Проектирование металлических мостов. Составление и сравнение вариантов. Расчет проезжей части: Методические указания к курсовому проектированию, страница 12

                                                                                                                  (4.5)

где n = 1,54 и x = 0,0245 для стали 16Д; n = 1,87 и x = 0,0395 для стали 15ХСНД и 10ХСНД;

λ = l_m – длина пролета продольной балки.

Величину коэффициента β, учитывая при­крепление фасонок продольных связей к поясам продольных балок, рекомендуется принимать по п. 3, в табл. 1^* прил. 17^*  /2/, т. е. β = 1,3 для стали 16Д и β = 1,5  для низколегирован­ных сталей (по сечению брутто).

Коэффициент асимметрии цикла напряжений ρ можно определить как отношение мини­мальной нагрузки к максимальной при расчете на выносли­вость по формуле

                                                                                    (4.6)

При значениях γ_ω < 1,0 необходимо сравнить величины M_0,5 и M'_0,5/γ_ω. Большая из этих величин определит вид расчета, по которому будет под­бираться сечение продольной балки.

Если определяющим сечение является расчет па выносли­вость (это, как правило, для балок из низколегированных сталей), то вычисления проводятся в такой последователь­ности:

а) определяется высота сечения продольной балки h_б по приближенной формуле

                                                                                                           (4.6)

где M_0,5 — изгибающий момент в сечении посередине про­лета при расчете на прочность; R_y — расчетное сопротивле­ние металла по табл. 50^* /2/ (см. Приложение Л); т — коэффициент условий работы по табл. 60^* /2/ (см. Приложение И); t_w— толщина вертикального листа (стенки) балки, принимаемая 0,01...0,012 м.

На рисунке 4.3 приведены сечение свар­ной продольной балки и ограничения размеров ширины пояса b_f. Ширина пояса не должна быть менее 0,24 м из условия обеспечения работы на смя­тие мостового бруса поперек волокон. Ограничение в 0,36 м принято из усло­вия размещения не более двух рисок для болтов прикрепления рыбок (см. рисунок 4.9). Ограничение b_f  ≤ 20 t_f  при­нято из условия обеспечения местной устойчивости сжатого пояса, подверга­ющегося еще и воздействию нагрузки от мосто­вого полотна.

Рисунок 4.3 – Сечение продольной балки

Отверстия d_o для болтов прикрепления фасонок продольных свя­зей между продольными балками при­нимаются по табл. 88 /2/ (см. Приложение М).

Высота    продольных балок   h₆   может    определяться   по  формуле

                                 (4.7)

б) вычисляется требуемый момент инерции брутто (это определила принятая величина b по п. 3 табл. 1^* прил. 17^* /2/)

                                                                                                           (4.8)                        

где c₃ = 1,05 — коэффициент, принимаемый по п. 4.57^* /2/;

в) как первое приближение принимается величина t_f в пределах 0,012...0,032 м, определяется высота вертикально­го листа h_w и момент инерции брутто этого листа I_ω,br по формулам

h_w = h_б – 2t_f ;                                                             (4.9)

                                                                                                                   (4.10)

Величину h_w следует принимать с учетом данных о про­кате по ГОСТ 19903—74^* (см. Приложение Н). Учитывая, что в стан­дарте предусматривается возможность иметь интервалы по высоте 10 мм, в курсовом проекте разрешается при­нимать величину h_w , полученную по формуле (4.9);

г)  вычисляется искомая величина  b_f по формуле

                                                                                                         (4.11)

Величину b_f  принимают как ближайшую большую про­катную по ГОСТ 82—70^* (см. Приложение Н). Если соотношения b_f и t_f  указанные на рисунке 4.3 не выдерживаются, величину t_f изменяют и уточняют соответствующую ей величину b_f по формуле (4.11)  (меняются также h_w и  I_w);

д) по уточненным значениям b_f,, t_f, и h_w определяется момент инерции брутто сечения I_br и момент сопротивления брутто W_br для сечения продольной балки по формулам:

                                                                           (4.12)

                                                                                                                   (4.13)

Величина I_br по формуле (4.12) определяется без учета собственных моментов инерции поясов (по малости значе­ний), она не должна превышать  более чем на 5%;

е)  определяются нормальные    напряжения    на  выносли­вость по формуле (187) п. 4.57^* /2/:

                                                                                                     (4.14)

Перенапряжение не допускается, а недонапряжение не должно превышать 5% от величины γ_ωR_ym. На этом за­канчивается подбор сечения продольной балки и ее расчет па выносливость по нормальным напряжениям.

Рассчитанное на выносливость сечение проверяется на прочность но нормальным напряжениям по формуле п. 4.26^* /2/:

                                                                                                        (4.15)

где χ — коэффициент, определяемый по формулам (143) или (144)^* /2/ в зависимости от величины средних касатель­ных напряжений в стенке балки τ_m; W_n —момент сопротив­ления нетто сечения балки.

При загружении продольной балки, приведенном па рисунке 4.2, поперечная сила в середине пролета равна нулю. Это означает, что τ_m= 0 и величина c принимается по фор­муле (143) /2/ равной c₁. Величина χ₁ определяется по табл. 61 /2/ в зависимости от соотношения площадей сечения продольной балки  А_f , А_ω и др. (см. Приложение П).

Пояса балок ослабляются отверстиями для болтов (см. рисунок 4.3) прикрепления фасонок связей (а при езде по желе­зобетонной безбалластной плите еще и отверстиями для высокопрочных шпилек диаметром 22 мм, длиной 370 мм с нарезкой М22 с каждой стороны прикрепления этой плиты). Эти ослабления необходимо учитывать при определении момента инерции и момента со­противления сечения продольной балки при расчете на проч­ность. Запас напряжений в этом расчете не ограничивается (ограничение было в расчете па выносливость).