- •Содержание лекций по курсу «Строительные конструкции», раздел «Металлические конструкции» (специальность ада)
- •Общие положения 50
- •Общие положения 89
- •Вводные сведения о строительных металлических конструкциях (мк)
- •Введение
- •Номенклатура мк
- •Основные особенности мк
- •Назначение и состав металлических конструкций
- •Отечественная школа проектирования мк
- •2. Искусственные сооружения на автодорогах
- •Основные понятия
- •Основные этапы развития металлических мостов
- •Общие положения
- •Нагрузки и воздействия
- •Сочетания нагрузок
- •Нормативные и расчетные сопротивления
- •Материалы, применяемые в мк.
- •Виды материалов
- •Классификация сварных швов. По конструктивным признакам различают стыковые, угловые и прорезные швы.
- •Виды сварных соединений
- •Стыковые соединения
- •Основные конструктивные требования
- •Соединения на угловых швах
- •Соединение внахлест
- •Соединения в тавр
- •Если катеты швов по перу и обушку одинаковые, то
- •Конструктивные требования при проектировании соединений с угловыми швами.
- •Комбинированные соединения
- •Соединения на болтах.
- •4.2.2.1.Виды болтов и их характеристики
- •Работа и расчет болтовых соединений
- •4.2.2.3. Конструирование болтовых соединений
- •Работа стали под нагрузкой
- •4.2.3.1. Работа стали на растяжение и сжатие.
- •Работа стали на растяжение. Зависимость между напряжениями и деформациями для разных материалов при работе стали на растяжение устанавливается экспериментально.
- •Нормативные и расчетные сопротивления.
- •Работа стали на растяжение. Зависимость между напряжениями и деформациями для разных материалов устанавливается экспериментально.
- •Негативно влияют на прочность конструкций концентраторы напряжений. К концентраторам относятся любые изменения формы образца (отверстия, надрезы).
- •Работа стали при повторных нагрузках
- •1. Работа стали при повторных нагрузках (с отдыхом).
- •Выбор марки стали для строительных металлоконструкций
- •Расчеты элементов мк мостов
- •Общие положения
- •Расчеты по прочности
- •Расчеты по устойчивости
- •5.4. Расчеты на выносливость мк и канатов
- •Проектирование элементов мк мостов
- •Балочные конструкции
- •Общая характеристика балок и балочных клеток
- •1. Балки настила; 2. Главные балки; 3. Вспомогательные балки
- •Стальные настилы
- •Прокатные стальные балки
- •Кроме того, необходимо проверить общую устойчивость балки по формуле (34) сНиП:
- •Тогда требуемый момент сопротивления можно найти
- •Балки составного сечения
- •Каждая конструкция составной балки должна удовлетворять требованиям прочности, жесткости и экономичности. Расход металла на балку g состоит из суммы затрат на стенку Gw и полки Gf
- •Изменение сечения составной балки
- •Соединение полки со стенкою.
- •Проверка устойчивости балки в целом и ее элементов Общая устойчивость балки проверяется по требованиям п. 5.15 сНиП -23-81*
- •Устойчивость сжатой полки
- •Если полка имеет обрамляющее ребро, то соотношения .
- •Устойчивость стенки
- •Размеры ребер жесткости
- •Устойчивость стенки не требуется проверять , если выполняются соотношения
- •Значения критических нормальных напряжений
- •Условие проверки устойчивости стенки при действии нормальных напряжений
- •6.3. Фермы
- •Область применения и компоновка
- •1. Очертание ферм.
- •2. Генеральные размеры, система решеток и размер панели ферм
- •Расчет и действительная работа ферм
- •Типы сечений и подбор сечений стержней ферм.
- •Конструктивные формы мостов
- •7.1. Габариты мостов
- •Конструкция проезжей части моста
- •Балочные пролетные строения мостов
- •Арочные и висячие пролетные строения мостов
- •7.4. Этапы проектирования мостов
- •Особенности расчетов и проектирования мостов
- •Требования при изготовлении и монтаже мк мостов
- •Правила обследований и испытаний мостов
- •Общие положения
- •Обследование мостов
- •Испытания и обкатка мостов
- •Оценка сооружения по данным обследования и испытаний
- •Паспорт технического состояния сооружения
-
Расчеты по прочности
-
Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы:
принимается по табл.60 (мосты и трубы);
-
Изгибаемые элементы:
где х – коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций при условии, что выполняется условие:
в противном случае расчет по упругой стадии,(когда возникают усилия равных знаков);
-
Расчет на прочность и ползучесть стальных канатов (в вантовых и висячих мостах) и преднапряженных элементов:
где
γm – коэффициент надежности при расчете канатов γm=1,6;
k – коэффициент агрегатной прочности витого каната, определяется по табл.65;
ΣРun – сумма разрывных усилий всех проволок в канате.
Ползучесть канатов определяется по формулам, приведенным в СНИП (М и Т).
-
Расчеты по устойчивости
При плоской ферме потери устойчивости элементов, подверженных центральному сжатию, сжатию с изгибом и внецентренному сжатию при изгибе в плоскости наибольшей жесткости, следует выполнять по формуле:
где φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл.1-3 обязательного приложения 15, в зависимости от гибкости элемента λ и приведенного относительного эксцентриситета lef; (λ=lef /i), а
η – коэффициент влияния формы сечения;
- относительный эксцентриситет при центральном сжатии равный нулю ().
ρ – ядровые расстояния.
Расчет при изгибно-крутильной форме потери устойчивости приYx>Yy центрально-сжатого элемента выполняется по формуле:
где φс – коэффициент продольного изгиба определяется при и .
Для внецентренно-сжатого:
где φс – коэффициент продольного изгиба определяемый при и ;
В более сложных случаях и при проверке местной устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных и не подкрепленных ребрами, производится по методике (формулам) приведенным в СНИПе (М и Т).
Коэффициенты φ;φс;φb – определяются для разных марок сталей по данным табл.1-3.
5.4. Расчеты на выносливость мк и канатов
Расчет на выносливость элементов стальных конструкций и их соединений (кроме канатов), следует выполнять по формулам:
где нормальное абсолютное наибольшее напряжение (растягивающее – положительное).
абсолютное наибольшее скалывающее напряжение при расчете угловых швов на срез (его направление принимается за положительное);
m (γc) – коэффициент условий работы, принимаемый по табл.60 [М иТ];
γω – коэффициент, который определяется по формуле:
где ζ (дзэта) – коэффициент, равный 1,0, для железнодорожных и пешеходных и 0,7 – для автодорожных и городских мостов;
(тэта) – коэффициент, зависящий от длины загружения λ линии влияния при определении σmax ;
α, δ – коэффициенты, учитывающие, марку стали и не стационарность режима нагруженности;
β – эффективный коэффициент концентрации напряжений, принимаемый по табл.1 обязательного приложения 17 [М и Т];
- коэффициент асимметрии цикла переменных напряжений:
и (при )
Расчет канатов на выносливость следует выполнять по формуле:
где m1 – коэффициент условий работы каната при расчете на выносливость, равный:
-
для гибких несущих элементов – 0,83;
-
для напрягаемых элементов преднапряженных конструкций и при регулировании усилий – 1,0;
Rdh – расчетное сопротивление канатов
βs – эффективный коэффициент концентрации напряжений, определяемый по табл.2 обязательного приложения 17;
m – коэффициент условий работы (конструкции).
-
Особенности расчета сталежелезобетонных конструкций
Расчеты следует выполнять, как правило, исходя из гипотезы плоских сечений, без учета податливости швов объединения стальной и железобетонной частей.
Состав расчетов и виды учитываемых в них неупругих деформаций следует принимать по табл. 90 (СНиП «Мосты и трубы»). Приближенный учет неупругих деформаций и ползучести бетона допускается по обязательным приложениям 19 и 20 (СНиП «Мосты и трубы»).
Расчет поперечного сечения выполняется по стадиям, число которых определяется количеством частей сечения, последовательно включаемых в работу. Для каждой части сечения определяются суммированием их по стадиям работы.
Расчет по прочности сталежелезобетонной балки на воздействие изгибающего момента, вызывающего в верхнем поясе сжатие выполняется по формулам табл. 93 (СНиП «Мосты и трубы»).
Расчет на выносливость выполнятся для стальной и железобетонной частей конструкции, а также для конструкций объединения железобетона со сталью в железнодорожных мостах; и только для стальной части конструкции и прикреплений конструкций объединения в автодорожных и городских мостах.
Температурные воздействия, усадку бетона и горизонтальные нагрузки в расчетах на выносливость допускается не учитывать.
Расчет железобетонных плит по трещиностойкости при совместной работе со стальными конструкциями следует выполнять в соответствии с требованиями пп. 3.25-3.111 и 5.12 (СНиП «Мосты и трубы»).
Конструкции объединения рассчитывают на сдвигающие усилия SQ в объединительном шве от поперечных сил и продольное сдвигающее усилие SN, возникающее от температурных воздействий и усадки бетона, анкеровки высокопрочной арматуры, ванты, раскосов и др., а на концевых участках железобетонной плиты, кроме того, на открывающие усилия.
При расчете прикрепления жесткого упора к стальной части конструкции учитывается момент от сдвигающей силы.
При одновременном использовании в конструкции объединения жестких упоров и наклонных анкеров учитывают их совместную (суммарную) работу.