Строительство и архитектура \ Металлические мосты

Основные положения проектирования и расчета стальных конструкций мостов. Основные требования к проекту моста. Нагрузки и воздействия. Коэффициенты к нагрузкам, страница 2

Коэффициент надежности по нагрузке gf назначается, как правило, больше единицы (от 1,1 до 2,0 в зависимости от элемента конструкции), но для некоторых расчетов, например расчет пролетного строения на опрокидывание, необходимо принимать коэффициент надежности меньше единицы (0,9). Коэффициентом надежности учитывается вероятность несоответствия принятой расчетной нагрузки действующей на самом деле.

Коэффициент динамики (1+µ) характеризует динамические свойства конструкции пролетного строения. Он зависит от системы пролетного строения (балочное, вантовое, арочное и т.д.), величины расчетного пролета, а также от вида временной нагрузки – автомобильная или железнодорожная.

Расчет по первой группе предельных состояний необходимо выполнять на действие расчетных постоянной и временных нагрузок.

В общем виде формула расчетной равномерно-распределенной постоянной нагрузки выглядит так: qрасч=qнорм*gf;

Для временной равномерно-распределенной нагрузки так: qрасч=qнорм*gf*(1+µ);

Для сосредоточенных временных нагрузок Ррасч=Рнорм*gf*(1+µ);

Усилия для расчета на выносливость элементов определяются от нормативных нагрузок (gf=1), а временные нагрузки учитываются с коэффициентом динамики 1+2/3 µ.

Расчет по второй группе предельных состояний (прогибы и перемещения, раскрытие трещин в ж.б. плите и т.п.) необходимо выполнять на действие нормативных постоянной и временных нагрузок, т.е. без учета коэффициента надежности по нагрузке gf и коэффициента динамики (1+µ).

Лекция 2 часть 2

Требования к стали, как к материалу для изготовления мостов. Виды заводских и монтажных соединений стальных конструкций.

Со времен СССР марки низколегированных сталей обозначались буквенно-цифровой системой. Легирующие добавки, вводимые в сталь, обозначаются большими буквами русского алфавита:

Г-марганец;

Х-хром;

С-кремний;

Н-никель;

М-молибден;

Д-медь;

Ф-ванадий;

Т-титан.

Первые цифры, указанные перед буквами, показывают содержание углерода в сотых долях процента. Если процентное содержание легирующей добавки превышает 1%, то после соответствующей буквы ставится цифра 1 или 2 (с некоторым округлением)

Основные марки сталей, применяемые в настоящее время, регламентируются СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы», раздел 4 «Стальные конструкции», табл.47.

Мостовые стали различаются по классу прочности. Класс обозначают буквой С и дробью, числитель которой указывает предел прочности в килограмм-силах на квадратный миллиметр, а знаменатель – предел текучести в тех же единицах, принимаемый за нормативное сопротивление стали (1 кгс/мм2=0,1МПа). Для сталей, у которых диаграмма растяжения не имеет выраженной площадки текучести, вводят понятие условный предел текучести, т.е. напряжение, соответствующее 0,2% остаточного удлинения образца стали.

По типу исполнения металлоконструкции изготавливают трех типов, в зависимости от расчетной минимальной температуры воздуха в районе строительства.

Расчетная минимальная температура, °С

Тип  исполнения

До минус 40 включ.

Обычное

Ниже минус 40 до минус 50 включ

Северное А

Ниже минус 50

Северное Б

При этом за расчетную минимальную температуру воздуха принимается средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,98 (для стальных конструкций) и обеспеченностью 0,92 для железобетонных конструкций.

С учетом типа исполнения назначаются и категории стали для изготовления мостовых конструкций. Чем выше категория стали, тем больший объем испытаний прошли образцы из нее, и тем шире диапазон ее применения. Например, сталь 10ХСНД-3 пригодна как для обычного, так и для северного Б исполнения конструкций. Но, чем выше категория стали, тем она дороже. Например для стали первой категории не проводят испытания на ударный изгиб при температуре минус 50°С, а для стали второй категории эти испытания обязательны. Поэтому необоснованное увеличение требований к стали ведет также к удорожанию конструкции.

Расчетные сопротивления проката для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 48*.

Таблица 48*

Напряженное состояние

Расчетные сопротивления проката

Растяжение, сжатие и изгиб:

по пределу текучести

Ry = Ryn/gm

по временному сопротивлению

Ru = Run/gm

Сдвиг

Rs = 0,58 Ryn/gm

Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)

Rp = Run/gm

Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании

Rtp = 0,5 Run/gm

Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)

при Run £ 600 МПа (5886 кгс/см2) Rcd = 0,25 Run/gm ;

при Run > 600 МПа (5886 кгс/см2)

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

Rcd = [0,0438×10-8 (Run - 5886)2 + 0,025] Run/gm, кгс/см2

Растяжение в направлении толщины проката t при t до 60 мм

Rth = 0,5 Run/gm

Примечание. gm - коэффициент надежности по материалу, определяемый в соответствии с п. 4.7*.

Значения коэффициента надежности gm по материалу проката следует принимать по табл. 49*.

Таблица 49*

Государственный стандарт (марка стали или значение предела текучести)

Коэффициент надежности

по материалу gm

ГОСТ 535-88 и ГОСТ 14637-89 [Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп]

ГОСТ 19281-89 и ГОСТ 19282-89 [до 380 МПа (39 кгс/мм2)]

1,05

ГОСТ 19281-89 и ГОСТ 19282-89 [св. 380 МПа (39 кгс/мм2)]

1,10

ГОСТ 6713-91 [16Д]

1,09

ГОСТ 6713-91 [15ХСНД]

1,165

ГОСТ 6713-91 [10ХСНД]

1,125

Нормативные и расчетные сопротивления стального проката, применяемого в мостостроении.

 Таблица 50*

Скачать файл