Розрахунок прогонової будови з попередньо напруженого залізобетону.
1. Вихідні дані.
- клас тимчасового навантаження: С13,1 (K =13,1 );
- розрахунковий прогін: lр =20,0 м;
- клас бетону: В35;
- клас арматури, звичайної: Аc-ІІ (періодичного профілю), напруженої:
B-II (гладкий високоміцний дріт);
- початкова товщина плити баластового корита: 160 мм.
У розрахунках використовуються наступні позначення та характеристики:
- Rb=17,5 МПа – розрахунковий опір осьовому стисненню для розрахунків за першою групою граничних станів бетону класу В35;
- Rbt=1,15 МПа – те ж, розтягненню;
- Rbt, ser=1,95 МПа – розрахунковий опір осьовому розтягненню для роз-
рахунків за другою групою граничних станів бетону класу В35;
- Rb, sh= 3,25 МПа – розрахунковий опір сколюванню під час згинання
бетону класу В20;
- Rb,mc1 =19,6 МПа – розрахунковий опір осьовому стисненню бетону
класу В35 для розрахунків на запобігання утворення поздовжніх тріщин під
час створення попереднього напруження;
- Rb,mc2 =16,7 МПа – те ж, на стадії експлуатації;
- Rs= 320 МПа – розрахунковий опір розтягненню для розрахунків за
першою групою граничних станів звичайної арматури класу Ас-ІІ, для діаме-
тру стержня ds=8 мм ;
- Rp=1030 МПа – розрахунковий опір розтягненню для розрахунків за
першою групою граничних станів напружуваної арматури класу В-ІІ, для пучків з діаметром високоміцного дроту d p = 4 мм ;
- Rpn=1375 МПа – нормативний опір розтягненню для розрахунків за
першою групою граничних станів напружуваної арматури;
- γз/б = 24,5 кН / м – об’ємна вага залізобетону;
-γб =19,6 кН / м – об’ємна вага щебеневого баласту;
- Eb= 27000 МПа – модуль пружності бетону класу В20;
- Es= Ep=1,96×105МПа – модулі пружності відповідно ненапружува-
ної арматури класу А-ІІІ і напружуваної арматури класу В-ІІ;
- γ f 1 =1,1, γ f 2 =1,3 – коефіцієнти надійності до постійного навантаження
для розрахунків на міцність, відповідно від власної ваги елементів конструк-
цій та баласту;
- f ν γ – коефіцієнт надійності до тимчасового навантаження для розраху-
нків на міцність;
- ε – коефіцієнт до тимчасового навантаження у розрахунках на витрива-
лість згідно;
- 1+ μ =1+10 / (20 + λ) – динамічний коефіцієнт у розрахунках залізобе-
тонних балкових прогонових будов на міцність з довжиною завантаження лі-
нії впливу λ;
- 1+ μ =1+ (2 / 3)μ – те ж, у розрахунках на витривалість;
- Ared, Sred, Ired– відповідно площа, статичний момент та момент інерції
приведеного перерізу залізобетонного елементу;
- mb1, mas1 – коефіцієнти умов роботи до розрахункових опорів відповідно
бетону та звичайної арматури, що вводяться у розрахунках на витривалість.
В конструкції планується використовувати сучасні металеві тротуарні
консолі погонною вагою 4,0…5,0 кН/м з стандартними перилами погонною
вагою 0,7 кН/м .
2. Розрахунок плити баластового корита
2.1. Визначення зусиль в плиті баластового корита.
Плита баластового корита являє собою суцільну конструкцію, яка омонолічується з головними балками та утримує баластове мостове полотно. Згідно конструкції блоку типової попередньо напруженої прогонової будови, плита безпосередньо обпирається на головну балку, а в обидва боки від осі балки утворюються консольні звиси. Тому розрахункова схема плити представляє собою дві консольні балки, жорстко защемлені в ребрі головної балки (рис. 2.1).
Розрахункова схема плити баласного корита являє собою дві консолі (зовнішню та внутрішню), які закріплені в стінці головної балки. Розглядаються консолі шириною 1 м (розмір поздовж балки), які завантажені в поперечному напрямі постійним та тимчасовим навантаженням. Розрахунок перерізів плити виконується за більшими зусиллями, які найдені для перерізів 1 – 1 та 2 – 2.
Визначаємо навантаження на зовнішній консолі:
а) нормативні:
навантаження від власної ваги плити
кН/м
-навантаження від власної ваги баласту
кН/м;
dб= 0,5м – товщина баласту
навантаження від тротуару приймається:
кН/м
- навантаження від ваги перил:
кН
від тимчасового вертикального навантаження:
кН/м
=2,7
м – ширина шпали
=0,35
м – товщина баласту без шпали
б) на міцність:
навантаження від власної ваги плити
кН/м
навантаження від власної ваги баласту
кН/м
навантаження від тротуару приймається:
кН/м
- навантаження від ваги перил:
кН
- від тимчасового вертикального навантаження:
кН/м
в) на витривалість:
навантаження від власної ваги плити
кН/м
навантаження від власної ваги баласту
кН/м;
навантаження від тротуару приймається:
кН/м
- навантаження від ваги перил:
кН
- від тимчасового вертикального навантаження:
кН/м
=1
– коефіцієнт, який вживають при розрахунку
на витривалість і він може бути від 0,85
до 1 в залежності від лінії впливу.
Згинальні моменти та поперечні сили, які виникають в перерізі 1 – 1 необхідно знаходити за формулами:
- для розрахунку за міцністю
- для розрахунку за витривалістю
для розрахунку за тріщиностійкістю
Визначаємо навантаження на зовнішній консолі:
а) нормативні:
навантаження від власної ваги плити
кН/м
навантаження від власної ваги баласту
кН/м;
від тимчасового вертикального навантаження:
кН/м
б) на міцність:
навантаження від власної ваги плити
кН/м
навантаження від власної ваги баласту
кН/м
- від тимчасового вертикального навантаження:
кН/м
в) на витривалість:
навантаження від власної ваги плити
кН/м
навантаження від власної ваги баласту
кН/м;
- від тимчасового вертикального навантаження:
кН/м
Згинальні моменти та поперечні сили, які виникають в перерізі 1 – 1 необхідно знаходити за формулами:
- для розрахунку за міцністю
- для розрахунку за витривалістю
для розрахунку за тріщиностійкістю
