Проектирование металлических мостов. Составление и сравнение вариантов. Расчет проезжей части: Методические указания к курсовому проектированию, страница 14

г)  вычисляются   величины   R_ωf  и  R_ωz для   правой   части  форму­лы  (216) и (217)  /2/ по указаниям п. 4.10 и табл. 53 /2/ по формулам

                                                                                                             (4.22)

                                                                                                                (4.23)

где R_ωf — расчетное сопротивление металла шва на срез (условный); R_ωun — нормативное сопротивление разрыву ме­талла, принимаемое по разд. 3 /8/; в курсовом проекте реко­мендуется принимать R_ωun = 410 МПа (сварка автоматическая или полуавтоматическая под флюсом по ГОСТ 9087-81^*, проволока Св - 08 или Св - 08А по ГОСТ 2246-70^*); γ_ωm — коэффициент надежности по материалу шва, равный 1,25; R_un – нормативное временное сопротивление проката, прини­маемое по табл. 50^* /2/ (см. Приложение Л);

д)  определяются касательные напряжения τ в угловых сварных швах для расчетов на прочность по формулам

по металлу шва                                                    (4.24)

по металлу границы сплавления                        (4.25)

где п — число швов, принимаемое равным 2; S — статический момент пояса продольной балки;

е) выполняется расчет сварного шва на выносливость. Здесь определяется абсолютное наибольшее скалывающее напряжение при расчете углового шва на срез по формуле (188) /2/

                                                             (4.26)

 Условия расчета по формулам (4.24) – (4.26), как правило, удов­летворяются. В противном случае следует определить величину k_f , удовлетворяющую расчетам по упомянутым формулам.

4.2 РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ БАЛКИ

4.2.1. Определение расчетных усилий

Расчетная схема для поперечных балок определяется по п. 4.76^* /2/ как для элемента поперечной рамы, образованной поперечной балкой и примыкающими к узловым фасонкам элементами главных ферм. Для этого расчета должны быть известны данные о сечениях всех эле­ментов, входящих в состав рамы. В курсовом проекте прини­мается упрощенная схема — разрезная балка на двух опо­рах с пролетом, равным расстоянию между осями главных ферм. Расчетные усилия в сечениях поперечной балки опре­деляются при загружении двух соседних панелей. Попереч­ная балка при этом загружена двумя симметрично располо­женными силами Р. На рисунке 4.6, а приведена схема фермы и линия влияния величины Р, на рисунке 4.6, б — расчетная схема поперечной балки и эпюры М и Q. Собственный вес попереч­ных балок при определении расчетных усилий в курсовом проекте можно не учитывать, расчет сечения поперечной балки  разрешается  производить только па  прочность.

Рисунок 4.6 – Схемы к расчету поперечной балки

Давление Р от продольных балок па поперечную опреде­лится по формуле

                                                                               (4.27)

где γ_fv и (l+μ) — коэффициенты надежности и динамический, определяемые при λ = 2l_m; ω — площадь линии влияния дав­ления Р, равная l_m.

Пояснения других величин формулы (4.27) приведены ра­нее, к формулам (4.1) — (4.3).

Расчетными усилиями в сечениях поперечной балки бу­дут — максимальный изгибающий момент M_max и максималь­ная поперечная сила Q_max, определяемые по формулам

                                                        M_max = Pa₁;                                                             (4.28)

                                                         Q_max = P,                                                                (4.29)

где a₁ — расстояние между осями фермы и ближайшей про­дольной балки (определяется при величине с = 1,7…1,90 м (см. рисунок 4.6, б) согласно п. 4.117 /2/).

4.2.2.  Подбор сечения и расчет на прочность по нормальным напряжениям

Расчетным является сечение в месте прикрепления про­дольной балки к поперечной. В этом сечении одновременно действуют  М_тaх и Q_max  и есть ослабление отверстиями для прикрепления продольных балок (в стенке поперечной бал­ки) и в соединении с рыбками (в поясах). На рисунке 4.7 при­ведено сечение поперечной балки.

Рисунок 4.7 - Сечение поперечной балки

Расчет поперечной балки   рекомендуется вести в такой последовательности:

а) определяется высота поперечной бал­ки (она принимается равной высоте про­дольной балки или, при необходимости, больше);

б) вычисляется требуемый момент инер­ции сечения нетто по формуле

                                                   (4.30)

где χ — коэффициент, принимаемый перво­начально в пределах 0,94...1,00 (предпола­гается при этом, что средние касательные напряжения в стенке балки τ_m по п. 4.26^* /2/ будут превышать величину 0,25R_S.);

в) принимаются размеры t_w в пределах 12... 16 мм, t_f (как первое приближение) в пределах 12...32 мм в соответствии с принятым значением R_y для толщины  проката в    формуле (4.30);

г) определяется  высота  стенки  h_w по формуле (4.9) и момент инерции нетто вертикального листа   I_nw по формуле

                                                                                                             (4.31)

д)  вычисляется требуемая ширина  пояса  b_f   по формуле

                                                                                                (4.32)

Если принятая величина t_f и полученная по формуле (4.32) ширина b_f (принятая ближайшей большей прокатной) не удовлетворяют соотношениям, приведенным на рисунке 4.3, то необходимо изменить величину t_f и уточнить значение  b_f ;

е) по уточненным величинам t_f , b_f и h_ω определяются площади A_f , A_w и А — сечений пояса, вертикального листа и балки соответственно. По таблице 61 /2/ (см. Приложение П) вычисляется значе­ние χ₁. По формуле , приведенной в п. 4.26^* /2/, определяется среднее касательное напряжение в стенке балки τ_m и сравнивается с величиной 0,25 R_S (для поперечных балок, как правило,   τ_т > 0,25 R_s);