого накопичення та застою води при експлуатації слід передбачати отвори діаметром не менше ніж 25 мм;

встановлювати методи та обсяги контролю при виготовленні конструкцій; у разі необхідності встановлювати допуски на геометрію елементів, якщо вони відмінні від наведених у чинних стандартах.

Усі конструктивні відмінності у кресленнях КМД у порівнянні з кресленнями КМ повинні бути погоджені з авторами проекту до початку виготовлення конструкцій. Завод-виробник конструкцій також має погодити з авторами проекту марки прокату сталі, зварювальні матеріали та метизи до початку їх закупівлі.

5 МАТЕРІАЛИ ТА НАПІВФАБРИКАТИ СТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ

5Л Для несних та допоміжних конструкцій мостів слід використовувати матеріали та напівфабрикати, наведені в додатку Г:

сталевий прокат (листовий, сортовий, фасонний);

труби та гнуті профілі;

відливки та поковки з вуглецевої та легованої сталі;

високоміцні та звичайні метизи;

зварювальні матеріали, з дотриманням загальних вимог до сталевого прокату.

Складові елементи мостів, такі як канати, опорні частини та деформаційні шви приймаються відповідно до додатків С, Т та У.

Розрахункові опори прокату для різних видів напружених станів визначаються за формулами, наведеними у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 - Розрахункові опори прокату для різних видів напружених станів

Напружений стан

Розрахункові опори прокату

Розтяг, стиск та згин:

- за границею текучості;

Ry ~ Ryn ! Ут

- за тимчасовим опором

Ru ~ Run 1 Ут

Зсув

Rs =0,58 Куп / ут

Зминання торцевої поверхні (за наявності підгонки)

Rp =Кп ІУт

Зминання місцеве у циліндричних шарнірах (цапфах) при щільному дотику

Rlp =0,5 Run hm

Діаметральний стиск котків (при вільному дотику в конструкціях 3 обмеженою рухомістю)

При Run < 600 МПа (5886 кгс/см2)

Red = 0,025Run /ут;

при Run > 600 МПа (5886 кгс/см2)

Rcd =[0,042-10~6(Run -600)2 +0,025]^ /ут,МПа;

Rcd = [0,0438-Ю"8^ -5886)2 +0,025]^ /ут , кг/см2

Розтяг у напрямку товщини прокату t при t до 60 мм

Rth = 0,5Rim / ym

Примітка. у т- коефіцієнт надійності за матеріалом визначають відповідно до таблиці 5.2.

Величини коефіцієнтів надійності за матеріалом сталевого прокату приймають за таблицею 5.2.

Сталевий прокат згідно з додатком Г

Коефіцієнт надійності за матеріалом ут

Наведений у таблиці Г.1 додатка Г

1,1

Наведений у розділі Г. 10 додатка Г

1,1

Наведений у таблицях Г.2 та Г.З додатка Г

1,05

6 РОЗРАХУНКИ. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ 6.1 Граничні стани

Розрахунки сталевих конструкцій базуються на двох групах граничних станів.

Граничні стани І групи - це аварійне руйнування конструкції від втрати міцності, стійкості форми або від появи тріщин утомленості.

Граничні стани за міцністю та стійкістю форми для сталевих конструкцій мостів можуть бути викликані:

втратою міцності;

втратою стійкості форми.

Граничні стани за витривалістю для сталевих конструкцій мостів можуть бути викликані появою тріщин утомленості від дії циклічних навантажень.

Граничні стани II групи характеризують стан, який викликає ускладнення або припинення нормальної експлуатації.

Граничні експлуатаційні стани для мостових сталевих конструкцій можуть бути викликані:

надмірними пружними деформаціями;

коливаннями та вібраціями від вітру та рухомого навантаження;

збільшеними динамічними впливами від пошкоджень проїзної частини.

Експлуатаційна надійність мосту забезпечується виконанням наступних вимог:

а) обмеження пружних прогинів згідно з ДБН В.2.3-22 для запобігання:

дискомфорту пішоходів та пасажирів транспортних засобів;

динамічних впливів на споруду.

б) обмеження коливань для запобігання:

дискомфорту пішоходів та пасажирів транспортних засобів;

появи резонансних явищ;

появи надмірного шуму.

в) обмеження дефектів проїзду для запобігання збільшенню динамічних впливів оцінюються розрахунками витривалості елементів плит проїзду.

Якщо немає інших спеціальних вимог замовника, експлуатаційний граничний стан має прийматися згідно з чинними нормами.

Примітка. Аеропружні явища слід досліджувати для мостів комбінованих систем, вантових, висячих, аркових, рамних та мостів, у яких період власних коливань перевищує 0,5 сек. Оцінка коливань досліджується за частотами, амплітудами та прискореннями.

Кожен граничний стан конструкції або її елемента описують нерівністю

і R„(6.1)

де Erf - функція навантаження (значення розрахункового узагальненого впливу - зусилля, деформації тощо). Значення Еj знаходиться від дії характеристичних навантажень, помножених на коефіцієнти надійності у j та динамічні коефіцієнти (1 + ц);

Rj - функція опору (значення розрахункового узагальненого опору перерізу - зусилля,

деформації тощо). Значення jRj - це частка від ділення його характеристичного значення на коефіцієнти ут та уг і множення на коефіцієнт т.

Прийняті познаки:

у j - коефіцієнт надійності за навантаженням;

(1 + (і) - динамічний коефіцієнт;

уш - коефіцієнт надійності за матеріалом елемента, виробу, з’єднання, з оцінки порогу витривалості тощо (таблиця 6.1);

уг - коефіцієнт надійності за відповідальністю споруди згідно з ДБН В.2.3-22;

т - коефіцієнт умови роботи споруди, з’єднання, елемента (таблиця 6.2).

Зусилля, напруження та деформації в елементах конструкції знаходяться за умови пружної роботи конструкції або елемента, якщо це не призводить до помилок більше ніж на 5 %. Перерозподіл внутрішніх зусиль за рахунок пластичних деформацій у перерізах може враховуватися за умови спеціального обґрунтування. Навантаження, впливи та відповідні коефіцієнти приймаються згідно з ДБН В.1.2-15.

Класи перерізів

Елементи і конструкції, що охоплені цими Нормами, в залежності від прийнятого в розрахунках їх напружеио-деформованого стану, розподіляються на два класи перерізів:

1-й клас - пружна робота перерізу (напруження не перевищують розрахункового опору текучості, що дорівнюєRy -тіуг);

2-й клас - робота перерізу характеризується появою напружень текучості, що дорівнюють Ry-mlуг, по всій висоті балки (пластичний шарнір).

Вимоги і обмеження щодо застосування класів перерізів наводяться в додатку В.

Розрахункову схему конструкції слід приймати відповідно до її проектної геометричної схеми, при цьому будівельний підйом і деформації від навантаження, як правило, не враховуються.

Зусилля в елементах і переміщення сталевих мостових конструкцій визначаються з умови їх роботи з перерізами брутто.

Геометричну нелінійність, викликану переміщенням елементів конструкцій, слід враховувати при розрахунку систем, які викликають зміну зусиль і переміщень більше ніж на 5 %. Фізичну нелінійність звитих канатних елементів, що викликана повзучістю, слід враховувати при визначенні напружено-деформованого стану мосту.

При визначенні зусиль в елементах конструкцій зварні і фрикційні з’єднання на високоміцних болтах розглядаються як непіддатливі.

При розрахунку жорсткі з’єднання елементів у вузлах решітчастих ферм приймаються шарнірними, якщо конструкція зберігає свою незмінюваність, і при цьому для головних ферм відношення висоти перерізу до довжини елементів не перевищує 1:15.

Додаткові напруження в поясах ферм від деформації підвісок враховуються незалежно від відношення висоти перерізу до довжини елемента пояса.

Урахування жорсткості вузлів у решітчастих фермах допускається здійснювати наближеними методами, при цьому визначення осьових зусиль виконується за шарнірною розрахунковою схемою.

За вісь елементів прогонових будов приймається лінія, що з’єднує центри ваги їх перерізів. При визначенні положення центра ваги перерізу послаблення його отворами болтових з’єднань не враховується, а послаблення перфорацією приймається постійним по всій довжині елемента. При зміщенні осі елемента наскрізних ферм відносно лінії, що з’єднує центри вузлів, ексцентриситет слід враховувати:

для І- та П-подібних, коробчастих, двошвелерних елементів - 1,5 % висоти перерізу;

для Т- та Н-подібних елементів - 0,7 % висоти перерізу.

Згинальні моменти від зміщення осей елементів розподіляються між усіма елементами, що сходяться у вузлі, пропорційно до їх жорсткості і обернено пропорційно до довжини. При цьому кожен згинальний момент приймається таким, що дорівнює добутку ексцентриситету на максимальну величину зусилля в даному елементі в основній розрахунковій системі.

В елементах в’язей із кутників з болтовими з’єднаннями, які центровані по рисках, найближчих до обушка, допускається ексцентриситет, що виникає, не враховувати.

При проектуванні необхідно забезпечувати просторову незмінюваність, міцність і витривалість, загальну і місцеву стійкість прогонових будов і опор у цілому, блоків, окремих елементів та їх частин, деталей і з’єднань під дією навантажень, що виникають при виготовленні, транспортуванні і монтажі, а також під впливом експлуатаційних навантажень.

При розрахунках міцності і витривалості конструкцій застосовують геометричні характеристики перерізів - нетто, а для розрахунків стійкості - брутто.

Площу нетто поперечного перерізу або його елементів отримують із площі перерізу брутто за винятком отворів і вирізів. Геометричні характеристики перерізу нетто елементів конструкцій знаходять як характеристики з найбільш невигідним послабленням.

Для елементів, послаблених отворами під звичайні болти, при розрахунках міцності і витривалості приймають площі перерізу нетто. При розрахунках стійкості і жорсткості - площі перерізу брутто.

При розрахунках елементів із фрикційними з’єднаннями на високоміцних болтах на витривалість, стійкість і жорсткість приймають площі перерізу брутто; при розрахунках на міцність - площі перерізу нетто з урахуванням того, що половина зусиль, які припадають на даний болт, у розглянутому перерізі вже передано силами тертя.

При проектуванні гнучких елементів мостів слід враховувати можливість появи тріщин утомленості від вітрових навантажень.

Оцінку роботи елементів та з’єднань конструкцій виконують введенням коефіцієнтів надійності та коефіцієнтів умови роботи.

Коефіцієнт надійності для елементів та з’єднань приймають відповідно до таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 - Коефіцієнт надійності для елементів та з’єднань

Область застосування

Коефіцієнт надійності уш

Коефіцієнт надійності за призначенням у „ ^

> 1,0

Коефіцієнт надійності за розрахунком уи2^

1,3

Для перерізів швів зварювання у wm

1,25

Для контактних поверхонь з’єднань на високоміцних болтах ybh

Таблиця Р.З.2

Для канатних розтягнутих елементів ут

1,6

Б Приймають таким, що дорівнює 1,0; коефіцієнт може бути збільшено розробником проекту до 1,1 для випадків, коли руйнація розрахункового елемента може призвести до руйнації мосту в цілому.

2) Для елементів і з’єднань, які розраховуються з використанням розрахункового тимчасового опору Ru.

Коефіцієнт умов роботи для мостів і для елементів та з’єднань слід приймати відповідно до таблиці 6.2.

Сфера застосування

Коефіцієнт умов роботи т

Мости

1 Елементи та їх з’єднання в прогонових будовах і опорах залізничних і пішохідних мостів при розрахунках на експлуатаційні навантаження

0,9

2 Елементи та їх з’єднання в прогонових будовах і опорах автодорожніх і міських мостів при розрахунку на експлуатаційні навантаження, а також для всіх мостів на навантаження, що виникають при виготовленні, транспортуванні і монтажі

1,0

Елементи та з’єднання

3 Канати елементів мостів

Додаток С

4 Розтягнуті і стиснуті елементи з одиночних профілів, що прикріплені однією полицею (стінкою):

- нерівнополичковий кутник, прикріплений меншою полицею;

0,7

- те саме прикріплений більшою полицею;

0,8

- рівнополичковий кутник;

0,75

- прокатний або складений швелер, прикріплений стінкою, або тавр, прикріплений полицею

0,9

5 Болтові з’єднання:

- на звичайних болтах mhx

Додаток Р, п. Р.2.3

- на високоміцних болтах mbh;

0,95

- переріз нетто накладок у з’єднаннях на болтах;

0,9

- затиснення анкерного болта

0,7

Примітка 1. Значення коефіцієнтів умов роботи за 1 і 2 застосовуються одночасно з коефіцієнтом, визначеним за 3 і 4 цієї таблиці.

Примітка 2. У випадках, не обумовлених цією таблицею, слід приймати т = 1,0.

7 РОЗРАХУНКИ МІЦНОСТІ

Елементи центрально-розтягнуті і центрально-стиснуті

Розрахунки міцності елементів, що зазнають центрального розтягнення або стискання силою N, виконуються за формулою

N

<1,0,(7.1)

NM

де N осьова сила, що діє в перерізі;

NRlj ~ розрахунковий опір перерізу.

Для перерізів з отворами розрахунковий опір NRd розтягу приймається меншим з двох значень

R • т

^pl,Rd ~ Ап ’(7-2)

У г

0,9 • Д.•т

Nu,Rd=An (7.3)

УU ■ Уг

де ш- коефіцієнт умов роботи, що приймають за таблицею 6.2;

уи- коефіцієнт надійності, що приймають за таблицею 6.1;

уг- коефіцієнт відповідальності, що приймають за таблицею 4.1 ДБН В.2.3.-22;

А„- площа нетто згідно з 6.8.

N pl,Rd ~Ап’(7-4)

Уг

Елементи, що знаходяться під дією згину

Пружні розрахунки міцності елементів для перерізів 1-го класу, що згинаються в одній з головних площин, виконують за формулою

М Rv ' т

— У<-^—,(7.5)

hn Уг

де Іхп - тут і далі в розрахунках міцності момент інерції перерізу нетто, визначений з урахуванням ефективних геометричних характеристик перерізів. Нерівномірності розподілу нормальних напружень по ширині плит враховуються введенням до розрахунків зменшеної ширини плит bef.

Оцінку ефективної ширини плит рекомендується виконувати за результатами розрахунків пружних просторових схем. Допускається оцінювати ефективну ширину плит відповідно до додатка Д.

Розрахунки елементів з урахуванням пластики для перерізів 2-го класу, що згинаються в одній з головних площин, виконукіть за формулою

М Rv'm

<,(7.6)

WPI

де Wpi - пластичний момент опору; обмеження щодо застосування наводиться в додатку В.

Пружні розрахунки міцності елементів для перерізів 1-го класу, що згинаються в двох головних площинах, виконують для найбільш навантаженого волокна за формулою

М Mv Rv т

-^-у н —X < ——,(7.7)

4хп4 упУг

мх ^ М,

Згинальні моменти в перерізі та відстані від головних осей приймаются зі своїми знаками. Розрахунки елементів з урахуванням пластичної роботи для перерізів 2-го класу, що згинаються в двох головних площинах, виконують за формулою

<1,(7.8)

Mpl,x,Rd Mpl,y,Rd

Ry -тRy■т

дє Mpl x Rd =-^ Wpl x та Mpl y Rd =-+ Wphy - згинальні моменти опору перерізу

УгУг

відносно осі х тау відповідно;

Wpi х та Wpl - пластичні моменти опору відносно осі х та у відповідно.

Елементи, що знаходяться під дією осьової сили і згину

Пружні розрахунки міцності позацентрово-стиснутих, стиснуто-зігнутих, позацентрово розтягнутих і розтягнуто-зігнутих елементів для перерізів 1-го класу при згині в одній з головних площин виконуються за формулою

A+2!<V!,(7.9)

AWу

yvnІГ

При розтягу (сила N із знаком"+")М=М1.(7.10)

При стиску (сила N із знаком)М=-—(7.11)

1 + —

де Mj - момент, що діє в розглядуваному перерізі; п2 ЕІ

Ne = Ейлерева критична сила (зі знаком "+") у площині дії моменту, обчислена

І2

для відповідних закріплень стержня.

При гнучкості А, < 60 допускається приймати М = Mv

При виконанні розрахунків за деформованою схемою завжди приймають М = Мх.

Розрахунки елементів з урахуванням пластичної роботи для перерізів 2-го класу, підданих дії осьової сили та згину, виконують за формулою

M<MNM,(7.12)

де MN Rd - розрахунковий пластичний момент опору, зменшений на дію осьової сили N

м„м=м,ші(7.із)

Вимоги щодо застосування формули (7.12) залежать від величини осьової сили N і від форми поперечного перерізу.

Для I-подібних та Н-подібних перерізів з двома осями симетрії зниження теоретичного пластичного моменту опору при дії осьової сили може не враховуватися, якщо величина сили менше ніж 1/2 пластичного опору стінки при розтягу та менше ніж 1/2 всього перерізу

Rv ■ т

N < 0,5hw ■ tw — та N<0,25N lRd.

Уг

Пружні розрахунки мнщості позацентрово-стиснутих, стиснуто-зігнутих, позацентрово- розтягнутих і розтягнуто-зігнутих елементів для перерізів 1-го класу при згині в двох головних площинах виконують за формулою

N Му Му R т

— +—-у+—-х<-2—.(7.14)

ІХПІ упУ г

Розрахунки елементів з урахуванням пластичних деформацій для перерізів 2-го класу виконують за формулою

N MvМу

+2—<і;о.(7.15)

N pl.Rd Mpl,x,Rd Mpl,y,Rd

Елементи, що знаходяться під дією зрізу

Значення дотичних напружень т для перерізів 1-го класу при пружних розрахунках мають задовольняти умову

Q S Rs ■ т

•(7.16)

It уг

За наявності послаблення стінки отворами болтових з’єднань замість товщини стінки t у формулу (7.16) слід підставити значення

fe/=f— -(7.17)

J а

де а - крок болтів; d - діаметр отвору.

При розрахунку елементів з урахуванням пластики для перерізів 2-го класу розрахункова величина зрізу Q для всіх перерізів має задовольняти умову

Q<Qpl,м>(7Л8>

де Qpl Rd - розрахунковий пластичний опір зрізу, що дорівнює

R, ■ т

Qp,m=aq — ■ (7Л9)

і,

де Aq - площа зрізу, яку знаходять:

а) для прокатних І- та Н-подібних перерізів при дії сили в площині стінки

Aq =A-2b-tj +{tw +2r)-tj, але має бути не меншою ніж r-hw -tw

б) для прокатних швелерних перерізів при дії сили в площині стінки

Aq =A-2b-tj +{tw +r)-tj ; с) для Т-подібних та Н-подібних перерізів при дії сили в площині стінки

Aq =ЦПК -tw)

е) для складених І- та Н-подібних, швелерних і коробчастих перерізів при дії сили в площині поясів

Aq =Z(hw tw);

ж) для прокатних порожнистих прямокутних перерізів постійної товщини

навантаження по вертикаліAq =

навантаження по горизонталіА0 =

А -Н

b+h А ■b b +h

з)для труб'aq=—,

п

де А

- площа поперечного перерізу;

b

- повна ширина;

h

- повна висота;

hw

- висота стінки;

г

- радіус примикання пояса до стінки;

- товщина пояса;

tV

- товщина стінки;

Л

- коефіцієнт, що дорівнює 1,0.

Для інших випадків площа зрізу Aq знаходиться за аналогією.

Для спрощення Aq для прокатних І- та Н-подібних і коробчастих перерізів може бути прийнята як Aq =1,04-h-tw.

Елементи, що знаходяться під дією дотичних та нормальних напружень

Розрахунки для стінок балок, діафрагм та інших елементів, що зазнають впливу нормальних напружень у двох площинах та зрізу, виконуються за формулою

а2х -gs -(Уу +<У2У +5т2ху <у'— ,(7.20)

У г

де Cj - нормальні (додатні при стиску) напруження, паралельні осі балки в точці, що перевіряється, і має координати (х, у) серединної площини стінки;

Gy - нормальні напруження, перпендикулярні до осі балки; у - коефіцієнт, що дорівнює 1,15 при сг v =0 і 1,10 при Gy *0; хху - дотичне напруження в точці стінки балки, що перевіряється.

Обмеження при розрахунках з урахуванням пластичної роботи при одночасній дії поперечне'' сили і згинального моменту наводяться у додатку В.

При розрахунках з урахуванням появи пластичних деформацій елементи, що сприймають зусилля різних знаків, при пружних розрахунках перевіряють за формулою

1,8 JR^ • т

(7.21)

(°max -°тіп)2 + 3(х1 ~х2 ^

Де сттах >итт ~ розрахункові максимальні і мінімальні (зі своїми знаками) нормальні напруження

в точці, що перевіряється, обчислені за умови пружної роботи матеріалу, відповідно;

т t ,т2 - дотичні напруження в точці, що перевіряється (з урахуванням їх знаків), обчислені від

тих же навантажень, що і Сщах^тіп відповідно.

У разі невиконання умови (7.21) елементи, що сприймають зусилля різних знаків, розраховуються тільки за умови пружної роботи.

РОЗРАХУНКИ СТАЛЕВИХ КАНАТІВ

Розрахунки міцності сталевих канатів елементів мостів слід виконувати згідно з додатком С.

Поздовжню повзучість zcr x сталевих спіральних і закритих канатів слід приймати за даними виробника, але не менше ніж 0,15 мм/м. Для зменшення величини есг виробник канатів на вимогу замовника має виконувати попереднє циклічне навантаження канатів (5 циклів від нуля до рівня нормативних постійних навантажень).

Поперечну повзучість гсг сталевих спіральних і закритих канатів слід приймати за даними виробника канатів.

Для канатів із паралельними дротами повзучість допускається не враховувати.

РОЗРАХУНКИ СТІЙКОСТІ СТЕРЖНІВ І БАЛОК

Розрахунок при плоскій формі втрати стійкості суцільностінчастих елементів замкнутого і відкритого перерізів, що піддані центральному стиску, стиску зі згином і позацентровому стиску при згині в площині найбільшої гнучкості, необхідно виконувати за формулою

(9.1)

де ф - коефіцієнт поздовжнього згину, що визначається за додатком Е у залежності від гнучкості елементаХ, і приведеного відносного ексцентриситету eef.

Гнучкість елемента слід визначати за формулою

(9.2)

де lef - розрахункова довжина;

і - радіус інерції перерізу відносно осі, перпендикулярної до площини найбільшої гнучкості (площини згину).

(9.3)

Приведений відносний ексцентриситет eef слід визначати за формулою

V =г1-еге; ,

де г| - коефіцієнт впливу форми перерізу, що визначається за додатком Ж; егеі - відносний ексцентриситет у площині згину знаходиться за формулою

е

де е - дійсний ексцентриситет від дії сили та моменту знаходять за формулою

М

Є = —,І

N

р - ядрова відстань, яку приймають як частку від ділення моменту опору для найбільш стиснутого волокна на площу перерізу

де Wc - момент опору перерізу брутто для найбільш стиснутого волокна.

Розрахункові значення поздовжньої сили і згинального моменту М в елементі слід приймати для одного й того ж сполучення навантажень при розрахунку системи за недеформованою схемою за умови пружних деформацій сталі. При цьому, значення М необхідно приймати таким, що дорівнює:

для елементів постійного перерізу рамних систем - найбільшому моменту в межах довжини елемента;

для елементів з одним затиснутим, а другим вільним кінцем - моменту в затисненні, але не меншим ніж момент у перерізі, що знаходиться на третині довжини елемента від затиснення;

для стиснутих поясів ферм, що сприймають позавузлове навантаження, - найбільшому моменту в межах середньої третини довжини панелі пояса, що визначається за розрахунками пружної роботи пояса як нерозрізної балки;

для стиснутих стержнів із шарнірно-обпертими кінцями і перерізами, що мають одну вісь симетрії, яка збігається з площиною згину, - моменту, що визначається за формулами додатка И.

Для стиснутих стержнів із шарнірно-обпертими кінцями і перерізами, що мають дві осі симетрії, розрахункові значення приведених відносних ексцентриситетів eej слід визначати за таблицещ Ж.З додатка Ж.

При плоскій формі втрати стійкості наскрізних елементів замкнутого перерізу, гілки яких з’єднано планками, решітками або перфорованими листами, при центральному стиску, стиску зі згином і позацентровому стиску слід виконувати розрахунок:

елемента в цілому в площині дії згинального моменту або в площині передбаченого згинання при центральному стисненні, перпендикулярній до площини планок або перфорованих листів, - за формулою (9.1);

елемента в цілому в площині дії згинального моменту або в площині передбаченого згинання при центральному стисненні, паралельній площині планок або перфорованих листів, - за формулою (9.1); коефіцієнт поздовжнього згину ф визначається в цьому випадку за додатком Е в залежності від приведеної гнучкості Хер

окремих гілок - за формулою (9.1) в залежності від гнучкості гілки Ха (9.2).

Гнучкість гілки Ха слід визначати за формулою (9.2),

де lej - відстань у просвіті між привареними планками або відстань між центрами крайніх болтів сусідніх планок, або 0,8 довжини отвору в перфорованому листі;

і - радіус інерції перерізу гілки відносно власної осі, перпендикулярної до площини планок або перфорованих листів.

де А, - гнучкість елемента в площині з’єднувальних планок або перфорованих листів, що визначається за формулою (9.2);

Ха - гнучкість гілки.

Приведену гнучкість Xej наскрізного елемента у площині з’єднувальних планок і перфорованих листів необхідно визначати за формулою

При підрахунку площі перерізу, моменту інерції і радіуса інерції елемента слід прийма' еквівалентну товщину tej, яку визначають:

- для перфорованих листів шириною Ь, довжиною І і товщиною t - за формулою

f(A-ZA,)

(9.9)

де A = b-І - площа листа до утворення перфорацій;

£ A j - сумарна площа всіх перфорацій на поверхні листа; - для з’єднувальних планок товщиною t - за формулою

(9.10)

tl.li

І

де £f j - сума довжин всіх планок елемента (вздовж елемента);

І - довжина елемента.

Наскрізні елементи з деталей, що з’єднані впритул або через прокладки, треба розраховувати як суцільні, якщо найбільші відстані між болтами у просвіті між привареними планками або між центрами крайніх болтів сусідніх планок не перевищують:

для стиснутих елементів - 40/;

для розтягнутих елементів - 80/.

Тут і - радіус інерції кутника або швелера, що приймається:

для складених таврових або двотаврових перерізів - відносно осі, паралельної площині розташування прокладок;

для хрестових перерізів радіус інерції - мінімальним.

При цьому в межах довжини стиснутого елемента має бути не менше двох прокладок.

(9.11)

Розрахунок втрати стійкості суцільностінчастих елементів замкнутого і відкритого перерізів із моментами інерції Іх >/ , що зазнають стиску зі згином і позацентрового стиску в площині найменшої гнучкості, що збігається з площиною симетрії і віссю у, слід виконувати за формулою

N

N-e

+

А

Wc

R ■ т

<Ф С-1

Уг

де е - фактичний ексцентриситет сили при позацентровому стиску і розрахунковий ексцентриситет при стиску зі згином;

Wc - момент опору перерізу брутто, що обчислюється для найбільш стиснутого волокна; ф с - коефіцієнт поздовжнього згину, що визначається за додатком Е при

A'lef

1

I

f

e-A

1 +

wr

= 0

- або Еу =

Е-А

ку =71

1 + |е-р|

е - А

1 +

Wr

Розрахунок втрати стійкості суцільностінчатих елементів замкнутого і відкритого перерізів, що зазнають стиску зі згином і позацентровому стиску в двох площинах, виконується за формулою

N-e„

R ■ т

Уг

N -є.

(9.12)

+

-Ус

де еу,ех - фактичні ексцентриситети в напрямку осей у і х при позацентровому стиску і розрахункові ексцентриситети при стиску зі згином;

ус,хс - координати найбільш стиснутої точки перерізу від спільної дії Мх, Му і N; ф с - коефіцієнт поздовжнього згину, що визначають за додатком Е при

= 0

Е-А

або

Х=п-

еу -А

ех ■А

Nr

1 +

+

L

-

і V1+ |е^-ру + ех -рх|

1

Крім того, має бути виконаний розрахунок за формулою (9.1) за умови плоскої форми втрати стійкості в площині осі у з ексцентриситетом еу (при ех = 0) і в площині осі х з ексцентриситетом ех (при еу = 0).

Розрахунок при згинально-крутній формі втрати стійкості з площини дії моменту суцільностінчастих балок, зігнутих у площині найбільшої жорсткості, слід виконувати за формулою

(9.13)

Л4 Ry-m

Уг

де М - найбільший розрахунковий згинальний момент у межах розрахункової довжини lef стиснутого пояса балки;

ф ь - коефіцієнт поздовжнього згину, що визначають згідно з додатком Е при = 0

і гнучкості З ПЛОЩИНИ СТІНКИ

E-Wr

І Ма

Ху — 71

де Мсг - критичний момент при згинально-крутній формі втрати стійкості, що визначають за додатком И.

Розрахунок при згинально-крутній формі втрати стійкості суцільностінчастих балок, зігнутих у двох площинах, виконується за формулою (9.13), при цьому коефіцієнт приймають за додатком Е при ееу = 0 і гнучкості з площини стінки при = г) • еге1,

де Г| - коефіцієнт впливу форми перерізу, що визначають за додатком Ж;

еге - відносний ексцентриситет, що знаходять за формулою

а

(9.14)

геї

'/V

де а

fh

>

найбільше напруження в стиснутому поясі від дії згинального моменту в горизонтальній площині в перерізі, що знаходиться в межах середньої третини незакріпленої довжини стиснутого пояса балки;

напруження в стиснутому поясі балки від вертикального навантаження в тому ж перерізі.

Перевірка загальної стійкості розрізної балки і стиснутої зони пояса нерозрізної балки не виконується у випадках:

якщо стиснутий пояс об’єднано із залізобетонною або сталевою плитою;

якщо відстані між поперечними в’язями, що утримують стиснутий пояс, не перевищують значень, наданих у додатку И (розділ И.З).

10 РОЗРАХУНКИ СТІЙКОСТІ ПОЛИЦЬ І СТІНОК ЕЛЕМЕНТІВ,

НЕ ПІДКРІПЛЕНИХ РЕБРАМИ ЖОРСТКОСТІ

10.1 Методика розповсюджується на розрахунки стійкості стиснутих полиць, прокатних, складених і зварних стінок, а також стиснуто-зігнутих і зігнутих елементів постійного поперечного перерізу, не підкріплених ребрами жорсткості (рисунок 10.1).

I

J

h

-cl t

bi-2 bh

г

І-1—

л tw

і

Ll

^tw

С

г

Г

tw

и

абвгде

Рисунок 10.1- Схеми розрахункових перерізів елементів, не підкріплених ребрами жорсткості

10.2 Стійкість полиць і стінок елементів, не підкріплених ребрами жорсткості, при середніх дотичних напруженнях, що не перевищують0,2од, слід забезпечувати призначенням відношення висоти стінки h, hw або ширини полиці (у, bh до товщини t, tw, у, th не більше ніж

h

x,cr,ef

або - < 0,951-а, tt]

(10.1)

де а - коефіцієнт, що знаходять за формулами (10.2) та (10.3);

Gх cr ef ~ пРивеДені критичні напруження знаходять за таблицею (10.2), де критичні напруження а х>сг приймають такими, що дорівнюють нормальним напруженням ст х в елементі.

Коефіцієнт а для пластинок, обпертих з одного боку (рисунок 10.1,6-е ), слід знаходити за формулою (10.2), а для пластинок, обпертих з обох боків (рисунок 10.1, а, б, г),-за формулою (10.3).

3,10 ' 3&+4

0,96 ' 10-Л +3

1 +

0,405 +0,035 -q ,

(10.2)

а =

2,33

4 + 3,8-і;

1 +

(10.3)

а

де Л - коефіцієнт защемлення пластинки, що визначають за формулами таблиці 10.1; - коефіцієнт, що враховує нелінійність епюри напружень по краях пластинки і визначається (для перерізів брутто) за формулою

х, nun

$=1-

(10.4)

х, max

максимальні і мінімальні поздовжні нормальні напруження по поздовжніх

Де а

х, max 1 ^ х, min

краях пластинки, додатні при стисненні, і які знаходять при пружних розрахунках.

Тип перерізу елемента відповідно до рисунка 10.1

Коефіцієнти затиснення пластинок &

стінки

полиці в кутникових перерізах при bh / h

1,0

0,667

0,5

Коробчастий (рисунок 10.1, а)

, 0,38 -Р, „ „

1 0,38 R3 , 1

1-Рі ■(*!

Pi 1

Pi -a?

Двотавровий (рисунок 10.1, б)

, 0,16 +0,0056 /а? 1-9.4

D - 1 2

4 ~ „З " 1

P2‘a2 1 0,106 „ „

P22-«2

Тавровий (рисунок 10.1, в)

а5~Рз ! ,

&6 =

1 2 R3 n , 1

1“Рз 'а3

Рз a3 1-

Рз-«з

Швелерний (рисунок 10.1, г)

97 = 2 & з

98=І94

Кутниковий для полиці висотою h (рисунок 10.1, д)

-

9 9 = OO

9 g =10

9 9 =5,2

Хрестовий (рисунок 10.1, е)

910 = оо

9io - oo

У таблиці 10.1 позначено:

tbft Ьи t b,

Pi=7^ai=TL;P2=7L;a2=rL;P3=f ;аз=т- tf К *hКhh

Примітка 1. При від’ємному значенні знаменника у формулах таблиці 10.1, а також за умови, що знаменник дорівнює нулю, слід приймати 0 = со.

Примітка 2. Для кутникового перерізу з відношенням bh 1 h, не зазначеним у таблиці 10.1, величину & g треба визначати за інтерполяцією, для відношення bh І h = 1,0 значення величини & 9 =100.

Таблиця 10.2 - Приведені критичні напруження

Сталь

Значення aх сг =ох, МПа (кгс/см2)

Формули для визначення а х сг ег або його значення, МПа (кгс/см2)

Вуглецева класу міцності С245

< 176(1800)

•’Ш их,сг

176 (1800) <205 (2100)

1,868-10—3 -2,420-Ю-3 Jl 1000СТх’сг

V Е

v У

Е

> 205 (2100)

385(3923)

Низьколегована класу міцності С345

< 186(1900)

1>Ш СХ,£Т

186 (1900) <284 (2900)

2,544-10“3 -2,620-10~3 1 724°*’сг

1 V £ J

Е

> 284 (2900)

524 (5342)

Низьколегована класу міцності С390

<206(2100)

1,! 11 °х,сг

206(2100) <343 (3499)

ґ Іл

2,868■ 10_3 —2,778 10“3 1 600°*’сг

' Е У

Е

> 343 (3499)

591 (6023)

РОЗРАХУНКИ СТІЙКОСТІ СТІНОК БАЛОК, ПІДКРІПЛЕНИХ РЕБРАМИ ЖОРСТКОСТІ, І ПЛАСТИНОК ОРТОТРОПНИХПЛИТ

11Л Розрахунок стійкості стінок балок слід виконувати відповідно до додатка К.

Стійкість пластинок ортотропних плит допускається забезпечувати призначенням відношення їх ширини до товщини відповідно до додатка Л.

РОЗРАХУНКОВІ ДОВЖИНИ

Розрахункові довжини елементів головних ферм, за винятком елементів перехресної решітки, слід приймати за таблицею 12.1.

Таблиця 12.1 - Розрахункові довжини елементів головних ферм

Напрям поздовжнього згину

Розрахункова довжина lej

поясів

опорних розкосів і опорних стояків*

інших елементів решітки

1. У площині ферми

1

1

0,8 1

2. 3 площини ферми

h

h

h

1 - геометрична довжина елемента (відстань між центрами вузлів) у площині ферми;

/1 - відстань між вузлами, закріпленими від зміщення з площини ферми

* Розрахункову довжину опорних розкосів і опорних стояків біля проміжних опор нерозрізних прогонових будов треба приймати, як і для інших елементів решітки.

Розрахункову довжину елемента, вздовж якого діють різні стискальні зусилля Nv N2 (причому Nj > N2) з площини ферми (з трикутною решіткою, зі шпренгелем або з напіврозкісною тощо), слід обчислювати за формулою

hf-h

(12.1)

0,75 +0,25—

VNu

де її - відстань між вузлами, закріпленими від зміщення з площини ферми.

Розрахунок стійкості в цьому випадку треба виконувати на зусилля Mj.

Формула (12.1) застосовується при розтягувальній силі N2. У цьому випадку значення N2 слід приймати зі знаком "мінус", a lgj >0,5Іх.

Розрахункові довжини /^елементів перехресної решітки головної ферми треба приймати:

у площині ферми такими, що дорівнюють 0,8 /; де / - відстань від центра вузла ферми до точки їх перетину;

з площини ферми: для стиснутих елементів - за таблицею 12.2; для розтягнутих елементів - такими, що дорівнюють повній геометричній довжині елемента lgj =lv де /j- знаходять за таблицею 12.1.

Таблиця 12.2 - Розрахункова довжина lej

Конструкція вузла перетину решітки

Розрахункова довжина lej з площини ферми при підтримувальному елементі

розтягнутому

не працюючому

стиснутому

Обидва елементи не перериваються

1

0,7/j

h

Підтримувальний елемент не переривається і перекривається фасонкою

0,7/j

h

1,4 її

Підтримувальний елемент переривається і перекривається фасонкою

0,7/j

-

-

При перевірці загальної стійкості балки розрахункову довжину стиснутого пояса необхідно приймати такою, що дорівнює:

відстані між вузлами ферми поздовжніх в’язей - за наявності поздовжніх в’язей у зоні верхніх і нижніх поясів і поперечних в’язей в опорних перерізах;

відстані між фермами поперечних в’язей - за наявності поздовжніх в’язей тільки в зоні розтягнутих поясів, при цьому ферми поперечних в’язей мають бути центровані з вузлами поздовжніх в’язей, а гнучкість поясів зазначених ферм не має перевищувати 100;

прогону балки - за відсутності в прогоні поздовжніх і поперечних в’язей;

відстані від кінця консолі до найближчої площини поперечних в’язей за опорним перерізом консолі - при навісному монтажі прогонової будови або поздовжньому насуванні.

Розрахункову довжину стиснутого пояса головної /еу балки або ферми "відкритої" прогонової будови, що не має поздовжніх в’язей у цьому поясі, треба визначати з розрахунку стійкості стержня на пружних опорах, стиснутого змінною за довжиною поздовжньою силою.

Допускається визначати зазначену розрахункову довжину за формулою

lef =Ц-/>(12.2)

де І- довжина пояса, що дорівнює розрахунковому прогону для балок і ферм із паралельними

поясами, повній довжині пояса для балок із криволінійним верхнім поясом і повній довжині ферм із полігональним верхнім поясом;

ц - коефіцієнт розрахункової довжини.

Коефіцієнти розрахункової довжини ц для поясів балок і ферм із паралельними поясами приймаються за таблицею 12.3.

Коефіцієнти розрахункової довжини д для ферми з полігональним або балки з криволінійним верхнім поясом необхідно визначати за таблицею 12.3, при цьому найбільше переміщення 5 приймається для рами, розташованої в середині прогону.

Таблиця 12.3 - Коефіцієнти розрахункової довжини для ферми з полігональним та для балки з криволінійним верхнім поясом

$

0

5

10

15

30

60

100

150

200

300

500

1000

>1000

Ні

0,696

0,524

0,443

0,396

0,353

0,321

0,290

0,268

0,246

0,225

0,204

0,174

Ні

Примітка 1. Якщо отримана розрахункова довжина 1, <1,3 d, то її слід визначати з розрахунку стійкості

стержня на пружних опорах.

Примітка 2. Для проміжних значень

коефіцієнт д визначають за лінійною інтерполяцією.

У таблиці 12.3 позначено:

И! -0,174-4/1000,(12.3)

І4

К = •(12.4)

I6d -5 • ЕІт

де d - відстань по довжині мосту між рамами, що утримують пояс від поперечних горизонтальних переміщень;

5-найбільшегоризонтальнепереміщеннявузларами(крімопорнихрам)відодиничної

сили F= 1;

1т - середнє (по довжині прогону) значення моменту інерції стиснутого пояса балки (ферми) відносно вертикальної осі.

Розрахунок арок за стійкістю рекомендується виконувати в пружних просторових схемах з урахуванням спільної роботи арок, елементів проїзної частини та елементів, що її підтримують.

ГІри перевірці загальної стійкості арки суцільного сталого перерізу допускається визначать; розрахункову довжину Іег у її площині за формулою (12.2), де р визначається як

8 -а

(12.5)

де а = f /І - коефіцієнт (/ - стріла підйому арки, І - довжина прогону арки);

С, - коефіцієнт, що приймається за таблицею 12.4. Значення С, для двошарнірної арки

перемінного перерізу при зміні її моменту інерції в межах ± 10 % від середнього його значення за довжиною прогону, допускається визначати за таблицею 12.4, при цьому приймаючи EIfr0g у чверті прогону.

У всіх випадках розрахункова довжина арки в її площині має бути не менше відстані між вузлами прикріплення стояків або підвісок.

Таблиця 12.4 - Визначення коефіцієнта С, в залежності від типу арки

Тип арки

Коефіцієнт^

Двошарнірна з їздою понизу з гнучкою затяжкою*, що з’єднана з аркою підвісками

Безшарнірна

С=2Сі+а-С,

Тришарнірна

менше С = С1 ІЗ збо с = С 2

Двошарнірна з нерозрізною балкою жорсткості, що з’єднана з аркою стояками

1 +(0,95+0,7а2)Р<,

та 1^2 ~ коефіцієнти, що приймають за таблицею 12.5; a =f 11 (формула 12.5);

Р = Е ■ ІЬа1 / £ • ІЬо ; Іш та Jfa- моменти інерції балки та арки відповідно.

* При відношенні жорсткості затяжки і арки більше ніж 0,8 розрахункову довжину арки знаходять як для двошарнірної арки з нерозрізною балкою жорсткості, що з’єднана з аркою стояками.

Таблиця 12.5 - Визначення коефіцієнтів^, та

а

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

1,0

Сі

28,5

45,4

46,5

43,9

36,8

30,5

20,0

14,1

С2

22,5

39,6

47,3

49,2

44,0

-

-

-

Для проміжних значень а коефіцієнти^, і^2 треба визначити за лінійною інтерполяцією.

Розрахункову довжину елементів поздовжніх і поперечних в’язей з будь-якою решіткою, крім хрестової, треба приймати такою, що дорівнює:

у площині в’язей - відстані /2 між центрами прикріплень елементів в’язей до головних ферм або балок та балок проїзної частини;

з площини в’язей - відстані /3 між точками перетину осей елементів в’язей з осями крайніх рядів болтів прикріплення фасонок в’язей до головної ферми або балки, а також балок проїзної частини.

Розрахункову довжину перехресних елементів в’язей треба приймати:

у площині в’язей - такою, що дорівнює відстані від центра прикріплення елемента в’язей до головної ферми або балки, а також до балки проїзної частини, до точки перетину осей в’язей;

з площини в’язей - для розтягнутих елементів такою, що дорівнює /3; для стиснутих елементів за таблицею 12.2, приймаючи при цьому за відстань І відстань від точки перетину осі елемента в’язей з віссю крайнього ряду болтів прикріплення фасонок в’язей до точки перетину осей елементів в’язей, за /, - відстань /3.

Для елементів в’язей із будь-якою решіткою, крім хрестової, з одиночних кутників розрахункову довжину lej приймають такою, що дорівнює відстані між крайніми болтами прикріплень їх кінців. При хрестовій решітці в’язей ej =0,6/. Радіус інерції перерізів елементів треба приймати мінімальним і = zmin .

У суцільностінчастих балках розрахункову довжину /^ опорних стояків, що складаються з одного або кількох опорних ребер жорсткості і ділянок стінки, які примикають до них, слід визначати за формулою

lef=i-lc,(12.6)

де р- коефіцієнт розрахункової довжини;

Іс - довжина опорного стояка балки, що дорівнює відстані від верху домкратної балки до верхнього пояса або до найближчого вузла поперечних в’язей.

Коефіцієнт розрахункової довжини опорного стояка необхідно визначати за формулою

п+0,56/тч

р= ,(12.7)

^ п +0,14

п = ^-^,(12.8)

h Іт

де Іс - момент інерції перерізу опорного стояка з площини стінки;

Ir,lr - момент інерції перерізу і довжина розпірки поперечних в’язей відповідно; у "відкритих" прогонових будовах у формулі (12.8) п = 0.

При визначенні площі і моменту інерції опорного ребра до складу його перерізу слід включати ділянки стінки, що примикають до нього. З кожного боку ребра -Ьі - 0,5t^jE / Ry, а між ребрами не більше b2IRy.

13 ГРАНИЧНА ГНУЧКІСТЬ СТЕРЖНЕВИХ ЕЛЕМЕНТІВ

13.1 Гнучкість стержневих елементів має не перевищувати значень, наведених у таблиці 13.1. Таблиця 13.1- Значення гнучкості стержневих елементів

Елементи конструкції

Гранична гнучкість стержневих елементів мостів

залізничних та пішохідних

автодорожніх та міських

Стиснуті та стиснуто-розтягнуті елементи головних ферм, стояки опор, розтягнуті елементи поясів головних ферм

100

120

Розтягнуті елементи головних ферм, крім поясів, елементи яких служать для зменшення розрахункової довжини lef

150

150

Пояси ферм поперечних в’язей, в рівні яких відсутні поздовжні в’язі або плита, що об’єднана з поясами головних балок

100

100

Елементи поздовжніх в’язей головних ферм та поздовжніх балок, а також гальмівних в’язей

стиснутих

130

150

розтягнутих

130

180

Елементи поперечних в’язей

на опорі

130

150

у прогоні

150

150

Гілки складеного елемента

стиснутих

40

40

розтягнутих

50

50

Гнучкість у таблиці знаходять за формулою X = lej / і. lej та і - розрахункові довжина та радіус інерції елемента.

14Л Розрахунки витривалості елементів сталевих конструкцій і з’єднань залізничних мостів (крім сталевих канатних елементів) слід виконувати за формулами:

• т

' таx,ef — lw

Уг

<У„^,(14.1)

R ■ т

S0.75y.-i—.(14.2)

Уг

де сттах ej - абсолютне найбільше значення нормальних напружень - додатне при розтягу;

т max ej ~ абсолютне найбільше значення дотичних напружень для розрахунків кутових швів; yw- коефіцієнт, що враховує зменшення розрахункового опору текучості за рахунок

утомленості, слід знаходити за формулою

Jw= <1,0,(14.3)

;-»[(а-р±5)-(а-р + 6)р]

де ^- коефіцієнт 1,0 для залізничних мостів;

В- коефіцієнт, що залежить від довжини завантаження X лінії впливу при розрахунках

а тах; при Я > 22 м - -9 =1,а при ^ < 22 м - 9 = v-^-X. Коефіцієнти v та ^ слід

визначати за таблицею 14.2; а та 5 - коефіцієнти, що враховують опір текучості сталі і нестаціонарність режиму

навантаження, визначаються за таблицею 14.1 Для швів зварювання приймають ті самі коефіцієнти а та 5, що і для основного металу;

Р- ефективний коефіцієнт концентрації напружень, що визначається за додатком Н;

р- коефіцієнт асиметрії циклів змінних напружень визначають за формулами

p=^mirL)(144)

^тах

р(14.5)

Т

u max

а min > ° max та 1 min >т max ~ найменші та найбільші за абсолютним значенням напруження зі своїми знаками, що знайдені в тому самому перерізі.

У формулі (14.3) верхні знаки (+ або -) приймають відповідно:

для формули (14.1) за умови<ттах >0;

для формули (14.2) - завжди.

Таблиця 14.1- Визначення коефіцієнтів а та 5

Характеристичний опір текучості сталі, МПа

Значення коефіцієнтів

а

5

До 250

0,64

0,20

251-350

0,72

0,24

351 і більше

0,81

0,20

Ефективний коефіцієнт концентрації напружень Р

Значення коефіцієнтів v та ^ та для сталей з характеристичним опором текучості, МПа

до 250

251 і більше

V

4

V

$

1,0

1,45

0,0205

1,65

0,0295

1,1

1,48

0,0218

1,69

0,0315

1,2

1,51

0,0232

1,74

0,0335

1,3

1,54

0,0245

1,79

0,0355

1,4

1,57

0,0258

1,83

0,0375

1,5

1,60

0,0271

1,87

0,0395

1,6

1,63

0,0285

1,91

0,0415

1,7

1,66

0,0298

1,96

0,0436

1,8

1,69

0,0311

2,00

0,0455

1,9

1,71

0,0325

2,04

0,0475

2,0

1,74

0,0338

2,09

0,0495

2,2

1,80

0,0364

2,18

0,0536

2,3

1,83

0,0377

2,23

0,0556

2,4

1,86

0,0390

2,27

0,0576

2,5

1,89

0,0404

2,31

0,0596

2,6

1,92

0,0417

2,36

0,0616

2,7

1,95

0,0430

2,40

0,0636

3,1

2,07

0,0483

2,57

0,0716

3,2

2,10

0,0496

2,62

0,0737

3,4

2,15

0,0523

2,71

0,0777

3,5

-

-

2,75

0,0797

3,7

-

-

2,84

0,0897

4,4

-

-

3,15

0,0977

Розрахунки витривалості сталевих елементів мостів на автомобільних, пішохідних та міських мостах, а також елементів суміщених мостів, що зазнають впливу автомобільного та залізничного навантаження, слід виконувати відповідно до додатка М. Для залізничних мостів відповідно до додатка М розраховуються тільки сталеві канатні елементи.

15 ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕМЕНТІВ І З’ЄДНАНЬ

Елементи головних ферм

У розрахунках міцності елементів і з’єднань решітчастих головних ферм при відношенні висоти перерізу до довжини елемента понад 1/15 слід враховувати згинальні моменти від жорсткості вузлів. Ця вимога стосується і розрахунків на витривалість елементів решітчастих головних ферм із вузловими з’єднаннями на високоміцних болтах. Для зварних вузлових з’єднань розрахунок на витривалість необхідно виконувати з урахуванням згинальних моментів від жорсткості вузлів незалежно від величини відношення висоти перерізу до довжини елементів.

Розрахунок міцності решітчастих головних ферм, які мають у рівні проїзду пояс, що працює на спільну дію осьових зусиль і згину від позавузлового прикладання навантаження, виконується з урахуванням жорсткості вузлів зазначеного пояса незалежно від відношення висоти перерізу до довжини панелі. Урахування жорстокості інших вузлів слід виконувати, як зазначено вище.

У всіх наведених випадках у розрахунках міцності згинальні моменти від жорсткості вузлів необхідно зменшувати на 20 %.

Згинальні моменти від примикання в’язей або горизонтальних діафрагм з ексцентриситетом і від неповного центрування елементів (згідно з 6.6) ферм слід враховувати повністю. Ця вимога поширюється і на врахування згинальних моментів, які виникають у горизонтальних і нахилених елементах решітчастих головних ферм і в’язях від власної ваги.

При цьому допускається приймати згинальні моменти розподіленими за параболою, ординати якої посередині довжини та в місці примикання в’язей дорівнюють 0,6 моменту вільно обпертого елемента.

У розрахунках стійкості елементів решітчастих головних ферм згинальні моменти від жорсткості вузлів, впливів в’язей і поперечних балок допускається не враховувати. Елементи решітчастих ферм, що мають замкнутий коробчастий переріз із відношенням розмірів сторін не більше двох, розраховуються на стійкість за плоскими згинаними формами відносно горизонтальної та вертикальної осей перерізу.

Стояки, розпірки, стяжки, в’язі та інші елементи прогонової будови, які використовуються для зменшення вільної довжини стиснутого елемента, розраховуються на стиск і розтяг від дії поздовжньої сили, що становить 3% від поздовжнього зусилля в стиснутому елементі.

В аркових мостах з передачею розпору на опори в’язі між арками слід розраховувати як елементи балкової ферми, защемленої на кінцях.

У розрізних балкових прогонових будовах вітрова ферма, яку утворено поясами головних ферм і поперечних в’язей, вважається розрізною балковою, рухомо-обпертою у своїй площині на портали або опорні частини. В арках і фермах із полігональним обрисом поясів допускається визначення зусиль в елементах вітрової ферми як для плоскої системи. Зусилля в елементах діляться на косинус кута нахилу даного елемента до горизонталі.

У нерозрізних балкових прогонових будовах з їздою понизу вітрові ферми, утворені поясами головних ферм і поперечними в’язями, розраховують як нерозрізні балкові, вважаючи верхній пояс рухомо-обпертим на пружні опори - на портали на кінцевих опорах і на кожній проміжній опорі головних ферм, а нижній пояс - обпертим на жорсткі опори - опорні частини.

Елементи головних ферм і в’язі прогонових будов на згин від впливу вітру допускається не розраховувати. Опорні портали розраховуються на вплив реакцій відповідної вітрової ферми, при цьому в нижніх поясах балкових прогонових будов слід враховувати горизонтальні складові поздовжніх зусиль, що виникають у похилих елементах опорних порталів.

Пояси головних ферм і елементи решітки, що примикають до опорного вузла, розраховуються на осьову силу і згинальний момент, які виникають від поздовжніх сил гальмування або тяги, а також на згинальний момент від реакції рухомої опорної частини з ексцентриситетом відносно центра опорного вузла.

Розподіл згинальних моментів між елементами опорного вузла приймають відповідно до 6.6.

Поперечні елементи в прогонових будовах коробчастого і П-подібного перерізів з решітчастими або суцільностінчастими діафрагмами, а також елементи, утворені поперечними ребрами та листами ортотропних плит і стінок балок, перевіряються на міцність, стійкість і витривалість на зусилля, які визначаються з просторового розрахунку прогонових будов.

Допускається розраховувати як рами або балки такі поперечні елементи, конфігурація яких відповідає поперечнику прогонової будови, і до складу перерізу яких, крім поперечних ребер або діафрагм - решітчастих або суцільностінчатих - входить лист, загальна ширина якого становить 0,2 відстані між сусідніми стінками головних балок, але є не більшою ніж відстань між поперечними підкріпленнями.

Поперечні елементи в опорних перерізах розраховують на дію опорних реакцій, місцевого вертикального навантаження, зусиль, які розподілені по контуру поперечного перерізу в листах стінок і ортотропних плит та на дію дотичних зусиль від згину і кручення прогонів.

Поперечні елементи, розташовані в прогоні, у тому числі в місцях прикладання зосереджених сил (наприклад, зусиль від вант), розраховуються з урахуванням усіх зовнішніх сил і дотичних напружень у листах стінок і ортотропних плит від дії згину і кручення.

У розрахунках на міцність і витривалість прямолінійних залізничних прогонових будов, які розташовані на кривих ділянках шляху з радіусом меншим ніж 1000 м, слід враховувати зусилля, що виникають при крученні прогонової будови як просторової конструкції.

При багатостадійному зведенні конструкції міцність перерізів на проміжних стадіях монтажу перевіряється лише за умови пружної роботи елементів.

Розрахунок поздовжніх деформацій канатів вант виконується за деформованими схемами з урахуванням геометричної нелінійності. Такі розрахунки рекомендується виконувати за програмами, які реалізують MCE. Слід враховувати при розрахунках фізичну нелінійність, пов’язану з повзучістю канатів. При цьому також розглядається напружений стан мосту і за відсутності повзучості (початкова за часом схема).

Пілони вантових і висячих мостів перевіряються за міцністю і стійкістю на основі нелінійних розрахунків за деформованою схемою. Розрахункові схеми пілонів мають враховувати особливості роботи фундаментів.

Конструкції, в яких застосовуються канатні елементи для створення попереднього напруження, перевіряються на всіх етапах створення напруження. Розрахунки міцності канатних елементів виконуються відповідно до додатка С. Усі втрати попереднього напруження, що пов’язані з релаксацією, силами тертя, піддатливістю анкерів тощо, мають бути враховані.

Елементи проїзної частини залізничних мостів

Поздовжні і поперечні балки проїзної частини прогонових будов, що не мають розривів поздовжніх балок (спеціальних вузлів із поздовжньо-рухомим обпиранням кінців, які примикають один до одного), розраховуються на міцність з урахуванням пружної роботи матеріалу та додаткових зусиль від їх спільної роботи з поясами головних ферм, при цьому зменшення зусиль у поясах головних ферм враховується тільки при включенні проїзної частини до спільної роботи головних ферм за допомогою спеціальних горизонтальних діафрагмам.

У розрахунках всіх болтозварних прогонових будов, незалежно від порядку їх монтажу, при включенні проїзної частини до спільної роботи з решітчастими головними фермами враховується зменшення зусиль у поясах головних ферм тільки від тимчасового вертикального навантаження.

При визначенні зусиль у проїзній частині деформації поясів враховуються:

а) від усіх навантажень - при включенні проїзної частини до спільної роботи з головними фермами одночасно з їх монтажем;

б) тільки від тимчасового вертикального навантаження - при включенні проїзної частини до спільної роботи з головними фермами після передачі постійного навантаження на головні ферми.

В елементах проїзної частини зусилля від спільної роботи з головними фермами визначаються за умови, що в горизонтальній площині мають місце такі закріплення:

поздовжні балки прикріплено до поперечних шарнірно;

пояс поперечної балки, розташований у рівні в’язей, прикріплено до поясів головних ферм жорстко, а інший її пояс - шарнірно.

Розрахунок міцності перерізів поперечних балок з урахуванням згинальних моментів у горизонтальній площині, що виникають від спільної роботи елементів проїзної частини з поясами головних ферм, виконується за формулами згину в двох площинах, приймаючи ці моменти зменшеними на 20 %.

Елементи проїзної частини з плитним безбаластовим полотном розраховуються з урахуванням зусиль у них від включення плит до спільної роботи з поздовжніми балками.

Зусилля в поздовжніх балках з накладками ("рибками") у верхньому поясі або в обох поясах при з’єднанні з поперечними балками визначаються з урахуванням нерозрізності балок і пружної піддатливості опор. Розподіл осьового зусилля і згинального моменту між прикріпленнями поясів і стінки поздовжньої балки здійснюється з урахуванням їх піддатливості.

Поздовжні балки решітчастих прогонових будов із проїзною частиною, яку включено до спільної роботи з головними фермами, розраховуються за міцністю як розрізні, незалежно від конструктивного оформлення прикріплення їх поясів до поперечних балок, при цьому деталі прикріплення поясів і стінки балок до поперечних розраховуються на 0,6 моменту, що діє в середині прогону розрізної балки з розподілом його згідно з 15.1.1. При розрахунку зазначених поздовжніх балок на витривалість згинальні моменти необхідно визначати по лініях впливу нерозрізної балки на пружно-податливих опорах.

Поперечні балки решітчастих прогонових будов розраховуються як елементи рам, що утворені поперечною балкою та елементами головних ферм, пов’язаними між собою вузловими фасонками.

Опорні перерізи поперечних балок, а також підвісок, стояків, а за їх відсутності і розкосів головних ферм належить перевіряти на згинальні моменти, які виникають в елементах рам, утворених зазначеними елементами, внаслідок згину поперечних балок під впливом вертикальних навантажень.

Згинальні моменти в елементах замкнутих поперечних рам для одноколійних прогонових будов залізничних мостів визначають за формулами:

Fa (В-а)1

1 +

- опорний згинальний момент у поперечній балці

;(15.1)

в . . Яhat

2Б л+і,—

Е 21.

h

, Г G Н

I +1

E 2lm

згинальний момент у підвісці або стояку: біля краю прикріплення поперечної балки

Mc=Mst W-ET>(15.2)

у рівні центра найближчого до поперечної балки вузла поперечних в’язей, а за їх відсутності - центра протилежного пояса головної ферми

МС = —0,5 ■ Мс ,(15.3)

де F- опорна реакція поперечної балки;

а- відстань між віссю перерізу пояса головної ферми і віссю перерізу поздовжньої балки;

В- відстань між осями поясів головних ферм;

Іт- довжина панелі головної ферми (відстань між поперечними балками);

Я- розрахункова довжина підвіски або стояка;

ІЬаі~ момент інерції перерізу брутто поперечної балки посередині її довжини;

Іс - момент інерції перерізу брутто підвіски або стояка відносно осі, паралельної площині головної ферми;

It - полярний момент інерції пояса ферми, що примикає до поперечної балки.

У відкритих прогонових будовах з їздою понизу поперечні рами розраховуються на умовні горизонтальні сили, які прикладені на рівні центра ваги перерізу пояса і дорівнюють 2 % поздовжнього зусилля в стиснутому поясі балки або ферми.

Зусилля в елементах проїзної частини зі сталевими ортотропними плитами автодорожніх, міських, суміщених і пішохідних мостів визначаються за просторовою розрахунковою схемою з дискретним розташуванням поперечних ребер і з урахуванням спільної роботи плит і головних ферм (балок).

Елементи проїзної частини автодорожніх, міських та пішохідних мостів

Ортотропні плити проїзної частини автодорожніх, міських і пішохідних мостів, як правило, включаються до сумісної роботи з головними балками (фермами) прогонових будов.

Розрахунки елементів ортотропних плит виконуються відповідно до додатка П, а розрахунки на витривалість - до додатка М.

Елементи поздовжніх в’язей

Зусилля в елементах поздовжніх в’язей із хрестовою, ромбічною і трикутною решіткою, які виникають від деформації поясів головних ферм або балок, визначаються за просторовими розрахунковими схемами від навантажень, що діють після включення їх у роботу.

Зусилля в елементах поздовжніх в’язей, які не з’єднані або з’єднані за наявності розривів у них з поздовжніми балками, визначаються за формулами:

- у розкосі хрестової решітки, якщо розпіркою в’язей є поперечна згинальна балка

(15.4)

Nd =Ad (aj- cos а +а • т • sin2 а);

ауAd cos2 а

- в інших розкосах хрестової решітки

(15.5)

- у розкосі ромбічної решітки

N

(15.6)

а jAd cos2 а

- у розкосі трикутної решітки

(15.7)

а fA, cos2 а

1+2—^-sin3 а + —-В2 cos3 а Ас12/

NC =(Nd,l +Nd,r) ' sina ’

- у розпірці в’язей із будь-якою решіткою

де N^,NC - зусилля в розкосі і розпірці в’язей відповідно;

Ndi г ~ зусилля в розкосі з лівої і правої сторони від розпірки відповідно; a j-нормальненапруженнявпоясіголовноїферми;

середні напруження (обчислені з урахуванням нерівномірності розподілу згинальних моментів за довжиною балки) в нижньому поясі поперечної балки;

Ad, Ас ос

площа перерізу розкосу і розпірки в’язей відповідно;

кут між розкосом зв’язків і поясом головної ферми.

У випадку, якщо розпіркою є поперечна балка, що згинається, у формулах (15.5) - (15.8) слід приймати Ас = да .

У формулах (15.4) - (15.7) при визначенні зусиль в елементах в’язей балок із суцільною стінкою замість напруження в поясі головної ферми a j приймається напруження у стінці головної балки с7W, обчислене за площею брутто на рівні розташування площин в’язей. У формулі (15.4) замість

приймається середнє напруження amw у стінці поперечної балки на рівні розташування площини в’язей, обчислене так само, як iam^.

Зусилля в елементах поздовжніх в’язей з напіврозкісною решіткою від вертикального навантаження не враховується.

Зменшення зусиль у поясах головних ферм за рахунок включення поздовжніх в’язей до спільної роботи в суцільнозварних прогонових будовах враховується від усього навантаження, що діє після постановки і закріплення поздовжніх в’язей, а в болтозварних прогонових будовах - тільки від тимчасового вертикального навантаження.

Розрахунок міцності і витривалості поясів головних ферм із ромбічною і трикутною решіткою в’язей, а також хрестовою з розпірками різної жорсткості виконується з урахуванням згинальних моментів, що виникають у поясах від деформації елементів в’язей і від деформації поперечних балок проїзної частини незалежно від виду в’язей.

Згинальні моменти в поясі, що діють у площині в’язей із трикутною і ромбічною решіткою, визначаються за формулою

(15.9)

де Nc - зусилля в розпірці в’язей;

Іт - відстань між центрами вузлів прикріплення елементів до пояса.

Розрахунок з’єднань

Зварні, фрикційні і болтові з’єднання розраховуються на зусилля, що діють в елементі конструкції. Кожний переріз елемента, що прикріплюється, розраховується на зусилля, яке припадає на нього, і яке має становити не менше ніж 50 % від несної здатності перерізу.

При розрахунку прикріплення елемента до вузла з одиночною фасонкою згинальні моменти в площині, перпендикулярній до площини фасонки, не враховуються.

Поздовжнє зусилля, що проходить через центр ваги з’єднання, приймається як рівномірно розподілене між болтами або зварними швами прикріплення.

При проектуванні реконструкції клепаних прогонових будов розрахунки клепаних з’єднань виконуються за вказівками "Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб (СН 200-62)".

Проектування та розрахунки з’єднань виконуються відповідно до додатка Р.

У випадку спільної роботи проїзної частини і поясів головних ферм, що забезпечується спеціальними горизонтальними діафрагмами, розрахунок прикріплення поздовжніх балок до поперечних виконується на поперечну силу і момент з урахуванням вимог 15.2.5, при цьому зусилля в болтах, які прикріплюють вертикальні кутники до стінки поперечної балки, визначаються як для фланцевих з’єднань.

Розрахунок болтових і фрикційних з’єднань прикріплень балок проїзної частини прогонових будов із решітчастими головними фермами виконується тільки на поперечну силу з додатковими коефіцієнтами умов роботи ть згідно з табл. 15.6.

Таблиця 15.6 - Коефіцієнт умов роботи для розрахунку болтових і фрикційних з’єднань прикріплень балок проїзної частини прогонових будов із решітчастими головними фермами

Характеристика прикріплення і місця розташування болтів

Особливості конструкції вузла

Коефіцієнт умов роботи, ть

В усіх прогонових будовах

Вертикальні кутники прикріплення поперечної балки до вузла головної с

)ерми

Болти в полицях кутників, що прикріплюються до ферми

Конструкція не здатна сприймати опорний момент

0,85

Конструкція здатна сприймати опорний момент

0,9

Те саме, до поперечної балки

Незалежно від конструкції

0,9

Спільна робота проїзної частини і поясів ферм не забезпечується

Вертикальні кутники прикріплення поздовжньої балки до поперечної

Болти в полицях кутників, що прикріплюються до ферми

Конструкція не здатна сприймати опорний момент

0,7

Конструкція здатна сприймати опорний момент

0,9

Те саме, до поздовжньої балки

Незалежно від конструкції

0,9

а • N

З’єднувальні планки або перфоровані листи наскрізних стиснутих елементів розраховуються на умовну поперечну силу Qjk, яка приймається постійною по всій довжині стержня і визначається за формулою

(15.10)

Ф

де N поздовжнє зусилля стиску в елементі;

ф - коефіцієнт поздовжнього згину при перевірці стійкості елемента в площині з’єднувальних планок або перфорованих листів приймається відповідно до обов’язкового додатка Е в залежності від приведеного відносного ексцентриситету eej

а, - коефіцієнт приймається таким, що дорівнює 0,024 - 0,00007X, але не більше ніж 0,015, 0,017 і 0,018 для сталей класів міцності С290, С345 і С390 відповідно. Тут X - гнучкість елемента в площині з’єднувальних планок або перфорованих листів.

З’єднувальні планки і перфоровані листи наскрізних стиснуто-зігнутих елементів розраховуються на поперечну силу, що дорівнює сумі фактичної поперечної сили при згині та умовної , яка і визначається за (15.10).

При розташуванні з’єднувальних елементів у кількох паралельних площинах, перпендикулярних до осі, відносно якої виконується перевірка стійкості, поперечна сила Q розподіляється:

при з’єднувальних планках або перфорованих листах, а також у випадку їх сполучення - порівну між усіма площинами планок і перфорованих листів;

при суцільному листі (пакеті) і з’єднувальних планках або перфорованих листах - на суцільний лист (пакет), який приймає частину поперечної сили, що дорівнює Qbl і визначається за формулою

bl.ef

{ef

А

(15.11)

Qb,=Q-

є/’

ef

де Aej - площа перерізу брутто наскрізного елемента, що дорівнює Yb ■ tef, тут b і tef визна

чаються згідно з рисунком 10.1;

АЬІ ег-частина перерізу елемента, що працює разом із суцільним листом і дорівнює Аы +2 ■ b]

(.Аы - площа перерізу суцільного листа; Ь{ = 0,51, Е / Ry - ділянка з кожного боку від ребра; tw - товщина вертикального листа або пакета).

З’єднувальні планки і перфоровані листи в проміжках між отворами перфорації розраховуються на частину поперечної сили Q, що припадав на них як на елементи безрозкісних ферм.

Розрахунок опорних частин

Елементи опорних частин (котки, балансири, плити) розраховуються як конструкції на пружній основі.

Допускається визначати зусилля у верхніх балансирах всіх опорних частин, у нижніх балансирах нерухомих опорних частин за умови рівномірного розподілу навантаження по площі обпирання.

При розрахунку опорних частин мають бути враховані вказівки додатка Т та ДБН В.1.2-15.

Для рухомих опорних частин враховуються ексцентриситети передачі тиску, що дорівнюють поздовжнім переміщенням котків, секторів і балансирів від нормативних навантажень та впливів.

Поздовжні переміщення рухомих опорних частин визначаються від постійного навантаження, тимчасового вертикального навантаження з динамічним коефіцієнтом, з урахуванням деформації опор і 'їх основ, а також від температури відповідно до ДБН В.1.2-15. При цьому, для прогонових будов із відношенням відстані між фермами до прогону понад 1:15 необхідно враховувати вплив на нерухомі опорні частини навантажень, що виникають від перепаду температур поясів головних ферм, який дорівнює 15 °С.

У розрахунках кріплень анкерного болта у бетоні застосовується коефіцієнт умов роботи т = 0,7.

Розрахунок на зминання в циліндричних шарнірах (цапфах) балансирних опорних частин (при центральному куті дотикання поверхонь, який дорівнює або є більшим ніж 90°) виконують за формулою

р т

< ——.(15.12)

1,25 - г-Z уг

Розрахунок на діаметральний стиск котків виконують за формулою

(15.13)

Fl , Rcd т

2-r-l yr

де F- тиск на опорну частину;

F- тиск на один найбільш навантажений коток;

г- радіус кривизни поверхні котка або шарніра;

І-довжина котка або шарніра;

Я-lp > Red ~ розрахункові опори місцевого зминання при щільному дотиканні котків і діаметрального стиску при вільному дотиканні котків, приймаються за таблицею 5.1.

16 КОНСТРУЮВАННЯ 16.1 Загальні принципи конструювання

При проектуванні сталевих конструкцій необхідно:

враховувати можливості технологічного і кранового устаткування заводів-виробників сталевих конструкцій, а також підйомно-транспортного і монтажного устаткування будівельних організацій;

розділяти конструкції на відправні елементи виходячи з умов виконання максимального обсягу робіт на заводах-виробниках з урахуванням вантажопідйомності і габаритів транспортних засобів;

передбачати в’язі, що забезпечують у процесі транспортування, монтажу й експлуатації стійкість і просторову незмінюваність конструкції в цілому, її частин та елементів;

здійснювати уніфікацію монтажних блоків і елементів, а також вузлів і розташування болтових отворів;

забезпечувати зручність складання і виконання монтажних з’єднань, передбачаючи монтажні кріплення елементів, влаштування монтажних столиків тощо;

здійснювати уніфікацію застосовуваного прокату за профілями і довжинами з урахуванням вимог до використання металу з мінімальними відходами і втратами;

враховувати допуски прокату і допуски заводського виготовлення;

передбачати застосування автоматичного зварювання під флюсом і фрикційних з’єднань на високоміцних болтах.

При проектуванні зварних конструкцій слід виключати незручне розташування зварюваних деталей, різкі зміни перерізу елементів, утворення конструктивних "надрізів" у вигляді обривів фасонок і ребер жорсткості або вирізів у них, що примикають під кутом до поверхні напружених частин перерізу (поясів і стінки балок, листів складених елементів тощо).

Для підвищення витривалості і холодостійкості конструкцій та зниження негативного впливу залишкових деформацій і напружень від зварювання слід передбачати заходи конструктивного і технологічного характеру (оптимальний порядок складання і зварювання елементів; розпуск швів; попередній вигин і місцевий підігрів; нагрівання окремих зон після зварювання; повне проплавлення і викружка на кінцях деталей, що обриваються або підходять за дотичною до поверхні частини перерізу, що залишився; механічну обробку зон концентрації напружень тощо).

У залізничних мостах у прогонових будовах з роздільними балками і поздовжніми балками проїзної частини слід передбачати поздовжні в’язі в площині верхніх і нижніх поясів. Прикріїїлення поздовжніх в’язей до стінок балок у залізничних мостах не допускається.

"Відкриті" прогонові будови (такі, що не мають поздовжніх в’язей у площині верхнього пояса ферм) і "відкриту" проїзну частину (така, що не має поздовжніх в’язей у площині поясів) у залізничних мостах допускається використовувати тільки за наявності техніко-економічного обґрунтування і за умови закріплення вільних поясів жорсткими рамами в площинах поперечних балок, а для проїзної частини - поперечними в’язями.

За наявності елементів, що жорстко з’єднують пояси балок або ферм (наприклад, залізобетонної або сталевої плити), поздовжні в’язі не влаштовуються у відповідній площині, якщо за умовами монтажу вони не потрібні.

В аркових прогонових будовах поздовжні в’язі влаштовуються у площині одного з поясів арок і в площині проїзної частини, якщо вона не має плити. У решітчастих арках між ними передбачаються поперечні в’язі і поздовжні в’язі по обох поясах.

Поздовжні в’язі центруються в плані з поясами головних ферм, при цьому ексцентриситети в прикріпленні з площини в’язей мають бути мінімальними.

У залізничних мостах при мостовому полотні з поперечинами відстань між осями поздовжніх балок призначається 1,90 м, а між осями головних балок (ферм) за відсутності

балкової клітини - 2,00 м. ГІри більшій відстані між осями головних балок (ферм) передбачається влаштування залізобетонної або сталевої плити.

У залізничних мостах прогонові будови з роздільними двотавровими балками і поздовжні балки проїзної частини слід передбачати з поперечними в’язями, які розташовані на відстанях, що не перевищують двох висот балок.

Для зниження напружень у поперечних балках проїзної частини від деформації поясів головних ферм до спільної роботи з головними фермами слід включати проїзну частину.

У прогонових будовах із проїзною частиною, яку не включеною до спільної роботи з головними фермами, слід передбачати гальмові в’язі.

Прикріплення балок проїзної частини за допомогою торцевих листів, приварених до стінки і поясів балки, не допускається.

У прогонових будовах залізничних мостів прикріплення стінок поздовжніх і поперечних балок здійснюється, як правило, за допомогою вертикальних кутників і фрикційних з’єднань.

У прогонових будовах усіх мостів, як правило, забезпечується нерозрізність поздовжніх балок вздовж всього прогону, а за наявності розривів у проїзній частині - на ділянках між ними.

Перерізи елементів

Найменша товщина деталей елементів прогонових будов і опор приймається з розрахунку міцності, стійкості, витривалості, жорсткості і коливань, але не менше ніж зазначено в таблиці 16.1.

Таблиця 16.1 - Найменша товщина деталей елементів прогонових будов і опор

Деталі конструкції

Найменша товщина або переріз деталей конструкції, мм

у залізничних мостах і трубах під залізницю

в автодорожніх, міських і пішохідних мостах і трубах

1. Листові хвилясті профілі для металевих гофрованих труб

2

1,5

2. Листові деталі (за винятком деталей, зазначених у поз. 3-9)

10

10

3. Вузлові фасонки головних ферм і вертикальні стінки зварних згинальних головних балок

12

10

4. Вузлові фасонки в’язей

10

8

5. Накладки в стиках ребер ортотропної плити і планки

8

8

6. Прокладки

4

4

7. Горизонтальні опорні листи

20

20

8. Листи настилу ортотропних плит проїзду

12

14 (8)*

9. Ребра ортотропних плит: а) відкритих;

12

12

б)закритих

6

6

10. Кутники в основних елементах головних ферм і проїзної частини

100x100x10

ЮОх ЮОх 10

11. Кутники фланцевих прикріплень поздовжніх і поперечних балок

100 х 100 х 12

ЮОх ЮОх 10

12. Кутники в елементах в’язей

80x80x8

80x80x7

* Для пішохідних мостів.

Дозволяються такі найбільші товщини прокату:

20 мм - у пакетах деталей, що стягуються звичайними болтами;

60 мм - у зварних елементах з вуглецевої і низьколегованої сталей;

15 мм - у стикових накладках і вузлових фасонних листах при застосуванні фрикційних з’єднань.

Для зменшення числа з’єднувальних зварних швів перерізи складених елементів решітчастих ферм проектуються з мінімального числа деталей.

У решітчастих головних фермах матеріал елементів коробчастого і Н-подібного перерізів має бути сконцентровано в листах, розташованих у площині ферми.

Пояси, стиснуті елементи ферм і опор, як правило, проектуються коробчастого перерізу.

У складених елементах решітчастих ферм відношення С, розрахункової ширини b до товщини t листів має не перевищувати таких величин:

60-у вертикальних і горизонтальних листах коробчастих елементів;

45-у горизонтальних листах Н-подібних елементів;

20-у листах з вільними (необлямованими) звисами;

30-у листах зі звисами, облямованими кутниками або ребрами.

За розрахункову ширину b листа приймають:

а) у випадку закріплення обох поздовжніх країв:

відстань між найближчими рисками болтів, що приєднують даний лист до перпендикулярних йому листів або до з’єднувальних в’язей для елементів, - із болтовими з’єднаннями;

відстань між осями зазначених листів - для зварних і прокатних елементів;

б) при закріпленні одного поздовжнього краю:

відстань від вільного краю листа до найближчої риски болтів - для елементів із болтовими з’єднаннями;

відстань від вільного краю листа до осі найближчого листа, розташованого перпендикулярно до даного, - для зварних і прокатних елементів.

У стиснутих елементах Н-подібного перерізу товщина горизонтального листа становить не менше:

0,4tj - в елементах із болтовими з’єднаннями;

0,6tj -у зварних і прокатних елементах при tj <24ммі 0,5tj при tj >24мм,д etj- -товщина листів, що з’єднуються.

При конструюванні вузлів ферм слід забезпечити місцеву стійкість стиснутих зон ' вузлових фасонок, підкріплюючи за необхідності вільні краї облямувальними кутниками або ребрами.

Двотаврові зварні балки слід проектувати з одного вертикального і двох горизонтальних листів, а коробчасті - із двох вертикальних і двох горизонтальних листів, безпосередньо з’єднаних з ними поясними швами.

Якщо необхідна товщина пояса зварної балки перевищує 60 мм, допускається застосування в поясах пакетів із двох листів.

Зміна перерізу пояса здійснюється в зоні розташування його стиків з улаштуванням скосів по ширині або по товщині пояса, а за необхідності - те й інше одночасно з ухилом для розтягнутого пояса - 1:8 і для стиснутого - 1:4.

У поясах із двох листів застосовуються листи, які відрізняються за шириною не менше ніж на 100 мм. В автодорожніх і міських мостах допускається застосування в поясах балок пакетів із листів однакової ширини, що з’єднані між собою зварними швами, накладеними на дотичних кромках, з обробкою останніх на глибину, необхідну за розрахунком.

Зовнішній лист пакета пояса, що обривається в прогоні балки (із врахуванням вказівок 16.1.2), слід подовжити за місце його теоретичного обриву на довжину, що забезпечує прикріплення 50 % площі перерізу листа. При цьому слід передбачати:

товщину цього листа на кінці - 10 мм;

симетричні скоси по ширині листа (зі зведенням до нуля) - з ухилом 1:4;

скіс по товщині - з ухилом 1:8 для розтягнутого пояса і для стиснутого-1:4. Для косих швів на кінці листа передбачається відношення катетів 1:2 (менший катет - по вертикалі) і механічна обробка для одержання плавних (радіусом не менше ніж 5 мм) переходів до основного металу неперервного листа пояса.

У залізничних мостах при мостовому полотні з дерев’яними поперечинами слід забезпечувати центровану передачу тиску поперечин на стінки головних або поздовжніх балок, при цьому під навантаженням слід виключити можливість дотикання поперечинами елементів поздовжніх і поперечних в’язей.

Ребра жорсткості суцільних згинаних балок

В опорних перерізах, у місцях передачі зосереджених сил (крім місць обпирання мостових поперечин), розташування поперечних в’язей у суцільних балках, що згинаються, слід передбачати поперечні ребра жорсткості зі смуг, кутників або таврів.

Проміжні поперечні, а також поздовжні ребра жорсткості слід передбачати відповідно до розрахунку місцевої стійкості стінок для стадій виготовлення, транспортування, монтажу й експлуатації.

За відсутності місцевого тиску поздовжні ребра жорсткості слід розташовувати на відстанях від стиснутого пояса:

при одному ребрі - (0,20 - 0,25) hw;

при двох або трьох ребрах: перше ребро - (0,15-0,20) hw, друге ребро - (0,40 - 0,50) hej, третє ребро розташовується, як правило, у розтягнутій зоні стінки.

Розрахункову висоту стінки hw слід приймати відповідно до додатка К.

для однобічного ребра -

[К

Е '

У балках зі стінкою, укріпленою тільки поперечними ребрами, ширина виступної частини bh має бути для парного симетричного ребра не менше ніж hw І ЗО + 40 мм,

не менше ніж hw / 24 + 50 мм; товщина ребра ts має бути не менше ніж 2 b

При зміцненні стінки поперечними і поздовжніми ребрами жорсткості моменти інерції їх перерізів мають задовольняти вимоги таблиці К.4 для поперечних ребер і таблиці К.5 для поздовжніх (при одному поздовжньому ребрі) додатка К.

У прогонових будовах мостів усіх призначень допускається розташування ребер з одного боку стінки, а також розташування однобічних поперечних і поздовжніх ребер з різних боків стінки.

Момент інерції однобічних ребер жорсткості обчислюється відносно нейтральної осі складеного перерізу, до складу якого входять ребро (плоске, кутникове або таврове) і ділянки стінки в кожний бік від осі ребра завширшки bj =0,5 t^jE I Ry.

Мінімальні розміри виступних частин поздовжніх ребер жорсткості слід приймати відповідно до наведених вище вимог для поперечних ребер жорсткості.

За необхідності встановлення ребер з більшим моментом інерції застосовуються замість смугових поперечні ребра жорсткості у вигляді кутників або таврів. Поздовжні ребра таврового перерізу допускається застосовувати для підкріплення стінки при їх розташуванні у середині коробчастої частини прогонової будови. У поздовжніх ребрах із кутника вертикальна полиця має бути повернена донизу.

У ребрах жорсткості, приварених до стінки балки, у місцях їх примикання до поясів балки, до ребер жорсткості іншого напрямку, а в автодорожніх мостах - і до фасонок в’язей, приварених до стінки балки, необхідно передбачати округлені вирізи заввишки 120 мм ізавширшки 50 мм; біля опорних ребер жорсткості допускається зменшувати ширину вирізу до 30 мм, а висоту - до 50 мм.

У місцях передачі зосереджених сил слід передбачати підгонку торців ребер жорсткості до листа пояса балки або виконувати зварні з’єднання, що розраховані на передачу зосереджених сил.

Кінці проміжних поперечних ребер жорсткості зварних балок мають, як правило, щільно примикати до поясних листів балок. Для забезпечення примикання ребер до поясів допускається в усіх мостах встановлювати на кінцях ребер спеціальні перехідні деталі (приварені до ребра і щільно обперті на пояс). В автодорожніх, міських і пішохідних мостах, як правило, ребра приварюються до поясів. Допускається влаштування обривів проміжних поперечних ребер жорсткості на стінці поблизу поясів з оформленням зони обриву ребра відповідно до вимог 16.6.6.

Поздовжні ребра жорсткості в зварних балках слід застосовувати лише в тих випадках, коли забезпечення місцевої стійкості за рахунок встановлення самих лише поперечних ребер жорсткості і зміни товщини стінки виявляється недоцільним.

Ребра жорсткості, що приварюються до стінки або полички балки, і які паралельні до заводських або монтажних зварних стикових швів стінки або полички, необхідно віддалити від них на відстань не менше ніж 10 tw.

Віддалення пера або обушка кутника, який використовується як ребро жорсткості і прикріплюється до стінки болтами, від стикового зварного шва має бути не менше ніж 5tw.

Ребра жорсткості мають бути прикріплені суцільними двосторонніми швами.

Ребра жорсткості і шви, що прикріплюють їх до стінки, у місцях перетину стикових швів стінки переривати не допускається.

У прогонових будовах усіх призначень у місцях перетинання ребер жорсткості необхідно пропускати безперервними поздовжні ребра і їх шви, а поперечні ребра, крім опорних, переривати і прикріплювати до поздовжніх ребер кутовими швами. Ці шви в розтягнутій зоні стінки мають відношення катетів 1:2 (більший катет - на поздовжньому ребрі) і плавний перехід до основного металу.

При обриві поздовжніх ребер жорсткості біля болтового поперечного стику стінки оформлення зони обриву ребра має відповідати вимогам 16.6.6.

Попередньо напружені прогонові будови

Для попереднього напруження сталевих прогонових будов слід використовувати канати з переліку, що надається в додатку С.

Розрахунки попередньо напружених прогонових будов слід виконувати за міцністю, стійкістю і витривалістю з урахуванням вимог додатка С.

Зварні, фрикційні і болтові з’єднання

У випадках, коли прикріплення з ексцентриситетом неминуче, у суцільнозварній конструкції при одностінчастих перерізах елементів їх прикріплення слід здійснювати по всьому контуру з’єднання.

Для вузлів і конструкцій, що застосовуються вперше, на кресленнях КМ слід наводити форми деталей із розмірами, що стосуються механічної обробки зварних швів і зон концентрації напружень, і рекомендації зі способів її виконання.

При застосуванні складних прокатних профілів (швелерів, таврів і двотаврів, у тому числі з паралельними гранями полиць) влаштування за допомогою зварювання поперечних стиків і прикріплень до вузлів не допускається.

У конструкціях автодорожніх, міських і пішохідних мостів дозволяється зварювання поздовжніми безперервними швами суцільних (без стиків по довжині) таврів і двотаврів (у тому числі різних номерів) між собою і з листом, що прикріплюється по всій довжині в стик або в тавр до стінки профілю або двома кутовими швами до крайок полиці профілю.

У конструкціях зазначених мостів допускається застосування приварювання вузлових фасонок і фасонок в’язей до стінки профілів із вжиттям заходів для зниження концентрації напружень біля кінців фасонок відповідно до 16.6.6 і 16.6.7, а також приварювання ребер жорсткості тільки до стінки двотаврів і таврів.

Застосування електрозаклепок у залізничних мостах не допускається, а в автодорожніх, міських і пішохідних мостах допускається тільки для неробочих з’єднань.

Кутові шви необхідно застосовувати, як правило, із увігнутим окресленням ‘іх поверхні і плавним переходом до основного металу.

Лобові шви, як правило, слід проектувати нерівнобічними з більшим катетом, спрямованим уздовж зусилля, при цьому рекомендується відношення більшого катета до меншого приймати таким, що дорівнює 2.

Розміри кутових зварних швів необхідно призначати якомога меншими з розрахунку міцності і витривалості з урахуванням зазначених нижче технологічних вимог.

Поздовжні з’єднувальні кутові шви коробчастих, таврових і Н-подібних елементів слід приймати з розрахунковою висотою перерізу не менше ніж 5 мм, а шви, що прикріплюють ребра жорсткості до стінки балки, а також поздовжні ребра ортотропної плити до покривного листа, - не менше ніж 6 мм.

Довжина кутового, лобового або флангового шва має бути не меншою 60 мм і не менше шестиразового розміру катета шва.

Конструкція стикових швів має забезпечувати можливість одержання повного проплавлення розрахункової товщини з’єднуваних деталей і плавних переходів до основного металу.

При розташуванні стику поперек зусилля в елементі товщина стикового шва має бути не менше від товщини листів, що зварюються.

У зварних балках і складених елементах, перерізи яких утворюються за допомогою з’єднувальних швів, повне проплавлення таврових і кутових з’єднань не потрібне, якщо деталі, що зварюються, обриваються в одному перерізі. За наявності обриву у кількох перерізах на довжині 100 мм від обриву необхідно передбачати повне проплавлення таврового або кутового з’єднання зварюваних деталей.

У з’єднаннях, що працюють на відрив, забезпечення повного проплавлення обов’язкове. Застосування вузлів із роботою на відрив деталей пакета, створеного за допомогою кутових зварних швів внапуск, не допускається.

У кутових з’єднаннях складених замкнутих герметичних елементів, утворених однобічними кутовими швами, глибина провару має бути не меншою від 4 мм при товщині більш тонкого листа до 16 мм і не меншою від 5 мм при товщині більш тонкого листа понад 16 мм. Для з’єднання окремих деталей і прикріплення елементів конструкцій застосування переривчастих швів не допускається.

У конструкціях із фрикційними з’єднаннями має бути забезпечена можливість вільної постановки високоміцних болтів, щільного стягування пакета болтами і закручування гайок із застосуванням динамометричних ключів і гайковертів.

У з’єднаннях прокатних профілів із непаралельними поверхнями полиць належить застосовувати клиноподібні шайби.

Номінальні діаметри отворів під високоміцні болти у фрикційних з’єднаннях наведено в таблиці 16.2.

Група з’єднань

Номінальний діаметр отворів, мм, у фрикційних з’єднаннях при номінальному діаметрі болтів, мм

18

22

24

27

Стики і прикріплення основних несучих елементів та в’язей, що визначають проектне положення конструкцій

21

25

28

30

Прикріплення: в’язей, що не визначають проектне положення конструкцій; стикових накладок (рибок) поясів поздовжніх балок; гальмівних в’язей і горизонтальних діафрагм проїзної частини

23

28

30

33

З’єднання треба проектувати з якомога компактнішим розташуванням високоміцних і звичайних болтів за таблицею 16.3.

Таблиця 16.3 - Мінімальні та максимальні відстані для розташування високоміцних і звичайних болтів

Характеристика відстаней

Відстань між центрами болтів

1. Відстань між центрами болтів: а) мінімальна у будь-якому напрямку;

2,5 d*

б) максимальна у будь-якому напрямку в крайніх рядах при розтягу та стиску: - в листах;

Id або 16t

- в кутниках**

160 мм

в) максимальна в середніх рядах:

- поперек зусилля при розтягу або стиску;

241

- вздовж зусилля при розтягу або стиску

24f

2. Відстань від центра болта до краю елемента: а) мінімальна вздовж зусилля і по діагоналі;

16f

б) те саме поперек зусилля:

- при крайках після механічної обробки;

1,5 d

- при крайках прокатних або після газового різання за методом "змив-процес";

1,5 d

- з кисневою завісою

1,3 d

в) максимальна

8f або 120 мм

* Для звичайних болтів слід призначати 3,0 d-,

** При двохрядному розташуванні норма відноситься до ряду біля пера.

d - номінальний діаметр болта;

t - товщина найбільш тонкої деталі, що розташована зовні пакета.

Число високоміцних болтів має бути не менше двох:

у прикріпленнях в’язей головних ферм і проїзної частини;

у кожному поздовжньому ряду прикріплення або стиковій накладці (відраховуючи від осі стику).

У прикріпленні стержня на звичайних болтах число болтів у поздовжньому ряду має бути не менше:

З - при одному ряді;

2 - при двох рядах і більше;

5-у виступній полиці кутникового оцупка.

Діаметр болтів, поставлених у кутниках основних елементів, має бути, як правило, більшим від 1/4 полиці кутника.

Повну довжину високоміцних болтів треба призначати з умови, щоб верх гайки після затягування знаходився нижче краю фаски болта.

Стики вертикальної стінки балки при болтових з’єднаннях перекриваються накладками по всій висоті.

Стикові накладки поясних кутників допускається застосовувати у вигляді плоских листів.

Безпосередньо прикріплена площа елементів наскрізних головних ферм у вузлах і стиках має становити не менше ніж 50 % усієї робочої площі елемента. При непрямому перекритті площі перерізу належить зменшувати ексцентриситет у прикріпленні накладок і збільшувати їх довжину.

Деталі конструкції

У конструкції не повинно бути дотичних несполучених частин (крім місць примикання ребер жорсткості до поясів балок), а також щілин, зазорів, пазух і корит. У місцях можливого скупчення вологи слід влаштовувати дренажні отвори діаметром не менше ніж ЗО мм.

Розтягнуті канати й елементи їх прикріплення мають бути захищені від корозії відповідно до вимог додатка С.

У розтягнутих елементів симетричного перерізу, що мають отвори для їх з’єднання вузловими болтами-шарнірами, площа нетто перерізу, що проходить через болтовий отвір, має бути не меншою від 140 %, а перерізу від торця елемента до болтового отвору - не менше ніж 100 % розрахункового перерізу елемента.

Гілки стиснутих складених стержнів із болтовими з’єднаннями, а також стиснуто-зігнуті зварні елементи в місцях впливу зосереджених сил слід підкріплювати поперечними діафрагмами.

У зварних коробчастих і Н-подібних елементах ферм діафрагми рекомендується приварювати або прикріплювати на болтах тільки до вертикальних листів із зазором між діафрагмами і горизонтальними листами не менше ніж 50 мм.

Безпосереднє приварювання допоміжних деталей (кронштейнів, елементів перил і тротуарів, навігаційних знаків, сигналів тощо) до елементів головних балок і балок проїзної частини, а також до елементів решітчастих головних ферм є небажаним і допускається тільки за умови виконання розрахунків витривалості.

Розпірки і діагоналі поздовжніх в’язей, розпірки поперечних в’язей не допускається приварювати безпосередньо до поясів балок прогонових будов усіх призначень.

У залізничних прогонових будовах не допускається також приварювання елементів поздовжніх і поперечних в’язей до ребер жорсткості і фасонок в’язей, прокладок - до основних елементів.

Для забезпечення плавних (радіусом не меншим ніж 15 мм) переходів від металу шва до основного металу в стиках розтягнутих та стиснуто-розтягнутих на стадії експлуатації, поперечних стиків деталей та елементів залізничних прогонових будов слід передбачити механічну обробку; ці вимоги поширюються на граничні ділянки поперечних стикових швів стінки балок вздовж 40 % висоти розтягнутої зони, але не менше ніж 200 мм, відраховуючи від розтягнутого пояса.

Для автодорожніх, міських і пішохідних прогонових будов необхідність застосування механічної обробки слід передбачати в проекті з урахуванням типу виконання конструкцій і результатів розрахунку на витривалість.

Для автодорожніх, міських і пішохідних прогонових будов при прикріпленні горизонтальних фасонок поздовжніх в’язей безпосередньо в стик до поясів суцільних балок необхідно передбачати повне проплавлення всієї товщини фасонки і можливість неруйнівного контролю етика.

Необхідно також передбачати на кінцях фасонки викружки і механічну обробку їх разом із кінцями швів для одержання плавних переходів (радіусом не меншим ніж 60 мм) до пояса.

Для автодорожніх, міських і пішохідних прогонових будов при хрестовій і напівроз- кісній системах поздовжніх в’язей, розташованих у рівні, зміщеному відносно поясів, для фасонок, що приварюються до стінки в тавр, необхідно передбачати заходи щодо зниження концентрації напружень, зазначені в 16.6.6 При цьому для забезпечення стійкості й усунення коливань пояса відносно стінки мають бути поставлені на стінці балки поперечні ребра жорсткості в площині кожного вузла в’язей.

У випадку, якщо зазначені фасонки перетинаються з поперечними ребрами жорсткості, фасонки і їх шви треба влаштовувати безперервними; приварювання елементів поперечного ребра жорсткості до фасонки слід здійснювати кутовими швами з відношенням катетів 1:2 (більший катет - на фасонці) і плавним переходом до основного металу фасонки.

У суцільнозварних автодорожніх, міських і пішохідних прогонових будовах елементи в’язей, що приєднуються внапуск до фасонок, слід прикріплювати двома фланговими і двома лобовими швами; елементи в’язей із парних кутників, симетрично розташованих відносно фасонки, допускається прикріплювати двома фланговими й одним лобовим (торцевим) швами.

Відстані між швами прикріплень елементів в’язей і швами, що прикріплюють фасонки до стінки балки, а також до поперечних ребер жорсткості, мають бути не меншими ніж 60 мм.

У випадку приварювання вертикальних діафрагм, ребер жорсткості і фасонок до розтягнутого пояса в прогоні поперечні шви, що прикріплюють зазначені елементи, слід проектувати з відношенням катетів 1:2 (більший катет - на поясі) і плавним переходом до основного металу.

Протиугінні пристрої допускається приварювати до верхнього пояса зварних балок поздовжніми і поперечними кутовими швами. При цьому для поперечних швів необхідно передбачати заходи до зниження концентрації напружень, зазначені в 16.6.9, а також механічну обробку для одержання плавних переходів (радіусом не меншим ніж 5 мм) до основного металу.

У конструкціях деталей, що змінюють напрямок сталевого канату (відхилювальних пристроїв, оголовків пілонів тощо) або дроту в канаті (анкерних пристроїв), а також обтискують канат (стискачів, хомутів підвісок тощо), слід застосовувати жолоби криволінійного поперечного перерізу з округленнями біля торців (у місці виходу канату) і укороченими (у порівнянні з основою) притискними накладками, прокладками з алюмінію або іншого м’якого матеріалу. При цьому для виключення електрохімічної корозії контактуючі з алюмінієм сталеві канати і сталеві деталі зазначених вище пристроїв мають бути захищені покриттями з кадмію або цинку завтовшки не менше ніж 20 мкм.

Конструкція планок і перфорованих листів

У зварних коробчастих і Н-подібних елементах головних ферм залізничних мостів допускається застосування тільки суцільних або перфорованих горизонтальних листів. З’єднувальні планки використовуються тільки для елементів в’язей залізничних мостів і для тих елементів автодорожніх, міських і пішохідних мостів, у яких виконується розрахунок витривалості. З’єднання планок з основними частинами перерізу можливо здійснювати без спеціальних заходів для зниження концентрації напружень.

Довжина проміжних планок ls має бути не меншою від 0,75а, де а - відстань між рядами болтів ( або зварними швами) прикріплення планки.

Кінцеві планки в стиснутих і стиснуто-розтягнутих елементах треба виконувати в 1,7 раза довшими від проміжних, а в розтягнутих - у 1,3 раза. Кінцеві планки слід ставити якомога ближче до вузла.

У зварних коробчастих і Н-подібних елементах допускається вихід перфорації на торець елемента.

Число болтів для прикріплення однієї сторони планки має бути не меншим:

4 - для елементів, що працюють на тимчасове навантаження;

З - для елементів, що працюють тільки на постійне навантаження;

2 - для неробочих елементів.

Особливості конструкції болтозварних прогонових будов

У болтозварних прогонових будовах допускається застосування стикових і накладних компенсаторів послаблення перерізу елементів болтовими отворами.

На кінцях стикових компенсаторів ослаблення п (у стику) необхідно передбачати скоси і механічну обробку з’єднань відповідно до 16.2.7 і 16.6.5.

У накладних компенсаторах послаблення слід передбачати скоси по ширині з ухилом 1:1. Для косих швів треба приймати відношення катетів 1:2. Для забезпечення плавних (радіусом не менше ніж 5 мм) переходів від шва до основного металу необхідно передбачати обробку косих швів на кінці компенсатора. Косі шви і ділянки поздовжніх швів до першого ряду отворів мають забезпечувати повне прикріплення площі компенсатора. Ширина компенсатора зі сталі класу міцності С245, С345 і С 390 має бути не більше ніж 44, 38 і 36 його товщин відповідно. При більшій необхідній ширині треба застосовувати два роздільних компенсатори, відстань між їх швами має бути не менше ніж 60 мм. Відстань від центра болта до краю компенсатора має бути не менше подвоєного діаметра отвору під болт.

Для решітчастих болтозварних ферм автодорожніх, міських і пішохідних прогонових будов допускається застосування вузлових фасонок-вставок і фасонок-приставок, що з’єднуються з поясами за допомогою зварювання.

Вузлові фасонки-вставки і фасонки-приставки повинні мати плавні переходи (радіусом не менше ніж 250 мм) до пояса. Відстань від стику пояса і фасонки-вставки до початку викружки в ній приймається не менше ніж 70 мм. Для стикових швів фасонок-вставок розтягнутого і стиснуто- розтягнутого поясів належить передбачати механічну обробку, яка відповідає вимогам 16.6.5.

У фасонок-приставок слід передбачати повне проплавлення всієї товщини і можливість його неруйнівного контролю, а також механічну обробку кінців фасонок.

Поясні листи поздовжніх і поперечних балок можуть мати довжину меншу ніж довжина стінки за умови влаштування на кутах стінки прямокутних округлених (радіусом 15 мм) вирізів, вертикальна крайка яких збігається з торцем поясного листа, що обривається.

Подібні вирізи мають також фасонки, що приварюються до верхнього пояса поперечної балки для збільшення висоти її стінки в зоні прикріплення до головних ферм. Конструкція сполучення кінця фасонки з поясом поперечної балки має відповідати вимогам 16.6.6 і 16.6.7.

За необхідності влаштування обриву пояса двотаврової балки без утворення вищевказаного вирізу в стінці слід передбачати:

пояс до місця обриву має бути скошеним по товщині до 6 мм з ухилом 1:8 і по ширині до 32 мм з ухилом 1:4;

прикріплення до стінки балки на довжині скошеної частини пояса повинне мати повне проплавлення.

Також необхідно передбачати механічну обробку кінця пояса для отримання плавних переходів (радіусом, не меншим ніж 60 мм) до стінки (в обох площинах).

Конструкція ортотропної плити проїзної частини

Рекомендації щодо конструювання та розрахунків надані в додатку П.

Конструкція опорних частин і деформаційних швів

Прогонові будови мають займати незмінне положення під час розрахункового строку експлуатації мосту. При цьому, реалізація переміщень має бути забезпечена встановленням рухомих опорних частин вздовж напряму температурних переміщень. Мають бути також оцінені інші переміщення, викликані рухомими навантаженнями, довготривалими процесами, сейсмічними навантаженнями тощо.

При відстані між центрами опорних частин на одній опорі понад 15 м слід забезпечити поперечну рухомість однієї з опорних частин шляхом влаштування подвійно рухомих опорних частин або іншим способом.

Допускається (у сейсмічних районах - рекомендується) застосування опорних частин з використанням полімерних матеріалів.

У залізничних мостах нижні балансири нерухомих опорних частин і плити рухомих опорних частин мають бути закріплені на опорах анкерними болтами.

У випадку невиконання вимог 6.2.6 ДБН В.2.3-22 кінці прогонових будов всіх мостів мають бути прикріплені до опор анкерними болтами за розрахунком.4

Конструкція опорних частин та підкладних клинових листів має забезпечувати проектний розподіл навантаження на опорний вузол прогонової будови і на опору.

Опорні частини шарнірно-коткового або секторного типу слід застосовувати, як правило, литими із шарнірами вільного дотикання. Допускається застосовувати рухомі однокоткові опорні частини з високоміцної сталі, а також з наплавленням на поверхню котка і плити матеріалів високої твердості.

У рухомих опорних частинах має бути не більше чотирьох котків.

Котки мають бути з’єднані між собою бічними стяжками, що гарантують спільність переміщення і не перешкоджають перекочуванню й очищенню, і оснащені пристроями від бічних зсувів і поздовжнього угону, а також захищені футлярами. При застосуванні циліндричних котків, що мають дві плоскі грані, слід унеможливити їх перекидання і заклинювання.

Вимоги до конструювання і розрахунків опорних частин надані в додатку Т.

Вимоги до застосування деформаційних швів надані в додатку У.

НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

ДБН А.2.2-3-2004 Склад, порядок розроблення, погодження та затвердження проектної документації

ДБН В. 1.2.-2.2006 Навантаження і впливи. Норми проектування

ДБН В.1.2-15-2009 Споруди транспорту. Навантаження та впливи. Мости та труби

ДБН В.2.3-14.2006 Мости і труби. Правила проектування

ДБН В.2.3-22-2009 Мости та труби. Основні вимоги проектування

ГОСТ 380 Сталь углеродистая обыкновенного качества (Сталь вуглецева звичайної якості)

ГОСТ 495 Листы и полосы медные. Технические условия (Листи і смути мідні. Технічні умови)

ГОСТ 859 Медь. Марки (Мідь. Марки)

ГОСТ 977 Отливки стальные. Общие технические условия (Відливки сталеві. Загальні технічні умови)

ГОСТ 1050 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали (Прокат сортовий, калібрований, із спеціальним опорядженням поверхні із вуглецевої якісної конструкційної сталі)

ГОСТ 2246 Проволока стальная сварочная (Дріт сталевий зварювальний)

ГОСТ 5264 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные (Ручне дугове зварювання. З’єднання зварні)

ГОСТ 5521 Прокат для судостроения (Прокат для суднобудування)

ГОСТ 5632 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (Сталі високолеговані і сплави корозійностійкі, жаростійкі і жароміцні. Марки)

ГОСТ 6713 Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения (Прокат низь- колегований конструкційний для мостобудування)

ГОСТ 6996 Сварные соединения. Методы определения механических свойств (Зварні з’єднання. Методи визначення механічних властивостей)

ГОСТ 7512 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод (Контроль неруйнівний. З’єднання зварні. Радіографічний метод)

ГОСТ 8479 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали (Поковки з конструкційної вуглецевої і легованої сталі)

ГОСТ 8713 Сварка под флюсом. Соединения сварные (Зварювання під флюсом. З’єднання зварні)

ГОСТ 8731 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные (Труби сталеві безшовні гарячедеформовані)

ГОСТ 9087 Флюсы сварочные плавленые. Технические условия (Флюси зварювальні плавлені. Технічні умови)

ГОСТ 9454 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах (Метали. Метод випробування на ударний вигин за знижених, кімнатній і підвищених температур)

ГОСТ 9467 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы (Електроди покриті металеві для ручного дугового зварювання конструкційних і теплостійких сталей. Типи)

ГОСТ 10705 Трубы стальные электросварные (Труби сталеві електрозварні)

ГОСТ 11533 Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами (Автоматичне і напівавтоматичне дугове зварювання під флюсом. З’єднання зварні під гострими і тупими кутами)

ГОСТ 11534 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами (Ручне дугове зварювання. З’єднання зварні під гострими і тупими кутами)

ГОСТ 14771 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры (Дугове зварювання у захисному газі. З’єднання зварні. Основні типи, конструктивні елементи і розміри)

ГОСТ 14782 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые (Контроль неруйнівний. З’єднання зварні. Методи ультразвукові)

ГОСТ 14792 Детали и заготовки, вырезаемые кислородной и плазменно-дутовой резкой. Качество (Деталі і заготовки, які вирізаються кисневим і плазмено-дуговим різанням. Якість)

ГОСТ 1759.4 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний (Болти, гвинти та шпильки. Механічні властивості і методи випробувань)

ГОСТ 19170 Детали и заготовки, вырезаемые кислородной и плазменно-дуговой резкой. Качество (Деталі і заготовки, які вирізаються кисневим і плазмено-дуговим різанням. Якість)

ГОСТ 19281 Прокат из стали повышенной прочности (Прокат із сталі підвищеної міцності)

ГОСТ 22353-77 Болты высокопрочные класса точности В (Болти високоміцні класу точності В)

ГОСТ 22354-77 Гайки высокопрочные класса точности В (Гайки високоміцні класу точності В)

ГОСТ 22355-77 Шайбы класса точности С к высокопрочным болтам (Шайби класу точності С до високоміцних болтів)

ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические условия (Болти і гайки високоміцні і шайби. Загальні технічні умови)

ГОСТ 22727 Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля (Прокат листовий. Методи ультразвукового контролю)

ГОСТ 23518 Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами (Дугове зварювання у захисних газах. З’єднання зварні під гострими і тупими кутами)

ГОСТ 24379.0 Болты фундаментные. Общие технические условия (Болти фундаментні. Загальні технічні умови)

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету (Надійність будівельних конструкцій і основ. Основні положення розрахунку)

ДСТУ ISO 898-1 Механічні властивості кріпильних виробів, виготовлених з вуглецевої і легованої сталі. Частина 1: Болти, гвинти і шпильки

ДСТУ ISO 898-2 Вироби кріпильні. Механічні властивості. Частина 2: Гайки з установленими значеннями пробних навантажень. Різьба з великим кроком.

ТУ6-48-92 Стеклопластик рулонный марки РСТ. Технические условия (Склопластик рулонний марки РСТ. Технічні умови)

ТУ 14-3-1128 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные для газопроводов газлифт - ных систем и обустройства газовых месторождений (Труби сталеві безшовні гарячедеформовані для газопроводів газліфтових систем і облаштування газових родовищ)

ТУ 322-16-127-97 Прокат листовий з низьколегованої сталі для мостобудування

ТУУ27.1-05416923-085:2006 Прокат листовий зварювальний з якісної сталі класів міцності 355-590 для машинобудування

ДСТУ ISO 3506-1 Механічні властивості кріпильних виробів із корозійностійкої нержавіючої сталі. Частина 1: Болти, гвинти та шпильки

ДСТУ ISO 898-898 Механічні властивості кріпильних виробів із корозійностійкої нержавіючої сталі. Частина 2: Гайки

ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

Нижче подано терміни, вжиті в цих Нбрмах, та визначення позначених ними понять. Граничний стан - стан, за якого конструкція, основа, будівля або споруда в цілому або її частина перестають задовольняти заданим вимогам (ГОСТ 27751)

Депланація поперечного перерізу - переміщення точок плоского поперечного перерізу, що перетворює його на поверхню або на сукупність площин (СТ СЭВ 3972)

Деформована схема - розрахункова схема, в рівняннях рівноваги якої враховуються переміщення від початкового незавантаженого стану і зміни в положенні навантажень від деформацій (СТ СЭВ 3972)

Довговічність - здатність об’єкта тривалий час зберігати робочий стан за відповідної системи технічного обслуговування і прийнятого порядку проведення ремонтів

Замовник - інвестор або інша юридична (фізична) особа, яка за дорученням інвестора видає замовлення на виконання проектно-вишукувальних робіт і на будівництво об’єкта, укладає договори (контракти), контролює хід будівництва, здійснює технічний нагляд, приймає закінчені роботи (послуги), виконує розрахунки, здає об’єкти в експлуатацію (ДБН А.2.2-3-2004)

Креслення КМ - креслення конструкцій металевих (КМ), що розробляються проектною організацію

Креслення КМД - креслення конструкцій металевих детальні (КМД), що розробляються на основі креслень КМ для виготовлення конструкцій

Незалежна інспекція - служба, що наймається замовником (незалежна від підрядника), і виконує нагляд за відповідністю виготовлення та складання конструкцій проекту та чинним нормам

Розрахункова довжина - умовна довжина стержня, для якого при шарнірному обпиранні кінців критична сила така ж сама, як у заданого стержня (СТ СЭБ 3972)

Повзучість канатів - збільшення деформацій у часі без зміни зусиль за рахунок зміни структури та ущільнення витків канату. Визначається випробуваннями

Пружні розрахунки - розрахунки, у яких залежність між навантаженнями та деформаціями є лінійною

Геометрична нелінійність - нелінійний закон співвідношення між навантаженнями та деформаціями за рахунок змінної форми елемента

Фізична нелінійність - нелінійний закон співвідношення між навантаженнями та деформаціями за рахунок зміни фізичних властивостей елемента

Основні конструкції мосту - до основних віднесені несні конструкції мосту, які сприймають навантаження від впливів експлуатаційних навантажень

Допоміжні конструкції мосту - конструкції, які є частиною проїзної частини, декоративного оформлення, експлуатаційних облаштувань тощо

Характеристичні значення механічних характеристик сталевих виробів - найменші (із певною ймовірністю) значення границі текучості, тимчасового опору, відносного подовження, ударної в’язкості тощо, які надані в держаному стандарті на даний виріб (матеріал)

Розрахункові значення механічних характеристик сталевих виробів - розрахункові значення, які є часткою від ділення характеристичних значень на коефіцієнт надійності за матеріалом Переріз елемента - сукупність геометричних характеристик перерізу елемента, нормального до його поздовжньої осі

Жорсткість елемента - жорсткість осьова, згинальна та крутна, яка є множенням модуля пружності матеріалу елемента на його геометричні характеристики - площу, момент інерції при згині та вільному крученні відповідно

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛАСІВ ПЕРЕРІЗІВ

При розрахунках граничних станів елемеШів конструкцій розглядаються 2 класи перерізів: клас 1 - граничний стан - пружна робота перерізу (застосовується у всіх розрахунках без обмежень);

клас 2 - граничний стан - пластична робота перерізу (має обмеження до застосування).

В.1 Клас 1. Пружна робота перерізу

Пружна робота перерізу характеризується досягненням розрахункових напружень текучості Ry ■ т Іугтільки в крайній фібрі поперечного перерізу. Робота перерізу при згині характеризується трикутною епюрою, що показано в таблиці В.1.

Таблиця В.1 - Пружна робота

Характерна епюра

Характеристика

а<

і

Ry т/уг Ry т/уг

Граничний момент, який сприймається перерізом при пружній роботі за формулою

Mrd - Wу ■ Ry ■ т / у r , (В.1) Wy - пружний момент опору;

Ry - розрахунковий опір текучості сталі; у г - коефіцієнт надійності за відповідальністю; т - коефіцієнт умови робіт

При пружних розрахунках для будь-якої точки елемента еквівалентні напруження не можуть перевищити розрахункового опору текучості R ■ т/уг.

Обмежень до застосування не існує. Поперечні перерізи класу 1 мають застосовуватися при всіх розрахунках несучих конструкцій мостів.

В.2 Клас 2. Пластичний шарнір

Робота поперечного перерізу характеризується досягненням напружень текучості, що дорівнюють Ry ■ ті уг, по всій висоті перерізу.

Пластичний шарнір при гнутті балки може бути утворений за умов:

якщо забезпечена стійкість полиць та стінок перерізу;

якщо забезпечена достатня обертова здатність, тобто, обертання перерізу балки в конструкції може бути реалізоване.

Таблиця В.2 - Пластичний шарнір

Характерна епюра

Характеристика

п.н.в.

mRy/у г

Граничний момент

Mpl,rd=Wp-Ry'mhr> (В.2)

Wpi - пластичний момент опору за таблицею В.З з обмеженнями за таблицею В.4, формулою (В.1);

Ry - розрахунковий опір текучості;

уг - коефіцієнт надійності за відповідальністю;

т - коефіцієнт умови робіт

mRy/ у г

Характерна епюра

Характеристика

лж.

1

А/

С

а

—-— —vJ А/

2

2

Wpl=a-AI 2, (В.З)

П.Н.В. - пластична нейтральна вісь, яка ділить площу перерізу навпіл;

А - площа перерізу;

а - відстань між центрами ваги половинних площ

Граничний момент балки при утворенні пластичного шарніра оцінюється за формулою таблиці В.2.

В.З Обмеження щодо застосування пластичного шарніра як граничного стану перерізів пов’язані зі стійкістю елементів перерізу і залежать від величини поперечної сили.

Обмеження, що пов’язані зі стійкістю елементів перерізу, характеризуються співвідношенням ширини і товщини полиць та стінок і наводяться в таблиці В.4.

Таблиця В.4 - Обмеження до стінок та поясів для утворення пластичного шарніра

№

Вимоги до елементів перерізу

Формула

1

Звиси поясів bf і tf - ширина і товщина звису пояса

b/

-С <10 - є */

2

Стінки

bw і tw - ширина і товщина стінки

СО

(N

l>v

VI

н * ^ 1

[235 є = —

iRy

Ry, МПа

235

250

300

345

390

440

є

1,00

0,97

0,89

0,83

0,78

0,73

Обмеження, пов’язані з величиною поперечної сили в перерізі

При пластичному шарнірі при одночасній дії в перерізі згинального моменту та поперечної сили величина пластичного згинального моменту має бути зменшена в залежності від величини поперечної сили за формулою

*V,- P!^.(В.4)

р =(2а-ї)2 а - —

- але не менше ніж 0,5 ;

Qu

Q

- поперечна сила, що діє в перерізі;

Ry

Qu ~ ' К '

- гранична поперечна сила;

hw і tw

- товщина і висота стінки відповідно.

У цьому додатку в таблицях надаються марки та механічні властивості матеріалів та виробів, які застосовуються для основних та допоміжних елементів мостових конструкцій:

Г.1

Листовий та фасонний прокат для несних елементів мостів;

Г.2

Листовий та фасонний прокат для допоміжних елементів мостів;

Г.З

Сталевий прокат труб;

Г.4

Сталевий прокат для котків шарнірів;

Г.5

Відливки з вуглецевої і легованої сталі;

Г.6

Поковки з вуглецевої та легованої сталі;

Г.7

Матеріали для зварювання;

Г.8

Високоміцні метизи;

Г.9

Звичайні метизи;

Г.10

Загальні вимоги до сталевого прокату.

Перелік виробів (прокату, відливок, поковок, зварювальних матеріалів та метизів) може бути доповнений за умови відповідних обґрунтувань та погоджень.

Г.1 Листовий та фасонний прокат для несних елементів мостів

Сталевий прокат (листовий, сортовий, фасонний) для несних елементів мостів слід приймати з переліку марок сталей, що наведені у таблиці Г.1

Таблиця Г.1 - Перелік марок сталей для несних елементів мостів

Марка сталі

ГОСТ, ТУ, ТУУ

Товщина прокату, мм

Характеристичні значення, МПа (кг/см2)

листового

фасонного

границя текучості Ryn

тимчасовий опір Run

16Д

ГОСТ 6713

<20

235 (2400)

370 (3800)

21-40

225 (2300)

370(3800)

41-60

215(2200)

370 (3800)

15ХСНД-2

8-32

340 (3500)

490 (5000)

33-50

-

330 (3400)

470(4800)

10ХСНД-2

8-15

390 (4000)

530(5400)

16-32

-

390 (4000)

530 (5400)

33-50

-

390 (4000)

510(5200)

09Г2СД-12

ГОСТ 19281

< 10

345 (3500)

480(4900)

11-20

325 (3300)

450(4600)

21-32

<20

295 (3000)

430 (4400)

15ХСНД-12

<32

<10

345 (3500)

480 (4900)

10ХСНД-12

<40

<15

390 (4000)

530(5400)

09Г2СЮЧ-2-325

ТУ 322-16-127-97

8-50

325 (3300)

450 (4600)

09Г2СЮЧ-2-355

355 (3600)

490 (5000)

09Г2СЮЧ-3-390

390 (4000)

530(5400)

Марка сталі

ГОСТ, ТУ, ТУУ

Товщина прокату, мм

Характеристичні значення, МПа (кг/см2)

листового фасонного

границя текучості Ryn

тимчасовий опір Run

06ГБД-355

ТУУ27.1-05416923- 085:2006

8-50

355 (3600)

450 (4600)

06ГБД-390

390(4000)

490(5000)

06Г2БД-440

440 (4500)

540 (5500)

06Г2БД-490

490 (5000)

590 (6000)

Е 36

ГОСТ 5521

<50

355 (3600)

490 (5000)

Е 40

<40

390 (4000)

530(5400)

Примітка 1. За характеристичні опори прийняті гарантовані значення опору текучості Ryn та тимчасового опору Run, що надані в державних стандартах та в технічних умовах.

Примітка 2. Розрахункові значення опору текучості Ry та тимчасового опору Ru мають бути отримані діленням їх характеристичних значень на коефіцієнти надійності за матеріалом уш, що надані в таблиці 6.1.

Примітка 3. Для всіх сталей, що надаються в таблиці Г.1, клас суцільності має бути не нижче 2-го, згідно з табл. З додатка 4 ГОСТ 22727. В разі потреби допускається вказувати в замовленні інший клас або надавати конкретні вимоги щодо контрольованих характеристик суцільності ділянок прокату.

Примітка 4. Додаткові вимоги для сталей згідно з:

ГОСТ 6713 та приміткою 3 до таблиці 1, та 2.2.7,2.2.9;

ГОСТ 19281 та 2.2.1,2.2.2,2.2.3,2.2.6, 2.2.9,2.2.11 та 2.3;

ГОСТ 19280 та 2.2.4 і 2.2.8.

Примітка 5. За товщину фасонного прокату приймають товщину полички.

Г.2 Листовий та фасонний прокат для допоміжних елементів мостів

Сталевий прокат (листовий, сортовий, фасонний) для допоміжних елементів мостів слід приймати з переліку марок сталей, що наведені у таблиці Г.2.

Таблиця Г.2 - Перелік марок сталей для допоміжних елементів мостів

Марка сталі

ГОСТ

Товщина прокату, мм

Характеристичне значення, МПа (кг/см2)

Можливість

застосування

границя текучості Ryn

тимчасовий опір Run

СтЗпс4,

СтЗсп4

ГОСТ 380

До 10 вкл.

245(2500)

370 (3800)

Без зварювання

СтЗсп4

Понад 10 до 20 вкл.

245(2500)

370 (3800)

СтЗпс5,

СтЗсп5

ГОСТ 380

До 10 вкл.

245(2500)

370 (3800)

Для зварювання

СтЗсп5

Понад 10 до 20 вкл.

245(2500)

370 (3800)

09Г2-12

ГОСТ 19281

До 100 вкл.

265(2700)

430 (4400)

09Г2С-12

До 160 вкл.

265(2700)

430 (4400)

Примітка 1. Допускається застосовувати прокат марки СтЗпс2 з гарантією зварюваності для кутників з полицею до 70 мм включно.

Примітка 2. Сталевий прокат марок 09Г2-12 та 09Г2С-12 може бути застосований для опорних елементів основних несних конструкцій.

Примітка 3. Для прокладок балансирів опорних частин без зварювання можуть бути застосовані сталі 09Г2 та 09Г2С категорії 3, а для зварних елементів, що не сприймають динамічних навантажень, категорії 6.

Г.З Сталевий прокат труб

Сталевий прокат труб для основних та допоміжних елементів мостів слід приймати з переліку марок сталей, що наведені у таблиці Г.З

Таблиця Г.З - Сталевий прокат труб для основних та допоміжних елементів мостів

Марка сталі

ГОСТ, ТУ

Товщина стінки труби, мм

Характеристичне значення, МПа (кг/см2)

границя текучості Ryn

тимчасовий опір Run

СтЗпс; СтЗсп

ГОСТ 10705

< 10

225 (2300)

370 (3800)

СтЗпс4; СтЗсп4

4-15

245 (2500)

370 (3800)

20

ГОСТ 8731

4-36

245 (2500)

410 (4200)

09Г2С-12

ТУ 14-3-1128

4-22

265 (2700)

470 (4800)

Примітка 1. За характеристичні опори прийняті гарантовані значення опору текучості та тимчасового опору, що надані в державних стандартах та в технічних умовах.

Примітка 2. Допускається застосовувати марки сталі, надані в таблиці Г1.

Примітка 3. Для допоміжних конструкцій прокат марки 09Г2С може бути прийнятий категорії 6.

Г.4 Сталевий прокат для котків шарнірів

Сталевий прокат для котків шарнірів та наплавлена поверхня балансирів з високоміцної нержавіючої сталі 40X13 наведені в таблиці Г.4.

Таблиці Г.4 - Сталевий прокат для котків шарнірів

Марка сталі

ГОСТ, ТУ

Діаметр круга, мм

Характеристичне значення, МПа (кг/см2)

границя текучості Ryn

тимчасовий опір Run

40X13

ГОСТ 5632

До 250

1200 (12200)

1540 (15700)

Примітка. Коефіцієнт надійності за матеріалом ут для розрахунків котків шарнірів та наплавлених поверхонь балансирів за границею текучості та за тимчасовим опором слід приймати таким, що дорівнює 1.1.

Г.5 Відливки з вуглецевої і легованої сталі

Марки сталі для відливок із вуглецевої та легованої сталі та їх розрахункові опори наведені в таблиці Г.5.

Таблиці Г.5 - Марки сталі для відливок із вуглецевої та легованої сталі

Марка сталі

Розрахункові опори, М

Іа (кг/см2)

Розтяг, стиск, гнуття

я,

со

Зминання торцевої поверхні (за наявністю підгонки)

RP

Зминання місцеве в циліндричних шарнірах при щільному дотику Rlp

Діаметральне стиснення котків при вільному дотику

Rcd

25Л

175 (1800)

105 (1100)

265 (2700)

125 (1300)

7(70)

ЗОЛ

190 (1950)

115(1200)

300 (3050)

145 (1500)

7,5 (75)

35Л

205 (2100)

125 (1300)

315 (3200)

155 (1600)

8(80)

20ГЛ

205(2100)

125 (1300)

345 (3500)

170 (1750)

9(90)

20ФЛ

220(2250)

130(1350)

315 (3200)

155(1600)

8(80)

35ХН2МЛ

400 (4100)

240(2450)

440 (4500)

220 (2250)

11(110)

35ГЛ

220 (2250)

130 (1350)

345 (3500)

170 (1750)

9(90)

Примітка 1. Відливки для елементів мосту, які розраховуються на міцність і зазнають впливу динамічних навантажень, мають бути групи 3 згідно з ГОСТ 977. Контролю підлягають: зовнішній вигляд, розміри, хімічний склад, механічні властивості (границя текучості, тимчасовий опір, відносне подовження після розриву та ударна в’язкість).

Примітка 2. Обробка поверхні має забезпечувати подальше нанесення захисного покриття.

Г.6 Поковки з вуглецевої та легованої сталі

Таблиці Г.6 - Поковки з вуглецевої та легованої сталі

Категорія міцності і (марка сталі)

Розрахункові опори, МПа (кг/см2)

Розтяг, стиск, гнуття

Ry

Зсув

Rs

Зминання торцевої поверхні (за наявністю підгонки)

RP

Зминання місцеве в циліндричних шарнірах при щільному дотику

Rip

Діаметральне стиснення котків при вільному дотику

Rcd

КП275 (Ст5сп2)

215 (2200)

120 (1250)

325 (3300)

160 (1650)

8 (80)

КП 245 (20-а-Т)

205 (2100)

115 (1200)

310(3150)

150 (1550)

7,5 (75)

КП 315 (35-а-Т)

260 (2650)

145 (1500)

395 (4000)

195 (2000)

10 (100)

КП 345 (45-а-Т)

290 (2950)

165 (1700)

435(4400)

215 (2200)

11 (110)

КП 315 (30Г-2-Т)

260 (2650)

145 (1500)

395(4000)

195 (2000)

10(100)

КП 315 (35Г-2-Т)

280 (2850)

160 (1650)

420(4250)

205 (2100)

10(100)

КП 785 (40ХН2МА-2-2-Т)

605 (6150)

350 (3550)

905(9200)

450 (4600)

23 (230)

КП 1200 (40X13)

1050 (10700)

Примітка. Поковки для елементів мосту, які розраховуються на міцність і зазнають впливу динамічних навантажень, мають бути групи 4 або 5 згідно з ГОСТ 8479. Контролю підлягають: розміри, хімічний склад, механічні властивості (границя текучості, тимчасовий опір, відносне звуження та ударна в’язкість). Типові види випробувань: на розтяг, на ударну в’язкість, на твердість. За потреби в проекті слід вказувати додаткові вимоги.

Г.7 Матеріали для зварювання

Цей додаток надає інформацію відносно механічних характеристик матеріалів для зварювання, а остаточний вибір матеріалів має здійснюватися фахівцями із зварювання з обов’язковим погодженням з проектувальником.

Таблиця Г.7 - Розрахункові опори зварних з’єднань

Зварні з’єднання

Напружений стан

Розрахункові опори зварних з’єднань

Стикові

Стиск,розтяг і гнуття (приймається як для основного металу)

за границею текучості

D — П lxwy Л у

за тимчасовим опором

Rwu — Ru

зріз

Rws =RS =0,58 Ry

3 кутовими швами

Зріз (умовний) по металу шва

Rwf —0,55 RWUn 1У m

Зріз (умовний) по металу межі сплавлення

Rwz =0,45

Примітка 1. Rwun - тимчасовий опір розриву металу шва, приймається за сертифікатами виробника зварювальних матеріалів (для поширених матеріалів надається в таблицях Г.8-Г.10).

Примітка 2. Коефіцієнт надійності за матеріалом приймається згідно з таблицею 6.1 таким, що дорівнює 1,25.

Для зварювання сталевого прокату міцності більше С440 вибір зварювальних матеріалів слід виконувати з залученням фахівців із зварювання і, як правило, з проведенням випробувань.

Тип (марка) електрода

Опір металу шва, МПа (кг/см2)

Рекомендований клас міцності основного металу

тимчасовий розриву

D

wun

розрахунковий умовного зрізу Rwj-

Э42АУОНИИ 13/45 ГОСТ 9467

410(4200)

180 (1850)

< С315

Э46АУОНИИ 13/55К ГОСТ 9467

450 (4600)

200 (2050)

< С355

Э50АУОНИИ 13/55 ГОСТ 9467

490(5000)

215(2200)

< С390

FOX EV 50 E42 5 B42 H5, EN 499

490 (5000)

215(2200)

< С390

OK 53.70 E42 5 В 12 H5/EN 499

490 (5000)

215(2000)

< С390

Э60УОНИИ 13/65 ГОСТ 9467

530(5400)

230 (2350)

< С440

Э60А 48XH-2 ГОСТ 9467

560(5700)

240 (2450)

<С490

Примітка. Для зварювання сталевого прокату класу міцності більше С440 вибір зварювальних матеріалів слід виконувати з залученням фахівців із зварювання.

Таблиця Г.9 - Механічні характеристики металу, що наплавлений дротом, при автоматичному зварюванні

Тип (марка) дроту

Опір металу шва, МПа (кг/см2)

Рекомендований клас міцності основного металу

тимчасовий розриву

О

■fVwun

розрахунковий умовного зрізу Rwf

СВ-08ГА1) ГОСТ 2246

450 (4600)

200 (2050)

<С345

Св-08А3) ГОСТ 2246

450 (4600)

200(2050)

<С345

Св-08ГА3) ГОСТ 2246

490 (5000)

215(2200)

<С390

Св-ЮНМА2^ ГОСТ 2246

490 (5000)

215 (2200)

< С390

OK Autrod 12.323) EN 756 S3Si

530(5400)

230 (2350)

< С440

Св-08Г1НМА3) ГОСТ 2246

560 (5700)

240 (2450)

< С490

Примітка 1. В індексах до познак марок дроту наданий рекомендований склад флюсу при зварюванні:

0 АН-348А ГОСТ 9087;

2) АН-47 ГОСТ 9087;

3> OK Flux 10.71 EN 760: SA АВ1 67 AC H5.

Примітка 2. Тип дроту та флюсу має бути вказаний в супроводжувальній документації до конструкції, що приймається.

Таблиця Г.10 - Механічні характеристики металу, що наплавлений дротом при механізованому зварюванні

Тип (марка) дроту

Опір металу шва, МПа (кг/см2)

Рекомендований клас міцності основного металу

тимчасовий розриву Rwun

розрахунковий умовного зрізу B-wf

Св-08Г2С 1) 2) ГОСТ 2246

450 (4600)

200 (2050)

< С345

Св-08ГСМТ 2> ГОСТ 2246

490 (5000)

215(2200)

< С390

OK Autrod 12.64 G42 2С G4 Sil; EN440

490 (5000)

215 (2200)

< С390

OK Autrod 12.64 2) G46 3M 4 Sil; EN440

530(5400)

230(2350)

< С440

ПП Megafil-710 M 2) T46 4 MM1 H5; EN 758

530 (5400)

230(2350)

< С440

ПП Megafil-713 R ]) T46 2 PCI H5; EN 758

530 (5400)

230 (2350)

< С440

ПП Megafil-713 R2) T46 4 PM1 H5; EN 758

530 (5400)

230(2350)

< С440

Тип (марка) дроту

Опір металу шва, МПа (кг/см2)

Рекомендований клас міцності основного металу

тимчасовий розриву Rwun

розрахунковий умовного зрізу

Rwf

ПП MegafiI-821 R D Т46 4 INi PCI Н5; EN 758

530 (5400)

230 (2350)

<С440

ПП MegafiI-821 R 2> T50 4 INi PM1 H5; EN 758

560(5700)

240 (2500)

< С490

Примітка 1. У позначеннях марок дроту наданий рекомендований склад суміші захисних газів при зварюванні:

^ СО2 для 0 1,2 мм;

2> Аг (78-82) % + С02 (18-22) % для 0 1,2-1,6 мм.

Примітка 2. Тип дроту та склад суміші захисних газів при зварюванні має бути вказаний в супроводжувальній документації до конструкції, що приймається.

Г.8 Метизи

Г.8.1 Для фрикційних з’єднань несних конструкцій мостів слід застосовувати високоміцні болти згідно з ГОСТ 22353, гайки згідно з ГОСТ 22354, шайби згідно з ГОСТ 22355 за технічними вимогами ГОСТ 22356.

Поверхня метизів згідно з ГОСТ 22356 має чорну оксидну плівку після термічної обробки. Допускається для несних конструкцій мостів застосовувати болти з захисним покриттям. При цьому, значення тимчасового опору покритих болтів може бути меншим у порівнянні із ГОСТ 22356, але без погіршення показників відносного подовження та ударної в’язкості. Покриття болтів має виключати присутність атомарного водню в поверхні металу метизів.

Г.8.2 Допускається за відповідного обґрунтування для зрізних з’єднань несних конструкцій мостів застосування конічних високоміцних болтів М22 та М24 з напівкруглою головкою згідно з СТО 963.

Г.8.3 Для з’єднань допоміжних конструкцій мостів слід переважно застосовувати метизи з захисним покриттям. Болти і шпильки - класів міцності 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8, 9.8 та 10.9 згідно з ДСТУ ISO 898-1 та гайки класів міцності 4, 5, 6, 8,9 та 10 згідно з ДСТУ ISO 898-2.

Г.8.4 Для анкерних болтів зі зварними з’єднаннями слід застосовувати прокат згідно з таблицею Г.1 (без обмежень) і таблицею Г.2 (з гарантією зварюваності). Для болтів без зварних з’єднань допускається застосовувати шпильки класів міцності 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 8.8 і 9.8 згідно з ДСТУ ISO 898-1 і гайки класів міцності 4, 5, 6, 8 та 9 згідно з ДСТУ ISO 898-2.

Г.8.5 Для кріплення відповідальних елементів проїзної частини, що експлуатуються в агресивному середовищі, наприклад, шумозахисних бар’єрів та стовпів освітлення, рекомендується застосовувати болти, гвинти та шпильки з нержавіючої сталі згідно з ДСТУ ISO 3506-1 і гайки згідно з ДСТУ ISO 3506-2.

Г.9 Площі перерізів болтів

При розрахунках з’єднань відповідно до додатка Р для болтів з метричною нарізкою слід використовувати площі перерізів згідно з ГОСТ 1759.4, що наведені у таблиці Г.11.

Таблиця Г.11 - Площі перерізів болтів, см2

Діаметр болта, мм

16

18

20

22

24

27

30

36

42

48

АЬ

2,01

2,54

3,14

3,80

4,52

5,72

7,06

10,17

13,85

18,09

АЬп

1,57

1,92

2,45

3,03

3,53

4,59

5,61

8,16

11,20

14,72

Примітка 1. У таблиці - площа брутто болта; Ау„ - площа по нарізці.

Примітка 2. Площі перерізів болтів більше ніж 48 мм слід приймати згідно з ГОСТ 24379.0.

У цьому додатку викладені основні вимоги до механічних та хімічних характеристик прокатних сталей для виготовлення основних несних та допоміжних конструкцій мостів, які не охоплені таблицями Г.1 та Г.2.

Г.10.1 Сталевий прокат умовно поділений на 5 груп відповідно до таблиці Г.12. Таблиця Г.12 - Поділ сталевого прокату

Група

ч

Сталевий прокат

Клас міцності

1

Вуглецеві сталі

С235 до С355

2

Низьколеговані сталі нормалізовані

С275 до С460

3

Низьколеговані сталі з термообробкою

С275 до С460

4

Атмосферостійкі сталі

С235 до С355

5

Сталі з високою границею текучості

С460 до С620

Г.10.2 Значення відношень найменшого тимчасового опору до границі текучості сталевого прокату має бути не менше значень, наведених в таблиці Г.13.

Таблиця Г.13 - Значення відношень найменшого тимчасового опору до границі текучості сталевого прокату

Група

Сталевий прокат

Найменше значення Run / Ryn

1

Вуглецеві сталі

1,3

2

Низьколеговані сталі нормалізовані

1,2

3

Низьколеговані сталі з термообробкою

1,2

4

Атмосферостійкі сталі

1,3

5

Сталі з високою границею текучості

1,1

Г.10.3 Мінімальні значення подовження при розриві циліндричного або плоского зразків діаметром або товщиною не менше ніж 3 мм з початковою розрахунковою довжиною не менше ніж -5,65 ^А^ {А0 - площа поперечного перерізу зразка) для прокату завтовшки до 100 мм наведені в таблиці Г. 14.

Таблиця Г.14 - Мінімальні значення подовження при розриві зразків

Група

Сталевий прокат

Мінімальний відсоток подовження зразка завдовжки lj =5,65^А^ після розриву, %

Класи міцності

С235

С275

С355

С420

С460

> С460

1

Вуглецеві сталі

24

20

20

-

-

-

2

Низьколеговані сталі нормалізовані

-

23

21

18

17

-

3

Низьколеговані сталі з термообробкою

-

24

22

19

17

-

4

Атмосферостійкі сталі

24

-

20

-

-

-

5

Сталі з високою границею текучості

-

0?

-

-

-

15

Г.10.4 Для запобігання можливості крихкого руйнування за найнижчої температури, яка передбачається при експлуатації мосту, слід задовольнити вимоги за ударною в’язкістю, що наведені в таблиці Г.15, для товщин прокату до 60 мм.

Група

Сталевий прокат

Тип надрізу і температура зразка при випробуванні

Мінімальні значення енергії удару для тесту ударної в’язкості, Дж/см2, для класів міцності сталі

С235 -С355

С355 - С460

> С460

KCU"20

34

1

Вуглецеві сталі

KCV0

27

KCV20

27

KCV0

47

2

Низьколеговані сталі нормалізовані та

KCV'10

43

та

KCV"20

40

3

низьколеговані сталі з термообробкою

kcv-30

30

KCV40

27

KCU-20

29

4

Атмосферостійкі сталі

KCV0

27

KCV"20

27

KCV-20

50

5

Сталі з високою границею текучості

KCV"40

40

KCV-60

30

KCU - ударна в’язкість на зразках із U-подібним надрізом (тип І відповідно до ГОСТ 9454);

KCV - ударна в’язкість на зразках із V-подібним надрізом (тип II відповідно до ГОСТ 9454); індекс t (KCU1 и KCV1) - регламентує температуру випробувань на ударний згин; відсутність індексу вказує на температуру +20 °С;

КСА - ударна в’язкість за температури +20 °С при випробуванні зразків з U-подібним надрізом після деформаційного старіння.

Примітка. Для низьколегованих сталей основних несних конструкцій мостів має бути виконана умова із забезпечення ударної в’язкості 29 Дж/см2 на зразках з U-подібним надрізом за температури: при -40 °С - для всіх, крім наведених нижче; при -60 °С - для залізничних і суміщених із залізницею.

Г.10.5 Зварюваність прокату має бути оцінена за допомогою вуглецевого еквівалента CEV, що має не перевищувати значення, які наведені в таблиці Г.16.

Таблиця Г.16 - Вуглецевий еквівалент CEV для оцінки зварюваності прокату

Група

Сталевий прокат

Граничні значення вуглецевого еквівалента CEV

1

Товщина прокату, мм

<30

> 30 < 40

> 40 <150

> 100 <250

Вуглецеві сталі

С235

0,35

0,35

0,38

0,40

С275

0,40

0,40

0,42

0,44

С355

0,45

0,47

0,47

0,47

2

Товщина прокату, мм

<40

>40 <63

> 63 <100

> 100 <250

Низьколеговані сталі нормалізовані

С275

0,40

0,40

0,40

0,42

С355

0,43

0,43

0,45

0,45

С420

0,48

0,48

0,50

0,52

С460

0,53

0,53

0,54

0,55

Група

Сталевий прокат

Граничні значення вуглецевого еквівалента CEV

3

Товщина прокату, мм

<40

>40 <63

> 63 <120

> 120 <150

Низьколеговані сталі термічно покращені

С275

0,34

0,35

0,38

0,38

С355

0,39

0,40

0,45

0,45

С420

0,45

0,46

0,47

0,47

С460

0,46

0,47

0,48

0,48

5

Товщина прокату, мм

<50

> 50 < 100

> 100 <150

Сталі з високою границею текучості

С460

0,47

0,48

0,50

С500

0,47

0,70

0,70

С550

0,65

0,77

0,83

С620

0,65

0,77

0,83

Примітка 1. Значення вуглецевого еквівалента в таблиці знаходять за формулою

Мп Cr + Mo + V Nt+Cu

С h V — С H11.

б515

Примітка 2. Обмеження вмісту сірки та фосфору:

сірка - вміст не більше ніж 0,03% (сірка знижує витривалість та зварюваність); фосфор-вмістнебільшеніж 0,025% (фосфор знижує пластичність та в’язкість).

При гнутті балок верхні та нижні широкі пояси (плити) мосту включаються в роботу разом зі стінками за рахунок передачі зрізних зусиль із стінок на плити. Тому нормальні напруження в плиті біля стінок, як правило, більше ніж на периферії (рисунок Д.1).

Рисунок Д.1 - Нерівномірність розподілу напружень у перерізі балки

Оцінювати нерівномірність розподілу нормальних напружень по ширині плит рекомендується на основі просторових розрахунків прогонової будови. При цьому, для визначення нерівномірності допускається завантажувати схему розподіленим навантаженням від власної ваги.

Рисунок Д.2 - Схема визначення коефіцієнта редукції для пружної роботи

За результатом розрахунків визначається "ефективна ширина полиць" Ь^, яка менше номінальної ширини. Відношення ефективної ширини bejj до номінальної ширини Ь0 є коефіцієнтом редукції ширини р. Для визначення ефективної ширини полиць при пружній роботі конструкції слід розділити площу епюри нормальних напружень на максимальну ординату напружень (рисунок Д.2).

Ефективну ширину bej- плит знаходять за формулою

ье/=РА>(Д.і)

де (3 - коефіцієнт редукції за таблицею Д.1.

Якщо просторові розрахунки не виконувались, то альтернативно ефективну ширину полиць при пружних розрахунках допускається визначати за (Д.2) в залежності від форми епюри моментів (рисунок Д.З).

ье#=РА-(Д-2)

Коефіцієнт редукції р оцінюється за формулами таблиці Д.1 та параметром

K = -iL_<L,(Д.З)

а0= Jl+-^A(Д.4)

V Ь<А

де Asi - площа поздовжніх ребер плити; t - товщина листа настилу.

Огинаюча епюра моментів нерозрізної балки

Коефіцієнти редукції плити за довжиною балки L[LjL[Ьг

Р,

Р,

Рисунок Д.З - Схема для визначення ефективної довжини прогону Ье

Решта позначень наведені на рисунку Д.2.

Ефективну довжину прогону Le можна визначити, керуючись схемою на рисунку Д.З за умови, що нема прогонів завдовжки не більше ніж 1,5 довжини суміжного прогону, а консоль завдовжки не більше половини суміжного прогону. В інших випадках довжина прогону визначається між нульовими точками епюри моментів.

За таблицею Д.1 в залежності від обрахованого коефіцієнта к і форми ділянки епюри моментів по довжині балки можна визначити значення коефіцієнтів редукції Р.

„ _ а0 ' ^0

к — • — ■ ■

Le

Ділянка, що розглядається

Значення коефіцієнта р

<0,02

(3-1,0

0,02 - 0,70

Опукла епюра

Р = Р2 =—у

1+6,4-к2

Увігнута епюра

р=р2 =—‘

1 + 6,0 к- +1,6к2 ^ 2500к)

> 70

Опукла епюра

D = p,=-J- 5,9 к

Увігнута епюра

8,6 -к

Всі значення к

Кінцеве обпирання

f 0,025 Л Р0 = 0,55 +■ Р але Р0 < Р[

1 к )

Консоль

Р = р2 в обпиранні Р0 = 1,0 на кінці

о 2 < 0,20

Для кількісного оцінювання характеру розподілу значень напружень по ширині плит можна скористатися формулами, що наведені в таблиці Д.2. Значна нерівномірність розподілу нормальних напружень по ширині плити можлива при значній різниці в довжині прогонів або під дією тимчасового навантаження.

Ефективну ширину плит слід використовувати не лише при розрахунках перерізів на міцність, але й при визначенні геометричних характеристик елементів розрахункових схем, що застосовуються у розрахунках із визначення зусиль та деформацій.

р> 0,20

Таблиця Д.2 - Кількісна оцінка нерівномірності розподілу напружень

Р < 0,20

'i-'v

V *1,

а(у) “стг

а(у) ~а2 + (°і ~аг)

Вищенаведена методика оцінки нерівномірності розподілу нормальних напружень по ширині поясів балки жорсткості передбачає пружну роботу плит.

КОЕФІЦІЄНТИ ПОЗДОВЖНЬОГО ЗГИНУ У РОЗРАХУНКАХ СТІЙКОСТІ СТЕРЖНІВ ТА БАЛОК

Таблиця ЕЛ - Коефіцієнти поздовжнього згину для розрахунку стійкості стержнів та балок із сталі класу міцності до С250

Гнучкість X, Хх,

X у, Xef

Коефіцієнти ф, ф с, ф ь для розрахунку стійкості стержнів та балок із сталі класу міцності до С250 при приведеному відносному ексцентриситеті еег

0

0,10

0,25

0,50

0,75

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

5,00

0

0,93

0,85

0,79

0,68

0,60

(0,58)

0,52

(0,50)

0,43

(0,41)

0,35

0,30

0,27

0,24

0,21

0,17

10

0,92

0,84

0,78

0,68

(0,67)

0,60

(0,57)

0,52

(0,50)

0,42

(0,40)

0,35

0,30

0,26

0,23

0,21

0,17

20

0,90

0,83

0,77

(0,76)

0,67

(0,66)

0,58

(0,56)

0,50

(0,49)

0,41

(0,40)

0,34

0,29

0,26

0,23

0,21

0,17

30

0,88

0,81

0,76

(0,73)

0,65

(0,63)

0,56

(0,54)

0,49

(0,47)

0,40

(0,39)

0,33

0,29

0,25

0,22

0,21

0,17

40

0,85

(0,84)

0,79

(0,77)

0,73

(0,70)

0,63

(0,61)

0,54

(0,52)

0,47

(0,45)

0,39

(0,38)

0,32

0,28

0,24

0,22

0,20

0,17

50

0,82

(0,80)

0,76

(0,73)

0,70

(0,65)

0,60

(0,57)

0,51

(0,49)

0,45

(0,43)

0,37

(0,36)

0,31

0,27

0,24

0,22

0,20

0,16

60

0,78

(0,73)

0,72

(0,66)

0,66

(0,60)

0,57

(0,53)

0,49

(0,46)

0,43

(0,41)

0,35

(0,34)

0,30

0,26

0,23

0,21

0,19

0,16

70

0,74

(0,66)

0,67

(0,60)

0,62

(0,54)

0,54

(0,48)

0,46

(0,42)

0,41

(0,38)

0,34

(0,32)

0,29

0,25

0,22

0,20

0,19

0,16

80

0,69

(0,60)

0,62

(0,54)

0,57

(0,49)

0,50

(0,43)

0,43

(0,39)

0,38

(0,36)

0,32

(0,31)

0,28

0,24

0,22

0,20

0,19

0,15

90

0,63

(0,54)

0,56

(0,49)

0,51

(0,44)

0,45

(0,40)

0,40

(0,36)

0,36

(0,33)

0,30

(0,28)

0,26

0,23

0,21

0,19

0,18

0,15

100

0,56

(0,49)

0,49

(0,44)

0,45

(0,40)

0,41

(0,37)

0,37

(0,33)

0,33

(0,30)

0,29

(0,26)

0,25

0,22

0,20

0,19

0,17

0,14

110

0,49

(0,44)

0,43

(0,40)

0,41

(0,37)

0,37

(0,34)

0,34

(0,31)

0,31

(0,29)

0,27

(0,25)

0,24

0,21

0,19

0,18

0,17

0,14

120

0,43

(0,41)

0,39

(0,37)

0,37

(0,34)

0,34

(0,31)

0,31

(0,28)

0,29

(0,27)

0,25

(0,23)

0,22

0,20

0,18

0,17

0,16

0,13

130

0,38

(0,37)

0,35

(0,34)

0,33

(0,31)

0,31

(0,29)

0,29

(0,27)

0,26

(0,25)

0,23

(0,22)

0,21

0,19

0,17

0,16

0,15

0,13

140

0,34

0,31

0,30

(0,29)

0,28

(0,27)

0,26

(0,25)

0,24

(0,23)

0,21

0,20

0,18

0,16

0,15

0,14

0,12

150

0,31

0,28

0,27

0,25

0,23

0,22

0,20

0,18

0,16

0,15

0,14

0,14

0,12

160

0,28

0,26

0,24

0,23

0,22

0,21

0,19

0,17

0,15

0,14

0,14

0,13

0,11

170

0,25

0,24

0,22

0,21

0,20

0,19

0,17

0,16

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

180

0,23

0,21

0,20

0,19

0,19

0,18

0,16

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,10

190

0,21

0,20

0,19

0,18

0,17

0,17

0,15

0,14

0,13

0,12

0,12

0,11

0,10

200

0,19

0,19

0,18

0,18

0,17

0,16

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,11

0,10

Примітка. Для прокатних двотаврів із паралельними гранями полиць та зварних елементів двотаврового та Н-подібного перерізів коефіцієнти ф, срс, фь за цим додатком застосовуються при власних залишкових напруженнях на краях полиць не більше ніж 49 МПа (500 кгс/см2). Для елементів вказаного типу з власними залишковими напруженнями на краях полиць більше ніж 49 МПа (500 кгс/см2) при розрахунку стійкості в площині полиць приймаються величини коефіцієнтів ф, фс >,зазначенівдужках.

Таблиця Е.2 - Коефіцієнти поздовжнього згину для розрахунку стійкості стержнів та балок із сталі класу міцності від С250 до С345

Гнучкість А , 'кх, "к у ,Xej

Коефіцієнти ф, ф с, ф ь для розрахунку стійкості стержнів та балок із сталі класу міцності від С250 до С345 при приведеному відносному ексцентриситеті eej

0

0,10

0,25

0,50

0,75

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

5,00

0

0,93

0,86

0,78

0,69

0,62

0,54

0,44

0,34

0,28

0,24

0,22

0,20

0,17

10

0,92

0,84

0,77

0,68

0,60

0,52

0,43

0,34

0,28

0,24

0,22

0,20

0,17

20

0,90

0,83

0,76

0,66

0,58

0,51

0,41

0,33

0,28

0,24

0,22

0,20

0,17

ЗО

0,88

0,81

0,73

0,63

0,56

(0,55)

0,49

(0,48)

0,40

(0,39)

0,32

0,27

0,24

0,21

0,19

0,16

40

0,85

(0,84)

0,77

(0,76)

0,69

(0,68)

0,59

(0,58)

0,52

(0,51)

0,46

(0,45)

0,38

(0,37)

0,31

0,26

0,23

0,21

0,19

0,16

50

0,80

(0,78)

0,72

(0,70)

0,64

(0,62)

0,54

(0,52)

0,48

(0,46)

0,43

(0,42)

0,36

(0,35)

0,30

0,25

0,22

0,21

0,19

0,16

60

0,74

(0,71)

0,66

(0,63)

0,58

(0,56)

0,48

(0,46)

0,43

(0,41)

0,39

(0,38)

0,33

(0,32)

0,28

0,25

0,22

0,20

0,18

0,15

70

0,67

(0,63)

0,58

(0,55)

0,51

(0,49)

0,43

(0,41)

0,39

(0,37)

0,35

(0,34)

0,30

(0,29)

0,27

0,23

0,21

0,20

0,18

0,15

80

0,58

(0,53)

0,50

(0,46)

0,45

(0,42)

0,38

(0,35)

0,35

(0,33)

0,32

(0,31)

0,27

(0,26)

0,25

0,22

0,20

0,18

0,17

0,14

90

0,48

(0,43)

0,43

(0,39)

0,40

(0,37)

0,34

(0,31)

0,31

(0,29)

0,29

(0,28)

0,25

(0,24)

0,23

0,21

0,19

0,18

0,16

0,14

100

0,40

(0,36)

0,38

(0,34)

0,35

(0,32)

0,30

(0,27)

0,28

(0,26)

0,26

(0,25)

0,23

(0,22)

0,21

0,19

0,18

0,17

0,16

0,13

110

0,35

(0,32)

0,33

(0,30)

0,31

(0,29)

0,27

(0,25)

0,25

(0,24)

0,23

(0,22)

0,21

(0,20)

0,20

0,19

0,17

0,16

0,15

0,13

120

0,30

(0,28)

0,29

(0,27)

0,27

(0,26)

0,24

(0,23)

0,23

(0,22)

0,22

(0,21)

0,19

(0,18)

0,18

0,17

0,16

0,15

0,14

0,12

130

0,27

(0,25)

0,25

(0,24)

0,24

(0,23)

0,22

(0,21)

0,21

(0,20)

0,19

(0,18)

0,18

(0,17)

0,17

0,16

0,15

0,14

0,13

0,12

140

0,24

(0,23)

0,23

(0,22)

0,22

(0,21)

0,20

(0,19)

0,19

(0,18)

0,18

(0,17)

0,17

(0,16)

0,16

0,15

0,14

0,13

0,13

0,11

150

0,22

0,21

0,20

0,18

0,17

0,17

0,15

0,14

0,13

0,13

0,12

0,11

0,10

160

0,20

0,19

0,18

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

0,12

0,11

0,10

170

0,18

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

0,12

0,11

0,11

0,10

0,09

180

0,16

0,16

0,15

0,14

0,13

0,13

0,12

0,12

0,11

0,11

0,10

0,10

0,09

190

0,15

0,14

0,13

0,13

0,12

0,12

0,11

0,10

0,10

0,10

0,09

0,09

0,08

200

0,13

0,13

0,12

0,12

0,11

0,10

0,10

0,09

0,09

0,09

0,08

0,08

0,08

Примітка. Для прокатних двотаврів із паралельними гранями полиць та зварних елементів двотаврового та Н-подібного перерізів коефіцієнти ф, фс, фь за цим додатком застосовуються при власних залишкових напруженнях на краях полиць не більше ніж 49 МПа (500 кгс/см2). Для елементів вказаного типу з власними залишковими напруженнями на краях полиць більше ніж 49 МПа (500 кгс/см2) при розрахунку стійкості в площині полиць приймаються величини коефіцієнтів ф, фс, (ph, зазначені в дужках.

Таблиця Е.З - Коефіцієнти поздовжнього згину для розрахунку стійкості стержнів та балок із сталі класу міцності більше С345

Гнучкість X, Хх, X у >Хе/

Коефіцієнти ф, ф с, ф ь для розрахунку стійкості стержнів та балок із сталі класу міцності більше С345 при приведеному відносному ексцентриситеті eef

0

0,10

0,25

0,50

0,75

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

5,00

0

0,93

0,86

0,78

0,70

0,63

0,55

0,45

0,35

0,29

0,25

0,23

0,21

0,18

10

0,92

0,84

0,77

0,68

0,60

0,52

0,43

0,34

0,28

0,24

0,22

0,20

0,17

20

0,90

0,83

0,76

0,66

0,58

0,51

0,41

0,33

0,28

0,24

0,22

0,20

0,17

30

0,88

0,81

0,73

0,63

0,55

0,48

0,39

0,32

0,27

0,24

0,21

0,19

0,16

40

0,84

(0,83)

0,76

(0,75)

0,68

(0,67)

0,58

(0,57)

0,51

(0,50)

0,45

(0,44)

0,37

(0,36)

0,31

(0,30)

0,26

(0,25)

0,23

(0,22)

0,21

(0,20)

0,19

(0,18)

0,16

(0,15)

50

0,79

(0,77)

0,71

(0,69)

0,63

(0,61)

0,53

(0,51)

0,47

(0,45)

0,43

(0,41)

0,36

(0,34)

0,31

(0,29)

0,26

(0,24)

0,23

(0,21)

0,21

(0,20)

0,19

(0,18)

0,16

(0,15)

60

0,73

(0,70)

0,65

(0,62)

0,58

(0,55)

0,48

(0,45)

0,43

(0,40)

0,40

(0,37)

0,34

(0,31)

0,30

(0,27)

0,26

(0,24)

0,23

(0,21)

0,21

(0,19)

0,19

(0,17)

0,16

(0,14)

70

0,63

(0,59)

0,55

(0,51)

0,49

(0,45)

0,41

(0,37)

0,39

(0,33)

0,36

(0,30)

0,31

(0,25)

0,29

(0,23)

0,25

(0,19)

0,23

(0,17)

0,21

(0,16)

0,19

(0,14)

0,16

(0,11)

80

0,53

(0,49)

0,46

(0,42)

0,42

(0,38)

0,35

(0,31)

0,33

(0,29)

0,31

(0,27)

0,26

(0,22)

0,25

(0,21)

0,22

(0,18)

0,20

(0,16)

0,18

(0,14)

0,17

(0,13)

0,14

(0,10)

90

0,43

(0,38)

0,39

(0,34)

0,37

(0,32)

0,31

(0,26)

0,29

(0,24)

0,28

(0,23)

0,24

(0,19)

0,23

(0,18)

0,21

(0,16)

0,19

(0,14)

0,18

(0,13)

0,17

(0,11)

0,14

(0,09)

100

0,35

(0,32)

0,33

(0,30)

0,31

(0,28)

0,26

(0,23)

0,25

(0,22)

0,24

(0,21)

0,21

(0,18)

0,20

(0,17)

0,19

(0,15)

0,19

(0,14)

0,18

(0,13)

0,17

(0,11)

0,14

(0,08)

110

0,30

(0,27)

0,28

(0,25)

0,27

(0,24)

0,23

(0,20)

0,22

(0,19)

0,20

(0,17)

0,18

(0,15)

0,18

(0,15)

0,17

(0,14)

0,15

(0,12)

0,15

(0,11)

0,15

(0,10)

0,13

(0,08)

120

0,26

(0,24)

0,25

(0,23)

0,24

(0,22)

0,21

(0,19)

0,20

(0,18)

0,19

(0,17)

0,16

(0,14)

0,16

(0,14)

0,15

(0,13)

0,14

(0,12)

0,13

(0,11)

0,12

(0,10)

0,10

(0,08)

130

0,23

(0,21)

0,22

(0,20)

0,21

(0,19)

0,19

(0,17)

0,18

(0,16)

0,17

(0,15)

0,15

(0,13)

0,15

(0,13)

0,14

(0,12)

0,13

(0,11)

0,12

(0,10)

0,11

(0,09)

0,10

(0,08)

140

0,21

(0,20)

0,20

(0,19)

0,19

(0,18)

0,17

(0,16)

0,16

(0,15)

0,16

(0,15)

0,14

(0,13)

0,14

(0,13)

0,13

(0,12)

0,12

(0,11)

0,11

(0,10)

0,11

(0,09)

0,09

(0,08)

150

0,19

0,18

0,17

0,15

0,14

0,14

0,12

0,11

0,10

0,10

0,09

0,08

0,07

160

0,17

L 0,16

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,11

0,10

0,09

0,09

0,08

0,07

170

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,11

0,10

0,09

0,09

0,08

0,08

0,07

0,06

180

0,13

0,13

0,12

0,11

0,10

0,10

0,09

0,09

0,08

0,08

0,07

0,07

0,06

190

0,12

0,11

0,10

0,10

0,09

0,09

0,08

0,07

0,07

0,07

0,06

0,06

0,05

200

0,11

0,11

0,10

0,10

0,09

0,08

0,07

0,06

0,06

0,06

0,05

0,06

0,05

Примітка. Для прокатних двотаврів із паралельними гранями полиць та зварних елементів двотаврового та Н-подібного перерізів коефіцієнти <р, фс, фь за цим додатком застосовуються при власних залишкових напруженнях на краях полиць не більше ніж 49 МПа (500 кгс/см2). Для елементів вказаного типу з власними залишковими напруженнями на краях полиць більше ніж 49 МПа (500 кгс/см2) при розрахунку стійкості в площині полиць приймаються величини коефіцієнтів Ф > Фс > Фь > зазначені в дужках.

ДОПОМІЖНА ІНФОРМАЦІЯ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ ПЛОСКОЇ ФОРМИ ВТРАТИ СТІЙКОСТІ СТЕРЖНІВ

Ж.1 Коефіцієнти впливу форми перерізу Таблиця Ж1 - Коефіцієнти впливу форми перерізу ц

а,

V

а,

V

С

С

s

н

0< А < 5

А. >5

Схема перерізу

0,1 < т < 5

5 < т < 20

0,1 < т < 5

5<т<20

(0,75 + 0,05т) + + 0,01 (5 - т) А

0,25

1,0

J

L

(0,5 + 0,1т) +

+ 0,02 (5 - т) А

0,5

1,0

ПГ

K0-5A«-

0.5Л

(0,25 +0,15т) + + 0,03 (5 - т) А

>1,0

1,0

(1,25 - 0,05т)- -0,01 (5 - т) А

0,5

1,0

'У

(1,5 -0,1т) - -0,02 (5 - т) А

0,5Л*

>1,0

1,0

О

0,5

1,4

1,6-0,01 (5 - т) А

1,0

10

1,6

1,35 + 0,05т

1,6

0,5Л„

1,8 - 0,02 (5-т) А

0,25Л

2,0

1,Є

1,3 + 0,1т

1,8

0,5

1,45 - 0,04т

1,65

1,45 + 0,04т

1,65

1,0

1,8 - 0,12т

2,4

1,8 + 0,12т

2,4

11

0.5Д,

2,0 - 0,25т + 0,1 А

1,5

2,0

3,0 - 0,25т + 0,1 А

Примітка. Коефіцієнт впливу форми перерізу ц знаходять у залежності від умовної гнучкості А і відносного ексцентриситету егг1 (в таблиці егє1 позначений літерою пі).

є є' А—j-R у j ІR у

Відносний ексцентриситет т = - =. Умовна гнучкість А = А ■, — = - -л.

р WVЕіVЕ

Wc - момент опору перерізу брутто, що знаходять для найбільш стиснутого волокна.

Afi Aw - площа поясів і стінок відповідно.

Для типів перерізів 5-7 при розрахунках значень I Aw площу вертикальних елементів полиць не слід враховувати.

Для типів перерізів 6-7 значення г)5 слід приймати таким, що дорівнює значенню ц для типу 5 при тих самих значеннях А, / Aw.

Ж.2 Розрахункові значення моменту в перерізах стержня з однією віссю симетрії, що збігається з площиною згину, наведено в таблиці Ж.2.

Таблиця Ж.2 - Значення моменту в перерізах стержня з однією віссю симетрії

Відносний ексцентриситет, що відповідає Мтах

Розрахункові значення М за умовної гнучкості стержня

А, < 4

Х>4

егєІ

М = М2 = Мтах --у (Мтах - Му) 4

М = М:

3 <erd <20

м~м2+ ге|7 (Мгаах М2)

М = М1+^^(Мтах-М1)

Тут Мтах - найбільший згинальний момент у межах довжини стержня;

Мі - найбільший згинальний момент у межах середньої третини довжини стержня, але не менше ніж 0,5Мтах,

М /

еге1 - відносний ексцентриситет за формулою Єге1 =

N • Wc

X - умовна гнучкість, що визначається за формулою Х=Х У всіх випадках належить приймати М > 0,5 Мтах.

Ж.З Розрахункові значення приведених відносних ексцентриситетів для стиснутих стержнів, що мають дві осі симетрії, наведено в таблиці Ж.З.

Таблиця Ж.З - Розрахункові значення приведених відносних ексцентриситетів

8=Мі.

мх

X

Приведені відносні ексцент

шситетие^ ПрИ Є

0,1

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

7,0

10,0

20,0

1

0,10

0,30

0,68

1,12

1,60

2,62

3,55

4,55

6,50

9,40

19,40

2

0,10

0,17

0,39

0,68

1,03

1,80

2,75

3,72

5,65

8,60

18,50

м,

5 = -1,0

3

0,10

0,10

0,22

0,36

0,55

1,17

1,95

2,77

4,60

7,40

17,20

м2

4

0,10

0,10

0,10

0,18

0,30

0,57

1,03

1,78

3,35

5,90

15,40

5

0,10

0,10

0,10

0,10

0,15

0,23

0,48

0,95

2,18

4,40

13,40

6

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,15

0,18

0,40

1,25

3,00

11,40

7

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,50

1,70

9,50

1

0,10

0,31

0,68

1,12

1,60

2,62

3,55

4,55

6,50

9,40

19,40

м,

S = -0,5

2

0,10

0,22

0,46

0,73

1,05

1,88

2,75

3,72

5,65

8,60

18,50

3

0,10

0,17

0,38

0,58

0,80

1,33

2,00

2,77

4,60

7,40

17,20

м2

4

0,10

0,14

0,32

0,49

0,66

1,05

1,52

2,22

3,50

5,90

15,40

5

0,10

0,10

0,26

0,41

0,57

0,95

1,38

1,80

2,95

4,70

13,40

6

0,10

0,16

0,28

0,40

0,52

0,95

1,25

1,60

2,50

4,00

11,50

7

0,10

0,22

0,32

0,42

0,55

0,95

1,10

1,35

2,20

3,50

10,80

1

0,10

0,32

0,70

1,12

1,60

2,62

3,55

4,55

6,50

9,40

19,40

2

0,10

0,28

0,60

0,90

1,28

1,96

2,75

3,72

5,65

8,40

18,50

м,

-_ г = о

3

0,10

0,27

0,55

0,84

1,15

1,75

2,43

3,17

4,80

7,40

17,20

4

0,10

0,26

0,52

0,78

1,10

1,60

2,20

2,83

4,00

6,30

15,40

2

5

0,10

0,25

0,52

0,78

1,10

1,55

2,10

2,78

3,85

5,90

14,50

6

0,10

0,28

0,52

0,78

1,10

1,55

2,00

2,70

3,80

5,60

13,80

7

0,10

0,32

0,52

0,78

1,10

1,55

1,90

2,60

3,75

5,50

13,00

Кінець таблиці Ж.З

6=А

М]

X

Приведені відносні ексцент

жситетие^ приее|]

0,1

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

7,0

10,0

20,0

——— 5 = 0,5

1

0,10

0,40

0,80

1,23

1,68

2,62

3,55

4,55

6,50

9,40

19,40

2

0,10

0,40

0,78

1,20

1,60

2,30

3,15

4,10

5,85

8,60

18,50

3

0,10

0,40

0,77

1,17

1,55

2,30

3,10

3,90

5,55

8,13

18,00

м, ~~ —_

4

0,10

0,40

0,75

1,13

1,55

2,30

3,05

3,80

5,30

7,60

17,50

2

5

0,10

0,40

0,75

1,10

1,55

2,30

3,00

3,80

5,30

7,60

17,00

6

0,10

0,40

0,75

1,10

1,50

2,30

3,00

3,80

5,30

7,60

16,50

7

0,10

0,40

0,75

1,10

1,40

2,30

3,00

3,80

5,30

7,60

16,00

Для стиснутих стержнів, що мають дві осі симетрії, розрахункові значення приведених відносних ексцентриситетів e£j слід знаходити за таблицею Ж.З в залежності від форми епюри моментів 5 = M2/Mj, умовної гнучкості X і приведених відносних ексцентриситетів

м, а

ве, і ~11 N Wc

Тут Мі - найбільший за абсолютним значенням момент, прикладений на шарнірно-обпертих кінцях стиснутого стержня;

N- абсолютне значення сили стиску;

ц- коефіцієнт впливу форми перерізу (таблиця Ж.1);

AiWc- площа і момент опору перерізу брутто, які знаходять для найбільш стиснутого волокна.

ЗГИНАЛЬНО-КРУТНА ФОРМА ВТРАТИ СТІЙКОСТІ БАЛОК

ИЛ Характеристика явища

На відміну від явища поздовжнього згину, за якого елемент аналізується як стержень з перерізами, що не повертаються навколо поздовжньої осі, при згинально-крутній формі втрати стійкості передбачається повертання перерізів відносно її поздовжньої осі.

Схема прикладання навантаження за висотою балки

Переріз у прогоні

прогоні

Рисунок ИЛ - Поперечний переріз I-подібної зігнутої балки при згинально-крутній формі

втрати стійкості

Значення критичного навантаження залежить від рівня його прикладення до перерізу. На рисунку И.1 наведено схеми прикладання навантаження по висоті балки відносно центра ваги перерізу. У схемах а і б прикладене навантаження збільшує скручування балки. На схемі г навантаження протистоїть скручуванню балки.

И.2 Розрахунок критичних моментів

Критичний момент Мсг знаходять у кожному окремому випадку з врахуванням схеми балки та її закріплень, типу поперечного перерізу і схеми розташування навантаження по висоті. Розрахунок критичних станів у складних випадках слід виконувати за деформованою схемою з урахуванням (завданням) початкових невідповідностей.

У простих випадках інформація для знайдення Мсг може бути отримана з таблиць И.1 та И.2. У таблицях надані формули для розрахунків критичних навантажень для шарнірно-обпертих I-подібних балок постійної висоти з двома осями симетрії для двох випадків навантаження. Торці балок закріплені від бокових зміщень.

Шарнірно-обперта балка, навантажена зосередженою силою

с-;

<>1

S'

р

,.. _і

pcr=r_±^£.B = EIrC=GIk 4-GIk(l)2 _ 4-Ік ПЛ2

ЕІу UJ /y2-(l + v)UJ

а

0,4

4

8

16

24

32

48

64

80

96

160

240

320

400

к

86,4

31,9

25,6

21,8

20,3

19,6

18,8

18,3

18,1

17,9

17,5

17,4

17,2

17,2

кв

51,2

20,2

17,0

15,5

15,4

14,9

14,8

15,0

15,0

15,1

15,3

15,5

15,7

15,8

кн

146

50,0

38,2

30,4

27,2

25,5

23,5

22,4

21,6

21,1

20,0

19,3

18,9

18,7

Тут к - у випадку прикладання навантаження на рівні осі балки; кв - у випадку прикладання навантаження до верхнього пояса; кц - у випадку прикладання навантаження до нижнього пояса; h - висота балки;

Е - модуль пружності;

G - модуль зсуву; v - коефіцієнт Пуассона;

Іу - момент інерції балки відносно вертикальної осі;

Д - момент інерції при чистому крученні.

Значення коефіцієнта г

С

0,50

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

0,15

0,10

г = Рс/Рс=0і5

1,00

1,01

1,05

1,12

1,24

1,42

1,72

2,23

3,31

Таблиця И.2 - Розрахунок Мсг для балок з розподіленим навантаженням

Шарнірно-обперта балка, навантажена розподіленим навантаженням

Р

/

(р-1)сг B = EI-,C=GIk 1

, _ Ч 7 . . s 7

А

/

а

_4-Щ*Пу_ 4-Ік

1

UJ

<L

ЕІу UJ Iy2-(l + v)

а

0,4

4

8

16

24

32

48

64

80

96

160

240

320

400

к

143

53

42,6

36,3

33,8

32,6

31,5

30,5

30,1

29,2

29,0

28,8

28,7

28,6

кв

93,0

36,4

30,1

27,6

26,7

26,1

25,4

26,0

25,9

26,0

26,5

26,6

26,7

26,7

кн

222

77,3

58,9

47,9

43,4

40,4

37,6

36,2

35,2

33,3

32,2

31,5

31,1

30,8

Вільна довжина стиснутого пояса lef суцільної зігнутої балки приймається як відстань між поперечними в’язями, які утримують пояс від бокових зміщень. В’язі мають бути розраховані на умовну поперечну силу за формулою

ґ

Qfk =7Д5-10-6

N

2330——

V *+

->(И.1)

Ф

N =(Af+0,25-Aw)-Ry,(И.2)

ф - коефіцієнт поздовжнього гнуття стиснутого пояса при гнучкості, що дорівнює X = —

де N - граничне поздовжнє зусилля в стиснутому поясі з ділянкою 1/4 висоти стінки;

N =(Ау +0,25-Aw де Ay, Aw - площа стиснутого пояса і ділянки стінки:

і

)го пояса при гнучкості, що дорівнює А, = -

і

(і - радіус інерції стиснутого пояса в горизонтальній товщині);

Е і Ry - модуль пружності і розрахунковий опір текучості сталі.

Лімітовані відстані між в’язями lej стиснутого пояса зварних та прокатних балок (при від- hbf

ношенні 1 < — < 6 і 15 < — < 35), для яких допускається не виконувати перевірку згинально- bytf

крутної стійкості, слід знаходити з таблиці И.З.

Таблиця И.З - Граничні значення відношення / bj

Рівень прикладання навантаження

Найбільше значення відношення —

bf

До верхнього пояса

VI

bf

0,35 + 0,0032 ■— +

' bf) 0,76 -0,02 • —

V Ч

і 1 S-'> -C

■J

Ї

До нижнього пояса

ІЛ

bf

0,57 +0,0032 ■ — + (/

( bf)

0,92 -0,02 ■ —

f/ >

1 ■ 1 ^ -ST

ге-

л,

Незалежно від рівня прикладання навантаження при розрахунку ділянки балки між в’язями при чистому гнутті

VI

bf

0,41 + 0,0032 ■— +

f bf

0,73-0,016--4-

)bf

h

/

її

Тут bf і t f - ширина и товщина стиснутого пояса; h - відстань в осях поясів.

lef

Для балок із закріпленням пояса на високоміцних болтах граничні значення — можуть бути

bf

збільшені в 1,2 раза.

bf bf Для балок із відношенням — <15 у формулах слід приймати — = 15.

V (ї

РОЗРАХУНКИ МІСЦЕВОЇ СТІЙКОСТІ СТІНОК БАЛОК,

ПІДКРІПЛЕНИХ РЕБРАМИ ЖОРСТКОСТІ

К. 1 Знаходження діючих зусиль у відсіках стінки

К.1.1 Конструкція, що розраховується, це стінка балки, яка укріплена поперечними ребрами жорсткості, або поперечними і поздовжніми. Ребра на стінці поділяють її на окремі відсіки, стійкість яких і перевіряється в цьому додатку. Вимоги до жорсткості ребер надаються в К.6. Схема до розрахунку стінки на стійкість відсіків наведена на рисунку К.1.

Яі

от

Рисунок К.1 - Схема до розрахунку стінки на стійкість відсіків

К.1.2 Познаки

Зусилля, що діють у межах відсіку:

N

- нормальна сила (позитивна при стисканні), що діє на переріз;

М

- згинальний момент, що діє на переріз балки;

Q

- поперечна сила, що діє на переріз балки;

Р

- розподілена сила по Y, прикладена до пояса;

F

- зосереджена сила по У, прикладена до пояса;

sx

- потік нормальних зусиль по X від локальних дій;

Sy

- потік нормальних зусиль по Y від локальних дій;

:у

- потік дотичних напружень від локальних дій.

Параметри розрахункової балки:

А

- площа перерізу балки;

І

- момент інерції перерізу балки в межах відсіку;

Si

- статичний момент по крайках і-го відсіку;

п

- кількість відсіків;

і

- відсік, що розглядається;

hw

- висота стінки відповідно до рисунка К.1;

hi - висота f-го відсіку відповідно до рисунка К. 1; а,-- ширина z'-го відсіку відповідно до рисунка К.1;

dj - менша із сторін г-го відсіку а,- або й,-; t; tj - товщина стінки, товщина z-ro відсіка;

cej - довжина розподілення прикладеної до пояса сили на рівні кромки стінки; hpj - ордината від навантаженого зосередженою силою пояса до рівня розрахунку напружень; Gx і max >1 ху і шах “ максимальні напруження в z-му відсіку; нормальні (позитивні при стисканні) і дотичні (позитивні завжди);

их і min ’Хху і min ~ мінімальні напруження в і-му відсіку; нормальні (позитивні при стисканні)

і дотичні (позитивні завжди);

G у,і,max-максимальні поперечні напруження в г'-му відсіку (позитивні при стисканні).

К.1.3 Потоки зусиль s^. , і SXy в листі стінки - це зусилля, віднесенідо одиничноїширини.

Розмірність - сила/ширина. Потік зусиль, поділений на товщину,-ценапруження.Потоками

зусиль легше оперувати, коли товщина стінки невідома.

К.1.4 Розподіл зусиль від поперечного навантаження (вздовж) на кромку стінки визначається за формулами:

- від розподіленого вздовж пояса навантаження р

(К.1)

р

- від зосередженої сили F

(К.2)

К.1.5 Довжина розподілу навантаження вздовж верхньої кромки стінки визначається за формулою:

- при передачі навантаження безпосередньо через пояс балки або через рейку і пояс

(К.З)

де 1-момент інерції пояса або сума моментів інерції пояса і рейки;

с- коефіцієнт, що дорівнює 3,25 при зварних та прокатних балках;

с- коефіцієнт, що дорівнює 3,75 при з’єднанні пояса на високоміцних болтах;

с- коефіцієнт, що дорівнює 4,50 при з’єднанні пояса на звичайних болтах;

- при передачі навантаження від котка через рейку, дерев’яний лежень і пояс балки розподіл приймається під кутом 45° від сили за формулою (К.4), але не більше ніж відстань між котками

(К.4)

V =c+2-(hs +hf

де с- відбиток колеса на покритті (згідно з ДБН В.1.2-15) для залізниць с = 0;

hs - товщина покриття для залізниць - відстань від поверхні рейки до кромки стінки балки; hj - товщина пояса;

cej - довжина розподілу зусилля на кромку стінки;

- при передачі тиску від колеса автомобіля за формулою (К.4) - відповідно до рисунка К.2.

пояс

стінка

Cef=C+2( hs +hf)

-ОН

Рисунок К.2 - Передача тиску від колеса автомобіля

К. 1.6 Розподіл напружень по висоті стінки від навантажень, прикладених до пояса, слід оцінювати на основі розрахунку кінцево-елементної моделі.

Допускається приймати розподіл від розподіленої вздовж пояса сили за формулою (К.5), від зосередженої сили - за формулою (К.6).

Напруження на г-му рівні стінки на відстані hFi від зосередженої сили F, прикладеної до покриття або пояса

2 ■ F

(К.5)

® у,і ~

n-cef -t

arctg— -3 • v2 (1 v -arctga

v ІЗ1

Напруження на г-му рівні стінки від дії розподіленої сили р, прикладеної до кромки стінки через пояс,

(К.6)

а ■ =^(1-3V +2 • v3), t

,cef

де а - 0,5— - відношення 1/2 штампу розподілу зосередженої сили до висоти стінки;

К

_ _ /ї р,-..

v = 0,5—^ - відношення ділянки стінки від навантаженого пояса до рівня розрахунку

к

напружень до висоти стінки.

К.1.7 Напруження <зх, ауіх ху знаходять виходячи з пружної роботи перерізу без урахування коефіцієнтів повздовжнього згину для верхньої та нижньої кромок відсіку, враховуючи і локальні напруження. На рисунку К. 1 показано фрагмент стінки, який поділений поперечними та поздовжніми ребрами на відсіки і показано епюру нормальних напружень а х від дії в перерізі сил М, N і Q. Напруження по краях г'-го відсіку від дії глобальних і локальних дій знаходять за формулами

N ,М-у:sx

гг - — + LL+JL-t

(К.7)

(К.8)

А

І

Х,1

ау-(=ау./.і +

У .

^0±+^у_ ху'г І-р f,

К.2 Вибір розрахункового випадку

Розрахункові випадки для оцінки стійкості відсіків стінки можна звести до дев’яти, в залежності від чотирьох критеріїв: напруженого стану стінки, числа поздовжніх ребер, положення відсіку по висоті стінки і напруженого стану відсіку.

Вибір розрахункового випадку для розрахунку критичних напружень у відсіках та формул для перевірки стійкості може бути здійснений, користуючись таблицею К.1.

Таблиця К.1 - Розрахункові випадки при розрахунку критичних напружень

Критерії віднесення до розрахункового випадку

Номери

розрахункових

випадків

Напружений стан стінки

Число поздовжніх ребер на стінці

Положення відсіку по висоті стінки

Напружений стан відсіку

Стиснуто-розтягнута стінка вздовж балки

Без ребер

Крайній

Стиснуто-розтягнутий

РВ 1

Одне ребро

Крайній

Пояс розтягнутий

РВ 2

Крайній

Пояс стиснутий

РВЗ

Два і більше ребер

Крайній

Пояс розтягнутий

РВ 4

Проміжний

Розтягнутий

РВ 5

Проміжний

Стиснуто-розтягнутий

РВ 6

Проміжний

Стиснутий

РВ 7

Крайній

Пояс стиснутий

РВ 8

Стиснута стінка

-

-

-

РВ 9

Напружений стан стінки і відсіку оцінюється за епюрами розрахункових діючих поздовжніх нормальних напружень стхза таблицею К.2.

Стінка без проміжних ребер

Таблиця К.2 - Схеми напружених станів стінки

Стінка з одним поздовжнім ребром

Стінка з двома і більше поздовжніми ребрами

К.3.1 Розрахунки стійкості відсіків стінки виконуються за таблицями, в яких надані формули для розрахункових випадків РВ1 - РВ.9 (таблиця К.1). У таблицях зроблені посилання на коефіцієнти р, у, Юр % , є , q, z і 5, які підраховуються за К.4; критичних напружень <зх сг, а і хху сг, які підраховуються за К.5, та співвідношення коефіцієнтів:

т - коефіцієнт умов роботи, що приймається за таблицею 6.2;

уг - коефіцієнт відповідальності, що приймається за таблицею 4.1 ДБН В.2.3.-22.

Випадок РВ.1

т

(К.10)

2 / 2 0,9-хху

+

^®2 'Х ху.сг

'ст х,сг а у,сг

Перевірка

стійкості

со, -> табл. К.4.2 як функція від £, ;

/ й,„

> 1 для автодорожніх та міських мостів;

(о2 —1+0,5'

200 -ti -0,5

со2 = 1 для всіх інших мостів

/ 2

100 * tj Л

Vу

:9,05-10-5 -х-Е

(К.11)

■ Е

а

x,cr,ef

Стінка без

поздовжніх

ребер

X ->• табл. К.4.3

є —» табл. К.4.9 як функція від р,- і £,;

(100- t:

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

= 9,05-10-C-X-z-

■Е

(К.12)

ст

y,cr,ef

V я

£ = 1 при розподіленому навантаженні,

С, —> табл. К.4.10 при зосередженому навантаженні; X —» табл. К.4.4 ; z -> табл. К.4.11

/ 760

О

О

1020 н——

2

1 Рі 2

1 di

= 0,476 -10 -X ■

• Е

(К.13)

" ху,сг,

X -» табл. К.4.5; рх = щ при я; > й, та pj = 1 / р; при я; < й,-

Випадок РВ.2

Стінка з одним поздовжнім ребром

Перевірка

стійкості

1

со

( ст V Г 09-т ^ СТ ст и,У

Ї++ L-

ч®1 'ax,cr Vy,cr J yffl2 'Хху,сг у

j -> табл. К.4.2 як функція відір-; со

тп

< — (К.10) Уг

2 =1

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

ax,cr,ef -9,05-10 5 -x-Б- X =1,0; є —> табл. К.4.9 я

•£ (К.11)

ч У

К функція ВІД Ру І^і

Сту.сг.е/ =9,05-10 5 -C-X-Z-

V аі У

£ -» табл. К.4.10 при р = 0,35; х = 1,

2

•£ (К.12) 0 ; z —> табл. К.4.11

*xy,cr,ef = 0,476 -10~6 'X • X =1,0; pj — р^ прия,- >/

1020 + ^ Рі

ti та р] = 1

/ 2

ЇЇ100"'- -Я (К.13)

Д J

/ р; при Я, < Й;

а

т

(К.14)

{ 2 0,9-т^

*_+-I2L +

(К.11)

1 x,cr,ef

= 9,05-10—5 -Х-Е-

Стінка з одним поздовжнім ребром

Відсік, що примикає до стиснутого пояса

760

Р? .

■Vcr.e/ =0.476-10 -X

1+Х

Хі

5 (1 + р,212)2

®у,cr,ef —9,05-10 X' 2’ 2

Pj і

v=l при р,- > 0,7 та і=2 при 0,7 X - табл. К.4.7 та К.4.8

( 100 • tj 'і

ч аі

> р, > о,

2

■Е (К.15) 4;

При дії зосередженої сили безпосередньо на пояс та за наявності ст у, що визначається за формулою (К.2), а значення стгсг ej слід множити на 1,55.

2 (hj +cef)

При цьому, якщо я; > 2 ■ (hj + с є<-), то р; =

hi

1 - табл. К.4.6 як функція від у; є - табл. К.4.9 як функція від р; і£;

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

1020 +

100-fj

■Е

(К.13)

VУ

табл. К.4.5; р! = р; прия,- >й,- та pj = 1/р,- при я,- < ht

Випадок РВ.4

Стінка з двома і більше поздовжніми ребрами

Крайній

розтягнутий

відсік

Перевірка

стійкості

I Uy J0,9'^) <m (к.16)

(|°Т,СГ v xy,cr J У r

cox —» табл. К.4.2 як функція від^р co2 = 1

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

-

о V£rrf -0,476-10--8- 10°-4 • E (K.17)

V ai

8 - табл. K.4.12 як функція від я, / ht

'ху,cr,ef =0,476.10- .fl250 + ^].fi^l -E (K.18)

V Pi у V і )

Pi =р,- прия,- >hj та pj =1/р,- при я,. < /і,-

ґ^

а,

т

0,9-т

2

100

(К.17)

■Е

V аі J

100 П;

v dt j

760 Рі .

(К.19)

■Е

1020 +

Стінка з двома і більше поздовжніми ребрами

Проміжний розтягнутий відсік

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

Vy,cr,ef =0,476 -10_6 -5 •

5 - табл. К.4.12 як функція від а,- I ht

Xxy,cr,ef -0,476 -10

рх = р, при я,- > й; та р, = 1 / р; при я,- < hj

Випадок РВ.6

2 ґ п г,'N2

0,9-хху

а.

*— + _Л

а

(К. 10)

Перевірка

стійкості

Ют -т

21ху,ст

Стінка з двома і більше поздовжніми ребрами

Проміжний

стиснуто-

розтягнутий

відсік

ґ

400-1,- Л

V hi У

(К.11)

x,cr,ef

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

(К.12)

aw/ =9,05-10 ‘С'Х 'z'

С, -> табл. К.4.10 при р =0,35; % =1,0; z-> табл. К.4.11

X =1,0; є —> табл. К.4.9 як функція від р,- і

1 u х,сг и у,сг

C0j =1,0; со2 = *

■■ 9,05ПО •% -є •

со, -а,

■Е

m

+

100-f,

v dj j

760 Pi2 .

(К.13)

1020 +

= 0,476-10 -X

■ xy,cr,ef

Стінка з одним поздовжнім ребром

Проміжний

стиснутий

відсік

Перевірка

стійкості

/ N 2

су o' v 0,9'Т^ ум

х + у + *У <т (К.14)

®1 '®x,cr ® y,cr ^ xy,cr J Уг

©2 - табл. К.4.2 як функція від

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

vx,cr,ef = 9,05-10~5 -Х-Є- X =1,0; є —> табл. К.4.9 я

"юо-і,Л

1 hi ) К функції

■Е (К.11)

ЇВІДР; І^-

5 (1+р-І2)2 °y,cr,ef =9,05-10 -X • * 2

Рі ^

X =1;і = 1 при р,- >0,7 та і = 2 п

f100'^ ■Е (К.15)

V аі )

эи 0,7 >р, >0,4

Xxy,cr,ef =0,476-10~6'X ■ X —1,0; pj = р, прия,- >

Ю2О+76',1/1О0',02.£ (К.13)

Pi J V )

та Pj = 1/р,- при Я; < /і,-

Випадок РВ.8

Стінка

3 ОДНИМ ПОЗДОВЖНІМ

ребром

Відсік, що примикає до стиснутого пояса

Перевірка

стійкості

(

а х ° У ®'^'хху т

2+ —— + <— (К.14)

®1 '®х,сг ® у,СГ ч Х ху.сг J Уг

coj - табл. К.4.2 як функція від

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

°х,сг,е/ =9,05-10 5 -Х-Е- X - табл. К.4.3; є -> табл.

"юоп,-Л

У J

<.4.9 як с

2

■Е (К.11) функція від р, i^j

5 (1 + pf І2)2 <W/=9’05-10 -X- * ,

Pj і

X - табл. К.4.7 та К.4.8; v =1 при р

-Ґ100-('Т-£ (К.15)

к аі

>0,7 та і = 2 при 0,7 > р >0,4

хxy.cr,е/ =0,476-ИГ6-X- X - табл. К.4.5; pj = р,- пр

1020 + 76°1 ■[100 'f0 -Е (К.13)

V Pi ) V J

ия,- >/і,- та pj =1/р,- при я,- < h{

ДБН В.2.3-26:2010 Випадок РВ.9

C0j - табл. К.4.2 як функція від

/ 2 400-ti Л

V hj J

= 9,05-10~5 -х-е

(К.11)

■Е

x,cr,ef

1 -» табл. К.4.3 (додаток до табл. К.4.3); є -» табл. К.4.9 як функція від р., і£,;

Стиснутий переріз по всій висоті

100-і,- Л

V “і J

Формули для

розрахунку

приведених

критичних

напружень

(К.12)

°y,cr,ef =9,05-10 -С'Х ' z'

■Е

£, - 1 при розподіленому навантажені,

^ -» табл. К.4.10 при зосередженому навантажені; X -> табл. К.4.4; z -> табл. К.4.11

{ 760

о

о

г—Н

1020 н—~-

1 Ці J

1 dj ,

= 0,476-10 -у

■£

(К.13)

" xy,cr,ef

X -> табл. К.4.5; pj = р( при в,- > й,- та = 1 / р; при я,- < hj

К.4 Обчислення коефіцієнтів р , у, coj,х >є ^ г і S

К.4.1 Коефіцієнт Р враховує ступінь утримання пояса елементами плити проїзду Таблиця К.4.1 - Коефіцієнт р

Характер закріплення стиснутого пояса балки, завареного до стінки

Коефіцієнт Р

До пояса за допомогою лапчастих болтів закріплені мостові бруси

0,3

До пояса шпильками прикріплена залізобетонна плита на дерев’яних підкладках

0,5

Пояс вільний від закріплень

0,8

До пояса приєднана ортотропна плита

2,0

До пояса приєднана збірна залізобетонна плита

1,5

До пояса приєднана монолітна залізобетонна плита

20

ft

±

К.4.2 Коефіцієнт у враховує утримання стінки поясом балки

Ь,

у =р-

де tfibjr - товщина і розрахункова ширина пояса балки. Ширина звису пояса в кожний бік обмежена значеннями 11,5 ,12 і 14 товщини пояса для сталей з лімітом текучості 390,345 і 220 відповідно. Для ортотропної плити ширина може бути прийнята 18,19 і 22 товщини настилу плити в кожний бік від стінки для сталей з лімітом текучості 390, 345 і 220 відповідно, але не більше 1/2 ширини коробки. У разі, якщо стінка примикає до пояса з двох і більше листів, за фі bjприймають товщину і розрахункову ширину першого листа, що примикає до стінки; tj і hj - товщина і висота відсіку стінки, що примикає до пояса.

Коефіцієнт £ ■ враховує форму епюри нормальних напружень ст х.

^_коефіцієнтнелінійностіепюринапруженьвмежахг'-говідсіку.

®х, і, max

К.4.4 Коефіцієнт C0j враховує форму епюри нормальних напружень ах.

Таблиця К.4.2 - Коефіцієнт сох

Si

0

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

0)1

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,30

1,40

К.4.5 Коефіцієнту •

у - коефіцієнт пружного утримання стінки поясом балки визначається для крайніх відсіків за таблицями К.4.3 - К.4.7 та відповідно до вказівок. Для проміжних відсіків у = 1,0;

Для розрахункових випадків 1,8 і 9 при обчисленні ст х cr ej Таблиця К.4.3 - Коефіцієнт у для зварного з’єднання стінки з поясом

У

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

10

>10

X

1,21

1,33

1,46

1,55

1,60

1,63

1,65

Для болтового прикріплення пояса у = 1,4.

Для розрахункових випадків 1 і 8 при обчисленні а у сг ^ Таблиця К.4.4 - Коефіцієнт ц для зварного з’єднання стінки з поясом

У

Значення коефіцієнта у при ц

0,4

0,6

0,8

1,0

1,5

>2,0

0,25

1,19

1,19

1,20

1,20

1,19

1,18

0,5

1,24

1,29

1,30

1,32

1,32

1,32

1,0

1,28

1,36

1,41

1,47

1,52

1,56

4,0

1,32

1,45

1,57

1,73

1,97

2,21

>10

1,34

1,49

1,65

1,88

2,51

2,95

Для розрахункових випадків 1, 3, 8 І9 при обчисленні х ху cr ^ Таблиця К.4.5 - Коефіцієнт (і; для зварного з’єднання стінки з поясом

У

Значення коефіцієнта у при |і;

0,5

0,67

1,0

2,0

>2,5

0,25

1,014

1,063

1,166

1,170

1,192

0,5

1,016

1,075

1,214

1,26

1,30

1,0

1,017

1,081

1,252

1,358

1,416

2,0

1,018

1,085

1,275

1,481

1,516

5,0

1,018

1,088

1,292

1,496

1,602

10,0

1,018

1,088

1,298

1,524

1,636

>10

1,018

1,089

1,303

1,552

1,680

Для болтового прикріплення пояса у = 1,0.

Для розрахункових випадків З і 8 при обчисленні ах cr ej Таблиця К.4.6 - Коефіцієнт х для зварного з’єднання стінки з поясом

У

0,5

1,0

2,0

5,0

>10

X

1,16

1,22

1,27

1,31

1,35

Для болтового прикріплення поясах =

Для пояса, об’єднаного з залізобетонною плитою, х = 135.

Для розрахункових випадків 3 і 8 при обчисленні ^ у сг ^

Таблиця К.4.7 - Коефіцієнт х для болтового з’єднання стінки з поясом або із залізобетонною плитою

Бі

0,5

0,8

1,0

1,5

>2,0

X

1,07

1,18

1,31

1,52

1,62

Таблиця К.4.8 - Коефіцієнт р, для зварного з’єднання стінки з поясом

У

Значення коефіцієнтах при щ

0,5

0,6

0,9

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

2

1,06

1,07

1,13

1,17

1,31

1,32

1,29

1,25

4

1,06

1,07

1Д4

1,19

1,38

1,44

1,43

1,39

К.4.6 Коефіцієнт є , що враховує відношення сторін відсіку і форму епюри нормальних напружень ах по висоті, знаходять за таблицею К.4.9 в залежності від коефіцієнтів ІК і щ .

Таблиця К.4.9 - Значення коефіцієнта є

Значення коефіцієнта є прищ

0,4

0,5

0,6

0,67

0,75

0,80

0,90

1,00

1,50

>2

0

8,41

6,25

5,14

4,75

4,36

4,2

4,04

4,0

4,34

4,0

0,67

10,8

8,0

7,1

6,6

6,1

6,0

5,9

5,8

6,1

5,8

0,80

13,3

9,6

8,3

7,7

7,1

6,9

6,7

6,6

7,1

6,6

1,00

15,1

11,0

9,7

9,0

8,4

8,1

7,9

7,8

8,4

7,8

1,33

18,7

14,2

12,9

12,0

11,0

11,2

11,1

11,0

11,5

11,0

2,00

29,1

25,6

24,1

23,9

24,1

24,4

25,6

25,6

24,1

23,9

3,00

54,3

54,5

58,0

53,8

53,8

53,8

53,8

53,8

53,8

53,8

4,00

95,7

95,7

95,7

95,7

95,7

95,7

95,7

95,7

95,7

95,7

К.4.7 Коефіцієнт q, що враховує локальний характер дії зосередженої сили для визначення сг г

y,cr,ef

q - коефіцієнт, що враховує локальний характер дії сили F. При розподіленому навантаженні q = 1,0;

°ef

р = 1,04— - коефіцієнт, що враховує локальний характер сили F, що діє на пояс.

hi

Для інших відсіків приймається р = 0,35.

Для розрахункових випадків І, 2, 6 і 9 при обчисленні a cr ^ Таблиця К.4.10 - Коефіцієнті;

Рі

Значення коефіцієнта q при р

0,10

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,18

0,20

0,25

0,30

0,35

0,5

1,70

1,67

1,65

1,63

1,61

1,60

1,60

1,60

1,60

1,60

1,60

1,60

0,6

1,98

1,93

1,89

1,85

1,82

1,80

1,79

1,78

1,76

1,72

1,71

1,69

0,7

2,23

2,17

2,11

2,06

2,02

1,98

1,96

1,93

1,89

1,82

1,79

1,76

0,8

2,43

2,35

2,28

2,22

2,17

2,12

2,10

2,05

2,01

1,91

1,86

1,82

0,9

2,61

2,51

2,43

2,36

2,30

2,24

2,21

2,16

2,11

1,98

1,92

1,87

1,0

2,74

2,64

2,55

2,47

2,40

2,34

2,31

2,24

2,17

2,04

1,97

1,91

1,2

2,79

2,68

2,59

2,51

2,43

2,37

2,33

2,26

2,19

2,05

1,98

1,91

1,4

2,84

2,73

2,63

2,54

2,46

2,39

2,35

2,28

2,21

2,05

1,98

1,91

1,5

2,86

2,75

2,65

2,56

2,48

2,41

2,37

2,30

2,22

2,07

1,98

1,91

>2,0

2,86

2,75

2,65

2,55

2,47

2,40

2,36

2,28

2,29

2,05

1,98

1,88

К.4.8 Коефіцієнт z, що враховує форму відсіків

Для розрахункових випадків 1, 2,6і9 при обчисленні ст сг ^ Таблиця К.4.11 - Коефіцієнт z

Ц;

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2

>2,5

Z

4,88

5,12

5,37

5,59

5,80

6,26

6,87

7,69

8,69

9,86

11,21

15,28

К.4.9 Коефіцієнт 8, що враховує форму відсіків

Для розрахункових випадків 4 і 5 при обчисленні а сг ^ Таблиця К.4.12 - Коефіцієнт 5

Положення пластинки

Значення коефіцієнтів 5 при я,- / ht

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1,0

1,5

2,0

Примикає до розтягнутого пояса

1240

1380

1520

1650

1820

2240

3860

6300

Проміжна

920

970

1020

1060

1100

1190

1530

2130

К.5 Розрахунки критичних напружень

Критичні напруження ах>сг, ст^іСГ іщообмежуютьсяпластичноюроботоюсталі,

знаходять за таблицею К.5 від приведених критичних напружень ® х сг єу> g у cr ef і і ху сг е/> які знайдені за умови необмеженої пружності сталі.

Сталь

Інтервал значень напружень о xcref, МПа (кг/см2)

Формули для визначення критичних напружень

Вуглецева

04-196 (04-2000)

® Х,СГ ~ 0,9 х,СГ,е/

1964-385

(20004-3921)

® х,сг

fn Y

-170.7-

1 Е J

+ 0,6375 °x'cr'ef +0,4048-10“3 Е

■Е

>385 > (3921)

® х,сг

ґ Q >

0,03114- x'cr'ef + 0,9419 -10~3 Е

■Е

Низько

легована

класу

міцності

С345

0ч207 (04-2111)

°х,сг ®’^'сх,сг,є/

2074-524 (21114-5342)

® х,сг

/

-201,2 •

° ХуСГ,с/

Е

+ 1,024- °x'cr,ef +0,0795-10“3 Е

■Е

>524 > (5342)

І

^ х,сг ~

(о Л 0,03572- x'cr,ef + 1,290-10'3

1 £ J

■Е

Низько

легована

класу

міцності

С390

04-229 (04-2333)

® х,сг 6,9 x,cr,ef

229-4591

(23334-6024)

® х,сг

-215,8-

® x,cr,ef

Е

+ 1,238-а*’сг’е/ 0,1091 -10“3 Е ■

■Е

>591 > (6024)

ах,сг =

0,03677 °x'cr’ef +1.56М0-3

1 £ J

■Е

Примітка 1. При підрахунку критичних поперечних напружень а х сг у формулах таблиці слід замінити

ах,сг наа у,сг іст X,cr,ef насту,сг,е/ ■

Примітка 2. При підрахунку критичних дотичних напружень іХу,сг у формулах таблиці слід замінити

Т Т г xytcr . ху,сг,еі

<ух сг на1(7 , на.

0,6 x'cr'ef 0,6

К.6 Вимоги до ребер жорсткості

К.6.1 Всі надані вище формули дійсні за умови, що поперечні та поздовжні ребра жорсткості не втрачають стійкість при втраті стійкості відсіків стінки. Для виконання цієї умови мінімальні моменти інерції поперечних ребер із площини стінки мають відповідати вимогам К.6.2, а поздовжніх - вимогам К.6.3 при одному ребрі і за К.6.4 при трьох та більшій кількості ребер на стінці.

К.6.2 Жорсткість поперечних ребер із площини стінки (моменти інерції їх перерізів) мають задовольняти вимогам таблиці К.6.

ц

ьКк -4)

0,75

0,80

0,62

1,44

0,50

2,8

0,40

4,6

0,33

6,6

ц = а / hw - відношення ширини відсіку до висоти; tw та hw - товщина та висота стінки балки; а - відстань між осями поперечних ребер жорсткості; I j - момент інерції поперечного ребра.

К.6.3 Жорсткість поздовжнього ребра з площини стінки (момент інерції його перерізу) при одному поздовжньому ребрі на стінці має задовольняти вимоги таблиці К.7.

Таблиця К.7 - Вимоги до жорсткості поздовжнього ребра

*L

Необхідний момент інерції перерізу

Граничні значення Ist

К

поздовжнього ребра I sl

мінімальні

максимальні

0,20

(2,5-0,5а lhw)-a2tl lhw

l,5hwtl

7hwt3w

0,25

(1,5-0,4alhw)-a2tl lhw

1,5hwtl

3,5hwtl

0,30

-

-

Тут /і, - відстань від осі поздовжнього ребра жорсткості до осі найближчого пояса в зварних балках або до крайньої риски поясних кутників у балках з болтовими з’єднаннями;

Isl - момент інерції перерізу поздовжнього ребра.

Примітка 1. При обчисленні Isl для проміжних значень h{ / hw допускається лінійна інтерполяція.

Примітка 2. У таблиці, окрім необхідних моментів інерції поздовжнього ребра, надані його граничні мінімальні та максимальні значення. Ці значення слід приймати за необхідні, якщо необ- хідниймомент інерції виходить за вказані межі.

К.6.4 Для стінки з трьома і більше ребрами слід забезпечити унеможливдення втрати стійкості стінки разом із ребрами між поперечними ребрами.!

Оцінювання достатності поздовжніх ребер для забезпечення стійкості стінки балки з ребрами між поперечними балками слід виконувати для розрахунку стійкості стінки з ребрами або окремого ребра, "вирізаного" зі складу стінки. Напружений стан стінки наведено на рисунку К.З. Критичні напруження знаходять за формулою

сзсг р(К.21)

де ка р - коефіцієнт стійкості плити; п2ЕІ,

<уе = у - Ейлерові критичні напруження;

Asl 'b

Е- модуль пружності;

1$1- момент інерції плити з площини (лист настилу сумісно з поздовжніми ребрами);

Аплоща плити (лист сумісно з поздовжніми ребрами);

b- ширина (для стінки b =hw, рис. К.З)

b- довжина відсіку (вздовж напружень).

Коефщієнт стійкості kQ р знаходять за формулою

1

К

>

■"^

..

Г”'

h(»-i)

1

а і

І^і

Рисунок К.З - Схема до розрахунку достатності ребер плити

2((1+а2 )2+у-1)

(К.22)

К.р=—7 ПРИ

а (vp 4-1) ■ (1 + 5)

при а > %[у ,

4-а+V7)

а2 (р +!)■(! +5)

де а = - > 0,5 - коефіцієнт форми; b

у - — - коефіцієнт, що враховує збільшення жорсткості за рахунок ребер;

I s

б = ^ sl - коефіцієнт, що враховує збільшення площі за рахунок ребер;

сг.

|/=-

коефіцієнт форми епюри;

' х>тах

Asl і А$ - площа стінки з ребрами і площа стінки без ребер відповідно;

І$1 - момент інерції стінки з ребрами;

к b.tl

І, =2-—- =— момент інерції листа стінки (з урахуванням циліндричної жорсткості);

12 (1 - v )10,92

® х, min iCx.max - найменше і найбільше напруження по кромках стінки зі своїми знаками відповідно.

СТІЙКІСТЬ ПЛАСТИНОК ОРТОТРОПНИХ ПЛИТ

ЛЛ Стійкість пластинок ортотропних плит знаходять за формулою

сг

х,сг ,е/

(ЛЛ)

<0,951-а.

t

де Ь - ширина пластинки; t - товщина пластинки;

ах cr ej - приведені критичні напруження, які знаходять за таблицеюІО.2, приймаючи за критичні а х сг діючі нормальні напруження в елементі сг^.; а - коефіцієнт для пластинок: обпертих з одного боку

(Л.2)

(Л.З)

а =д/0,405+0,035% ,

обпертих з двох боків

а = ^4 + 3,8^2'33,

коефіцієнт, що враховує нелінійність епюри напружень по краях пластинки і визначається (для перерізів брутто) за формулою

(Л.4)

де ах і <зх - максимальне і мінімальне поздовжні нормальні напруження вздовж границь пластинки, додатні при стиску, які знаходять при пружних розрахунках.

Формули (Л.2) та (Л.З) отримано з (10.2) та (10.3) за умови, що ефект защемлення відсутній.

bj та fj - розміри пластинок з обпиранням з одного боку; Ь2 та t2 - розміри пластинок з обпиранням із двох боків

Рисунок ЛЛ - Схеми поздовжніх ребер ортотропних плит з різною конфігурацією

Л.2 Допускається для оцінки співвідношення товщини і ширини пластинок вести розрахунки за спрощеною формулою (Л.5), де нелінійність епюри напружень не враховується, а рівень напружень дорівнює розрахунковому опору текучості Ry .

-=К- Ш.(Л.5)

t р,

де К коефіцієнт, що приймається за таблицею Л.1.

Таблиця Л.1- Значення коефіцієнта К для пластинок

Переріз

К

Ширина пластинки (характерний розмір)

Пластинки, що обперті з одного боку

Звиси поясів та ребер

0,5

Звиси (половина ширини пояса) двотаврів

Відстань від кромки листа до осі першого ряду болтів

Ширина штабового ребра

Ширина полиці швелерів або полиці кутника

Пластинки, що обперті з двох боків

Стінки та інші елементи

1,4

Відстань у просвіті між ребрами

Ширина стінки або пояса гнутого ребра без урахування радіусів згину

Відстань у просвіті між полицями без урахування прокатних радіусів

Kf

Для характерних значень Ry величини — наведені в таблиці Л.2. Таблиця Л.2 - Граничні значення hgj /1 для пластинок

Розрахунковий опір текучості Ry, кг/см2

2500

3000

3500

4000

hejr /1 для пластинок з одного боку

14,5

13,2

12,2

11,5

hej /1 для пластинок із двох боків

40,6

37,0

34,3

32,1

РОЗРАХУНКИ ВИТРИВАЛОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ АВТОМОБІЛЬНИХ

І МІСЬКИХ МОСТІВ

Оцінку витривалості, наведену нижче, слід застосовувати для автомобільних та міських мостів, а також для мостів із сумісною дією автомобільного та рейкового транспорту.

МЛ Оцінка витривалості елементів мосту від дії автомобільних навантажень

М.1Л Автомобільне навантаження

Оцінка витривалості передбачає, що тільки важкі транспортні засоби викликають небезпечний для конструкції розмах напружень, які призводять до появи тріщин утомленості. Передбачається, що відносно легкі екіпажі вагою менше ніж 8 т не викликають суттєвого впливу на втомленість. Напруження від постійних навантажень не враховуються. При розрахунках враховується вплив тільки одного важкого транспортного засобу (тандему АК) незалежно від кількості смуг руху на мосту. Одночасна поява двох тандемів не розглядається.

Фасад

План

Рисунок МЛ - Схема навантаження тандему АК (розміри надані в метрах)

Тандем із тиском на вісь Рп = 15 т (вагою ЗО т) має відбитки коліс у плані 20 см х 60 см. Розрахунковий тиск на вісь Pj приймають за формулою

Pf =Рп -Is -У/ -(1+Р).(М.1)

Де рп

У*

характеристичний тиск на вісь 147 кН (15 тс);

коефіцієнт, що дорівнює:

0,5 для розрахунків елементів, які зазнають безпосереднього впливу колеса тандему (елементи ортотропних плит тощо);

для інших розрахунків і для деформаційних швів;

ь

коефіцієнт надійності за навантаженням приймають таким, що дорівнює 1,0, якщо не прийнято інше;

(1 + д) - динамічний коефіцієнт, що дорівнює:

- для всіх розрахунків;

- для розрахунків деформаційних швів.

Елементи мосту

Тиск на вісь Pj, кН (тс)

Вага тандему 2 Pj, кН (тс)

Елементи проїзної частини

73,5 (7,5)

147(15)

Всі інші елементи мосту

147(15)

254 (30)

Деформаційні шви

254 (30)

508 (60)

М.1.2 Розрахунок кількості циклів

Кількість циклів розмаху діючих напружень знаходять на основі розрахунку кількості проїздів одного тандему по мосту протягом проектного строку служби. Загальна кількість циклів N розмаху напружень від проходу одного тандему в одному напрямку по мосту за період проектного строку служби розраховується за формулою

N-nD-пу-пс-пТ < 1-Ю8,(М.2)

де nD - кількість днів у році;

Пу - проектний строк служби мосту в роках; пс - кількість циклів від одного проходу тандему;

пт - середня денна кількість тандемів, які проходять по мосту в одному напрямку по одній смузі.

Проектний строк служби мосту Пу або його елемента слід приймати згідно з ДБН В.2.3-22 або визначати за технічним завданням на проектування мосту. Кількість циклів від одного проходу тандему пс приймають за таблицею М.2.

Таблиця М.2 - Кількість циклів від одного проходу тандему

Елементи мосту

Кількість циклів від одного проходу тандему пс

Для елементів, крім наведених нижче

1,0

Елементи мосту, в яких число циклів подвоюється від одного проходу тандему

2,0

Елементи деформаційного шва

2,0

Середню денну кількість тандемів, які проходять в одному напрямі по одній смузі мосту пт, знаходять за формулою

Пу — НуВ 'к^ -^2 >(М.З)

де птв - середня денна кількість тандемів, які проходять в одному напрямі по одній смузі мосту.

Фізичний ліміт кількості машин, що можуть пройти по одній смузі за день, приймається таким, що дорівнює 20 000 одиниць; кх - коефіцієнт, що враховує частку важких автомобілів у загальній кількості транспорту. Якщо статистичні дані відсутні, то коефіцієнти слід приймати відповідно до таблиці М.З.

Таблиця М.З - Коефіцієнт частки важких автомобілів у потоці

Тип мосту

Коефіцієнт fcj

Міські мости і мости на магістралях

0,20

Мости на інших дорогах

0,15

Інші міські мости

0,10

Тип мосту

Коефіцієнт к2

Одна смуга

1,00

Дві смуги

0,85

Три і більше смут

0,80

М.2 Оцінка витривалості елементів мосту від навантаження рейкового транспорту М.2.1 Навантаження рейкового транспорту

Навантаження для оцінки витривалості слід приймати різним для локальних та глобальних розрахунків.

При глобальних розрахунках розмах напружень в елементі мосту визначається від дії одного потягу, при цьому довжина ділянки лінії впливу одного знака має бути більше за відстань між візками вагона.

При локальних розрахунках оцінюють дію вагонних осей.

Розрахункове навантаження на вісь Pj слід приймати за формулою

р/ =рп 'У/■ (l+jn),(М.4)

де Рп- характеристичне навантаження на вісь;

у j- коефіцієнт надійності за навантаженням:

- для глобальних розрахунків, де навантаженням є потяг;

- для локальних розрахунків, де навантаженням є вісь;

(1+р) - динамічний коефіцієнт, що дорівнює 1,0 (якщо колія в нормальному стані).

М.2.2 Розрахунок кількості циклів

Розрахунок кількості циклів розмаху напружень від рейкового транспорту аналогічний до розрахунку кількості циклів від автомобільного навантаження. Загальну кількість циклів від проїзду потягів по мосту за період проектного строку служби визначають за формулою

N -nD -nY -пс -пТ < 1-Ю8,(М.5)

де nD - кількість днів у році;

пу - проектний строк служби мосту в роках;

пс - кількість циклів від проходу одного потягу за таблицею М.5;

пт - середня денна кількість потягів, що проходять в одному напрямку по мосту за день.

Таблиця М.5 - Визначення кількості циклів від проходу одного потяга

Елементи мосту

Кількість циклів від проходу одного потяга пс

Для елементів, крім наданих нижче

1,0

Поздовжні ребра та поперечні балки проїзду

Подвоєна кількість вагонів

Елементи з довжиною лінії впливу одного знака менше відстані між візками вагонів

М.2.3 Оцінка витривалості

Оцінка витривалості з’єднання (деталі) виконується за формулою

Лая„

Ас < —,.(М.6)

У/м 'Уг

Да R п - поріг витривалості елемента в залежності від кількості циклів навантажень;

у jM - коефіцієнт надійності порогу витривалості дорівнює:

0,85 - для елементів, руйнація яких не призведе до руйнування мосту;

- для ключових елементів;

уг - коефіцієнт відповідальності, що дорівнює:

- для елементів, руйнація яких не призведе до руйнування мосту;

- для ключових елементів.

Розмах напружень знаходять за (М.7) як різницю між найбільшими і найменшими напруженнями при лінійному аналізі. При цьому розтяг має становити не менше ніж 1/3 загального розмаху напружень.

АСУ = СУ max — СУ min >(■Д^ — ^ max — т min ) •(М.7)

Поріг витривалості AaR п знаходять, базуючись на значеннях таблиці М.5 порогіввитри

валості Дас або Дтс для 2 млн. циклів.

При кількості циклів менше ніж 5 млн. відповідний поріг витривалості AaRn обчислюють за формулою

Да d = —=J^=L===.(М.8)

_ Да(

'R'n з/Щ2000000

При 5 млн. циклів поріг витривалості Аи R 5 = Да D знаходять за формулою

Да п = , A(?c- 0,737 Ааг.(М.9)

15000000

12000000

При числі циклів більше 5 млн. відповідний поріг витривалості знаходять за формулою

Дап0,737 Да г

Аа в п = ,.•(М.10)

’5/Ni /50000005jNt /5000000

М.З Оцінка витривалості елементів мосту від сумісної дії автомобільного і рейкового транспорту

М.3.1 Автомобільний і рейковий транспорт

Для багатьох елементів суміщеного мосту достатньо виконати перевірку тільки від дії одного з навантажень - автомобільного або рейкового. Але деякі елементи прогонової будови приблизно сприймають вплив від дії обох навантажень порівну. Нижче розглянуто випадок, за якого елемент зазнає впливу декількох навантажень різної інтенсивності.

М.З.2 Оцінка витривалості

Оцінку витривалості деталі виконують, якщо відома категорія витривалості, розмах напружень a j, а2 .. .су,- і відповідна кількість циклів навантажень nv п2 ... и,-, використовуючи наступний алгоритм:

1. Знаходиться граничне значення циклів при заданому розмаху напружень за формулою (М. 11) при числі циклів п менше 5 млн. і за формулою (М.12) - при числі циклів більше ніж 5 млн.

/ А

А^Р Да, ,

Nt =5000000

п< 5000000,(М.11)

( А ^

Дрр Да,- ,

N; =5000000

п > 5000000.(М.12)

Aan = ,==0,737Лаг.

з (5000000

V2000000

У формулах значення Л<тс та - пороги витривалості деталі при 2 і 5 млн. циклів відповідно.

2. Для оцінки витривалості використовується лінійний закон накопичення пошкоджень (Палгрена Мінера). А саме, сума відношень фактичної кількості циклів до граничної не повинна перевищувати одиниці.

^ + ^+...+-^<1,(М.13)

Nl N2 АГ,-

де Mj, «2 ... п- - кількість циклів при заданих розмахах напружень а ],а2 ...а,;

Nv N2 ...Nj - граничні значення циклів при заданих розмахах напружень.

М.4 Приклад оцінки витривалості ортотропних плит від дії автомобільного навантаження М.4.1 Основні принципи розрахунків

Для ортотропних плит автопроїзду рекомендується у наведених нижче вузлах та перерізах робити перевірки на витривалість. На рисунку М.2 показано 10 місць підвищеної небезпеки появи тріщин утомленості і характерні для цього напруження.

Опис 10 місць і відповідні характерні напруження наведено в таблиці М.6.

Таблиця М.6 - Місця і характерні напруження

№

точки

Місце концентратора

Познака

Що контролюється

1

Зварний шов листа настилу на підкладці, що не лишається Категорія 90

АЩш

Нормальні напруження в основному металі біля шва

2

Зварний шов першого шва стику зі вставкою ребра на підкладці, що лишається Категорія 71

Aajr2

Те саме

3

Зварний шов другого шва стику зі вставкою ребра на підкладці, що лишається Категорія 71

Aajr3

»

4

Основний метал ребра в місці приварки до поперечної балки Категорія 71

Аст гс4

Нормальні напруження в ребрі на рівні кінця зварного шва біля вирізу

5

Основний метал стінки поперечної балки біля

вирізу

Категорія 71

Аст wc5

Нормальні напруження в стінці біля вирізу для ребра

6

Зварний шов приварки ребра до поперечної балки Категорія 80 при т = 5

А^ rw6

Зрізні напруження в зварному шві ребра і стінці поперечної балки

7

Зварний шов приварки стінки поперечної балки до настилу

Категорія 80 при т = 5

A'dW 7

Зрізні напруження в зварному шві стінки поперечної балки і листа настилу

8

Зварний шов приварки стінки поперечної балки до настилу

Категорія 80 при т = 5

Axdwb

Те саме

9

Шов приварки ребра до листа настилу Категорія 71 (повний провар) Категорія 50 (кутовий шов)

А СУ rvv9

Нормальні напруження в шві від гнуття ребра з площини

10

Основний метал біля вільного вирізу Категорія 90

Аст rw 10

Нормальні напруження біля вільного отвору

а - нормальні напруження; х - зрізні напруження.

Індексами напружень позначено місце належності напружень:

w - стінка (wall);

wc - стінка біля вирізу (wall cut);

jd - стик листа настилу (joint deck);

jr - стик ребра (joint rib);

/-пояс поперечної балки (flange);

rw - шов приварювання ребра (rib weld).

Рисунок М.2 - Місця підвищеної небезпеки появи тріщин втомленості

М.5 Категорії витривалості

М.5.1 Значення порогів витривалості (МПа) названо категоріями. У нижче наведених таблицях "категорії деталей" відповідають порогу втомленості в МПа при 2 млн. циклів для Лас або Дтс (якщо є посилання т = 5, при 5 млн. циклів AaD, або Дт0).

М.5.2 Категорії в залежності від виду деталей наведено у таблицях М.5.1 - М.5.10.

Кате

горія

деталі

Конструктивна деталь

Опис

Вимоги

160

Прокатні краї деталей, краї після термічного різання із класом шорсткості 1 згідно з ГОСТ 14792.

- лист і штаба

- сортовий прокат

- порожнисті безшовні круглі та прямокутні перерізи

Деталі 1-3:

гострі краї та дефекти поверхні мають бути зачищені до гладкої поверхні та плавних переходів

140

Різані ножицями або газом краї:

- машинне газове різання з наступним зачищенням;

- краї після машинного газового різання без зачищення або після ручного газового різання, або після різання ножицями з наступним зачищенням по всій довжині. Краї після машинного газового різання мають відповідати 2-му класу шорсткості згідно з ГОСТ 14792

Деталь 4: всі видимі риски на краях, які порушують безперервність, слід вилучити шляхом механічного зачищення з напрямком рисок зачищення уздовж зусиль з глибиною не більше ніж 0,3 мм.

Деталі 4 і 5:

кути переходу перетину (ухил менше ніж 1:4) або отвори слід поліпшити зачищенням;

ремонт із використанням зварювання не допускається.

125

100 т - 5

Деталі 6 і 7 відповідають деталям 1, 2 і 3. Елемент зазнає зсуву

Деталі 6 і 7:

Дт оцінюється з дотичних за формулою

,=Q-S

I-t

112

8 - стик із двосторонніми накладками на високоміцних болтах

Деталь 8: Да визначається для перерізу брутто

Для з’єднань на болтах (деталі від 8 до 13):

відстань від осі болта до краю має бути не менше ніж 1,5 d;

відстань між болтами має бути не менше ніж 2,5d

8 - стик із двосторонніми накладками на заповнених високоміцних болтах

Деталь 9: Да визначається для перерізу нетто

9 - стик із двосторонніми накладками на чистих (класу А) болтах;

- стик із двосторонніми накладками на звичайних заповнених болтах

Деталь 10: Ла визначається для перерізу нетто

90

Для з’єднань на болтах (деталі від 8 до 13):

відстань від осі болта до краю має бути не менше ніж

d;

відстань між болтами має бути не менше ніж

d

Деталь 11: Да визначається для пере- різу нетто

Деталь 12: Да визначається для перерізу нетто

80

10 - стик з однобічною накладкою на високоміцних болтах; - стик з однобічною накладкою на заповнених високоміцних болтах

12 - стик з однобічною накладкою на звичайних заповнених болтах

12 - стик з однобічною накладкою на чистих (класу А) болтах;

11 - елемент підданий згину й (або) осьовому розтягу

13 - однобічні або парні накладки з болтами класу В і С

Деталь 13: Да визначається для перерізу нетто

50

14 - болти та шпильки з накатаним або нарізаним різьбленням. Для болтів великого діаметра (анкерних) слід вводити коефіцієнт розміру ks

Деталь 14: Да напруження визначають, використовуючи площу болта. Вигин болта необхідно враховувати. Для високоміцних болтів зменшення розмаху напружень також враховується

@

50

100 т = 5

і

ЩР

15 - болти з одиночним або подвійним зрізом.

Нарізка не в перерізі зрізу:

чисті болти;

болти нормальної точності

Деталь 15: Дт - зріз оцінюється для зони без нарізки болта

Деталі 1 і 2: відсутня зона початок/кінець по довжині шва, крім випадків, коли забезпечено якісний ремонт

125

Безперервні поздовжні шви:

- автоматичні кутові шви із двох сторін;

- автоматичні зварні шви кінців покривних листів для деталей 6 або 7 у таблиці М.5.5

Деталь 4: якщо є зона початок/кінець, то категорія 100

112

- автоматичні заповнені та кутові шви приварки кінців листа, що мають зони початок/кінець;

- автоматичні стикові шви виконані з однієї сторони на підкладці, що залишається, без зон початок/кінець

- ручне кутове або стикове зварювання;

- ручне або автоматичне зварювання виконане з одного боку, як правило, для коробок

Деталі 5 і 6: притиснення поясів до стінок для вибору зазорів є обов’язковим. Підготовка країв стінки має бути такою, щоб проплавлення кореня шва було забезпечено

100

7 - відновлені після ремонту автоматичні або ручні кутові або заповнені шви для деталей 1 і 6

Деталь 7: якісний ремонт, виконаний з адекватною перевіркою, дає можливість підвищити категорію

100

g/h < 2,5

Деталь 8: Да оцінюється за напруженнями у поясі

8 - переривчастий поздовжній шов

80

9 - кінці швів перервані в отворі діаметром до 60 мм. Для отворів діаметром більше ніж 60 мм (деталь 1) у таблиці М.5.4

Деталь 9: Да оцінюється за напруженнями у поясі

71

125

10 - стикові шви, паралельні дії зусиль, 100 % НМК

10 - те саме без зачищення і без зони початок/кінець

112

Деталь 10: НМК - неруйнівний метод контролю

10 - те саме з наявністю зони початок/кінець;

те саме без зачищення і без зони початок/кінець;

те саме з наявністю зони початок/кінець

90

Кінець таблиці М.5.2

Кате

горія

деталі

Конструктивна деталь

Опис

Вимоги

140

11 - автоматичні стикові шви без місць зони початок/кінець

Деталь 11: товщина стінки < 12,5 мм

125

Деталь 11: товщина стінки > 12,5 мм

90

11 - те саме з місцями зони початок/кінець

Примітка. Для деталей 1-11, що виконані з повністю механізованим (напівавтоматичним) зварюванням, приймаються ті ж самі значення, що і для автоматичного.

Таблиця М.5.3 - Поперечні стикові шви

Кате

горія

деталі

Опис

Вимоги

Конструктивна деталь

Зварювання стиків без підкладок, що залишаються:

- поперечні стики листів і штабів;

- стики поясів і стінок складених балок у процесі складання;

- стик в одному перерізі прокатного перерізу без викру- жок;

- стик листів змінної товщини або ширини при ухилі <1/4

Зачищення всіх швів слід виконувати врівень та паралельно стрілкам:

для зварювання слід використовувати вивідні планки, а після цього зачищати торці врівень;

при зварюванні стиків з двох боків слід виконувати 100 % НМК

< 1/4

112

Зварювання стиків без підкладок:

- поперечні стики листів і штабів;

- стик в одному перерізі прокату без викружок;

- стик листів змінної товщини або ширини при ухилі < 1/4

Висота підсилення швів не більше ніж 10 % ширини шва при плавному переході до поверхні листа:

для зварювання використовуються вивідні планки, потім зачищаються торці врівень;

при зварюванні стиків з двох боків слід виконувати 100 % НМК

<0,1Ь

<1/4

90

Зачищення всіх швів виконується урівень та паралельно стрілкам:

- для зварювання використовуються вивідні планки, потім зачищаються торці врівень

8 - те саме, що й у З, але з викружкою

90

- поперечні стикові шви без викружок;

- стик в одному перерізі прокату без викружок;

- поперечні стики листів, прокатних або складових балок

Висота підсилення швів не більше ніж на 20 % ширини шва при плавному переході до поверхні листа:

шви не зачищені врівень;

для зварювання використовуються вивідні планки, потім зачищаються торці врівень;

зварювання із двох боків передбачає 100 % НМК

80

Для товщин >25 мм до категорії варто застосовувати розмірний коефіцієнт ks =

для деталей 1-11/г

12 - стик в одному перерізі прокатного перерізу без викружок

Для зварювання використовуються вивідні планки, потім зачища ються торці врівень;

- зварювання із двох боків передбачає 100 % НМК

63

13 - шов виконано з одного боку

Деталь 13: шов виконано без підкладки

63

13 - шов виконано з одного боку, що передбачає НМК

к,

71

>10мм

Шви на підкладці, що залишається:

- поперечні стики;

- поперечні стикові шви листів змінної товщини або ширини при ухилі

< 1/4

Деталі 14 і 15: шви на підкладці виходять не менше ніж на 10 мм. Шви приварки підкладки переварені стиковим швом

0,2

K=i2yt)

71

16 - поперечні стикові шви листів постійної і змінної товщини або ши- рини при ухилі < 1/4

Деталь 16: шви на підкладці виходять менше ніж на 10 мм

5=^ <1/4

0,2

К =(25/)

50

Ухил <1/2

h > h

I

71

Розмірний коефіцієнт

25 N 0,2

ks =т—7

f е.t1'5^

і + Ь-Ь

t 0.50.5

1 fl + 2 J

h > h

17 - поперечний стиковий шов листів різної товщини без ділянки переходу

Як деталь 1 табл. М.5.5

Як деталь 4 табл. М.5.4

18 - поперечний стиковий шов перетинання поясів

19 - те саме з радіусом переходу за таблицею М.5.4, деталь 4

Деталі 18 і 19: розмах напружень Да у безперервному елементі слід перевіряти за таблицею М.5.4 для деталі 4 або 5

Таблиця М.5.4 - З’єднання з прикріпленнями та фасонками

Кате

горія

деталі

Конструктивна деталь

Опис

Вимоги

80

L < 50 мм

Поздовжнє ребро, фасонка

1 - категорії деталей варіюються в залежності від довжини елементів L

Висота ребра (фасонки) прикріплення має бути меншою за довжину, якщо інакше, - див. табл. М.5.5, деталь 5 або 6

71

50 < L < 80

63

80 < L <100

56

L > 100 мм

71

L > 100 мм а< 45°

2 - поздовжня фасонка на листі або трубі

80

г > 150 мм

3 - поздовжні шви фасонок з радіусом переходу до листа (труби). Кінці швів із повним проварюванням

Деталі 3 і 4: радіус переходу від фасонки до листа, утворений після зварювання з наступною механічною зачисткою з напрямком рисок зачищення уздовж стрілки

Кате

горія

деталі

Конструктивна деталь

Опис

Вимоги

90

і>!

L 3 або г > 150 мм

L - довжина фасонки для деталей 1, 2 і 3

4 - фасонка приварена в стик до краю листа

Деталі 3 і 4: радіус переходу від фасонки до листа, утворений після зварювання з наступною механічною зачисткою з напрямком рисок зачищення уздовж стрілки

71

- < — < і

6 L 3

50

1 1

— < -

L 3

40

-

5 - немає радіуса переходу від фасонки до пояса

80

1 < 50 мм

'- /

Поперечна фасонка, ребро, діафрагма:

- приварювання ребра до листа;

- приварювання ребра до стінки та пояса;

- приварювання діафрагми до коробчастого перерізу. Застосовувати також до круглого перерізу

Деталі 6 і 7: кінці швів ретельно зачищені від підрізів;

7 - розмах напружень До визначається за напрямком стрілок

71

50 < / < 80 мм

І ^ }«—►

90

ЕІ ©

9 - вплив приварювання гнучкого анкера до пояса

Деталь 9: розмах напружень До визначено за стрілкою

Елемент, який навантажений у площині, приварено до стінки:

1 - часткове або повне проплавлення

І <50

80

всі t, мм

мм

50 < І <80

71

всі t, мм

80 < І < 100

63

всі t, мм

100 < і <120

всі t, мм

56

' > 120 мм

56

t <20

120 </ <200

50

t >20

І > 200 мм

50

20 < t <30

200 </ <300

45

t >30

І > 300 мм

45

30< t <50

Гнучка панель

3-=ff

2 - руйнування п’яти шва

Які деталь 1

З - руйнування таврового з’єднання з кутовими швами або з ефективним повним проплавленням

36*

Деталь 1: повна 100 % перевірка швів;

- для розрахунку Да напруження номінальні;

- для швів із частковим проплавленням - дві перевірки:

- за наявності кореневої тріщини перевірка напружень у шві Agw - за категорією 36*, а для Дт w - за категорією 80;

- п’яткова тріщина від напружень Да у навантаженій пластині. Деталі 1 і 3: плита, що несе навантаження, не повинна бути товще більше ніж на 15 % проміжної плити

> 10 мм

Як і деталь 1

> 10мм

45*

> 10мм

і' гттптгтттттк

1 < ►-

1 J

4 - зварні шви внапуск

5 - зварні шви внапуск

Деталь 4: розмах напружень Да обчислюють в основній плиті відносно площі, що показана на рисунку, деталь 4; Деталь 5: розмах напружень Да обчислюють у перерізі накладної плити. Деталі 4 і 5:

шви не доводять до краю ближче ніж на 10 мм;

зрізні тріщини перевіряються, як для деталі 8

Покривні плити балок і коробки:

6 - кінцеві зони швів покривних листів з/або без поперечних швів

Деталь 6: у покривних листах, ширина яких більше ніж ширина нижнього листа, кінцеві шви обов’язкові. Кінці швів слід якісно зачищати. Мінімальна довжина листів більше ніж 300 мм. Якщо листи коротші, використовують деталь 1

tc<t

tc >t

t < 20

56*

20 < t <30

t <20

50

30< t < 50

20 < t <30

45

і >50

30< t <50

40

36

t >50

7 - покривні листи балок 5tc - мінімальна довжина підсилення шва

Деталь 7: поперечний шов зачищений урівень. Якщо/,. >20мм, ухил зачищення не більше ніж 1/4

Посилений кінець шва

тшш

£1/4

! ^ь. А

. Stc .

56

- безперервні кутові шви передають зусилля зрізу 31 стінки на пояс у балках;

- кутові шви внапуск

Деталь 8: розмах напружень До для перерізу шва. Деталь 9: розмах напружень Дт, що розподілені по всій довжині шва. Шви не доводять до краю ближче ніж на 10 мм (як для деталей 4, 5)

>10мм

80 т = 5

10 - приварю вання гнучкого анкера до пояса в сталезалізобе- тонних балках

Деталь 10: розмах напружень Дт, що визначається для перерізу анкера

90 т = І

11 - шви фланців труб з проварюванням на 80%

Деталь 11: трії в корені шва. Розмах напру) Ао в трубі

©

71

12 - кутові шви фланців труб

Деталь 12: розмах напружень До у трубі

40

Кате

горія

деталі

Вимоги

Опис

Конструктивна деталь

Деталь 1: розмах напружень Да для перерізу в трубі діаметром менше ніж 200 мм

1 - висаджені кінці труб, до яких приварений лист з Х-оброб- кою

©

71

Деталь 2: Да - перевіряється по перерізу труби.

Тріщини зрізу у шві оцінюються для деталі 8 таблиці М.5.5.

2 - лист приварений до вирізу труби з отвором

а < 45°

71

а >45°

63

Поперечні стикові шви:

З - замкнуті шви круглих труб

Деталі 3 і 4: підсилення швів менше 10 % ширини із плавним переходом до основного металу:

- зварювання у нижньому положенні за відсутності зовнішніх дефектів;

класифікується на 2 категорії вище при тов щині менше ніж 8 мм

71

4 - замкнуті шви

прямокутних

труб

©

І

56

5 - зварні з’єднання круглого або прямокутного перерізу до іншого, виконаного кутовими швами

Деталь 5: кутові шви не навантажені:

ширина уздовж напрямку зусилля менше ніж 100 мм;

інше за таблицею М.5.4

71

0< 100 мм

0 < 100 мм

©

М-

М

6 - шви з повним проварюванням круглої труби виконані через проміжну плиту

Деталі 6 і 7:

шви навантажені;

перевірка швів за відсутності зовнішніх дефектів;

класифікуються на 2 категорії вище при товщині менше ніж 8 мм

сГЬз

50

©

7 - шви з повним проваром прямокутної труби виконані через проміжну плиту

45

©

”1

Деталі 8 і 9:

шви навантажені;

товщина труб менше ніж 8 мм

8 - кутові шви круглої труби виконані через проміжну плиту

'©З

40

9 - кутові шви прямокутної труби виконані через проміжну плиту

36

> 2,0

90 т = 5

45 т = 5

— = 1,0

Стики із зазором між в’язями для прямокутної труби

> 2,0

4

71 т = 5

36 т- 5

= 1,0

1 +^г

do

Стики із зазором g між в’язями для круглої труби

4?

о

j:

Л,

Деталі 1 і 2:

- потрібна оцінка для в’язей і поясів. Проміжні значення відношення 10 / f; визначаються за лінійною інтерполяцією. Кутові зварні шви застосовуються для в’язей з товщиною стінки t < 8 мм

0,5h0 <eilp < 0,25/io 0,5d0 < ej/p <0,25d0 eo/p <0,02 b0 або <0,02 d0 eo/p ексцентриситет із площини Деталь 2:

0,5(b0 -bj) < g<l,l(b0 -bj)ig> 210

мм

35° <0 <50° b0 І t0x t0 I ff < 25 d0 110 x fo 14 ^25

0,4< bj lb0 <1,0 0,25 < dj ld0 <1,0 b0 < 200 d0 < 300

t01 tj <

©

71 m - 5

>1,4

56 m = 5

= 1,0

4

t

71 m = 5

^ >1,4

^ =1,0 4

50 m = 5

Стики з перехрещенням в’язей для N-стиків

Стики з перехрещенням в’язей для К-стиків

Деталі 3 і 4: перехрещення від 30 до100 %; перехрещення = (q / р) х 100 %.Потрібна оцінка для в’язей і поясів.Проміжні значення відношення t0 / (,•між деталями категорій визначаютьсяза лінійною інтерполяцією. Кутовізварні шви застосовуються для в’язейз товщиною стінки t < 8 ммt0 і tj <8 мм35° < Є < 50°

Ьо Ч0 х fo jti ^25

d0 /10 х t0 I tj < 250,4<bj lb0 <1,00,25 <dj !d0 <1,0b0 < 200 d0 < 300^ enp - ®>25h00,5d0 <eilp <0,25d0eolp < 0,02 b0 або <0,02 d0eo/p ексцентриситет із площиниДля q й р

р

80

t <12

71

і >12

80

t <12

71

t >12

Да

t

Аа

г......

1

©

2 - безперервні поздовжні ребра без вирізів вільного вирізу у стінках поперечних балок

1 - безперервні поздовжні ребра з вирізами, вільним вирізом у стінках поперечних балок

Деталі 1 і 2: перевірка розмаху напружень Аа у поздовжніх ребрах у місці приварювання (нижня точка) до стінки поперечної балки завтовшки f, мм

Да

■

t

36

З - поздовжнє ребро переривається на стінці поперечної балки

Деталь 3: перевірка розмаху напружень Аа по нижньому краю поздовжніх ребер

4 - стик поздовжнього ребра з повним проплавленням на підкладці, що залишається

Деталь 4: перевірка розмаху напружень Аа у стику поздовжніх ребер

71

Як 1, 2 і 4 Табл. М.5.3

112

Як 5 і 7 Табл. М.5.3

90

Як 9 і 11 Табл. М.5.3

80

5 - стик поздовжнього ребра з повним проплавленням при зварюванні із двох сторін без підкладок

Деталь 5: перевірка розмаху напружень Аа у стику поздовжніх ребер

6 - переріз стінки поперечної балки між вирізами

Деталь 6: перевірка виконується по перерізу А-А як для ферми Веренделя. Примітка. Якщо перевірка напружень виконана за EN 1993-2, п. 9.4. 2.2 (3), категорія може бути прийнята 112

71

7 - зварне з’єднання ребра та листа настилу.

Часткове проплавлення з а > t

Деталь 7: перевірка нормальних напружень від вигину листа настилу

До = Ш-

71

8 - кутовий шов або часткове проплавлення зовні ребра

Деталь 8: перевірка нормальних напружень від вигину листа настилу

50

шшт

Аа = л ь

■/muuuuw

, t

t < 12

і >12

Деталь 1: перевірка розмаху напружень Аа у поздовжніх ребрах, де t - товщина стінки поперечної балки, мм

1 - перервані поздовжні ребра на стінці поперечної балки

80

©

71

2 - з’єднання безперервного ребра і поперечної балки

Деталь 2: перевірка на комбінацію дотичних Дт і нормальних напружень Аа

////////і//////;

V

ІХЛт

Г Аа'

і

Аа + х/да z + 4Лт'

а,

56

©

Таблиця М.5.10 - Приєднання пояса до стінки для підкранових балок

Категорія

деталі

Конструктивна деталь

Опис

Вимоги

160

і

1

® ,

г

,1

г1

1 - прокатні І-подібні або Н-подібні секції

Деталь 1:вертикальний стиск Aaver( у стінці від колеса

71

1

г

2 - повне проплавлення стінки до пояса

Деталь 2: вертикальний стиск Aaver( у стінці від колеса

1 1

© .

У

г

36*

1

Г

3 - часткове проплавлення стінки до пояса

Деталь 3: вертикальний стиск Aavert у зварних швах від колеса

1 J

© !

г1

36*

f

4 - кутові шви приварювання стінки до пояса

Деталь 4: вертикальний стиск Aaver( у зварних швах від колеса

1 І

© і

г

71

1

5 - Т-подібні перерізи (тавр) приварені до стінки з повним проварюванням

Деталь 5: вертикальний стиск Aaver( у стінці від колеса

І

© 1

36*

1

6 - кутові шви приварювання стінки до тавра

Деталь 4: вертикальний стиск Aavert у зварних швах від колеса

© 1

1

М.6.1 Для швидкої оцінки витривалості використовується графік на рисунку М.З. Після визначення категорії деталі за таблицями витривалості і кількості циклів навантаження за графіком визначають поріг витривалості для деталі.

Рисунок М.З - Графік залежності напружень від кількості циклів

М.6.2 Приклад. Категорія деталі 71, а число циклів навантаження - 50 млн.; необхідно визначити поріг витривалості при 50 млн. циклів. По ординаті 50 млн. на перетині з лінією категорії 71 знаходимо значення порогу витривалості по осі напружень - 33 МПа.

1 +2—-sin3 а +——В2 cos3 а