Проектирование металлического моста под железную дорогу, страница 16

║     │     │         │         │ *       │ *       │         │         ║

║     │     │         │         │+C       │+C       │         │         ║

╚═════╧═════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╝

╔═══════════╤═══════════════════════════════════════════════════════════╗

║  СЕЧЕНИЕ  │        УСИЛИЯ (ПРОГИБЫ) ДЛЯ РАСЧЕТОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ      ║

║   N  16   ├───────────────────┬───────────────────┬───────────────────╢

║ АБСЦИССА  │ от пост. нагpузок │ от вpем. нагpузок │     суммаpные     ║

║     41.25 ├─────────┬─────────┼─────────┬─────────┼─────────┬─────────╢

║  СПРАВА   │  Y > 1  │  Y < 1  │   MAX   │   MIN   │   MAX   │   MIN   ║

╠═════╤═════╪═════════╪═════════╪═════════╪═════════╪═════════╪═════════╣

║  M  │  M  │     14. │     14. │     93. │     -5. │    107. │      9. ║

║     │  Q  │      3. │      3. │     21. │     -2. │     24. │      1. ║

║     │     │         │         │ *       │ *       │         │         ║

║     │     │         │         │+C       │+C       │         │         ║

╟─────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────╢

║  Q  │  Q  │      3. │      3. │     18. │     -7. │     21. │     -4. ║

║     │  M  │     14. │     14. │     51. │     48. │     65. │     62. ║

║     │     │         │         │ *       │ *       │         │         ║

║     │     │         │         │+C       │+C       │         │         ║

╚═════╧═════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╝

╔═══════════╤═══════════════════════════════════════════════════════════╗

║  СЕЧЕНИЕ  │        УСИЛИЯ (ПРОГИБЫ) ДЛЯ РАСЧЕТОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ      ║

║   N  17   ├───────────────────┬───────────────────┬───────────────────╢

║ АБСЦИССА  │ от пост. нагpузок │ от вpем. нагpузок │     суммаpные     ║

║     44.00 ├─────────┬─────────┼─────────┬─────────┼─────────┬─────────╢

║   СЛЕВА   │  Y > 1  │  Y < 1  │   MAX   │   MIN   │   MAX   │   MIN   ║

╠═════╤═════╪═════════╪═════════╪═════════╪═════════╪═════════╪═════════╣

║  M  │  M  │      0. │      0. │      1. │      0. │      1. │      0. ║

║     │  Q  │      7. │      7. │     37. │     -1. │     44. │      6. ║

║     │     │         │         │ *       │ *       │         │         ║

║     │     │         │         │+C       │+C       │         │         ║

╟─────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────╢

║  Q  │  Q  │      7. │      7. │     48. │     -2. │     55. │      5. ║

║     │  M  │      0. │      0. │      1. │      0. │      1. │      0. ║

║     │     │         │         │ *       │ *       │         │         ║

║     │     │         │         │+C       │+C       │         │         ║

╚═════╧═════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╧═════════╝

Рис. 3 Огибающие эпюры моментов и поперечных сил при расчете на выносливость.

2.1.2 Определение усилий в поперечных балках при расчете на прочность и выносливость.

 Поперечные балки воспринимают собственный вес, давления Д от продольных балок в смежных панелях, а также горизонтальные усилия, обусловленные совместной работой проезжей части с поясами главных ферм. В первом приближении поперечную балку рассчитывают как свободно опертую балку на двух опорах с пролетом, равным расстоянию между осями главных ферм В. При этом не учитываются собственный вес балки и горизонтальные усилия.        

Рис. 4 Расчетная схема, эпюры усилий, линия влияния в поперечной балке.

 При расчете поперечных балок на прочность:

       Величина давления со стороны продольных балок равна:

         

                                                              где d – длина панели d=11м;

                                                                     q – нормативная временная нагрузка

                                                                                 q=17.98тс/м;

                                                                     р – собственный вес продольной балки 

                                                                                 р=1,62тс/м;

                                                                     1+m - коэффициент динамики

                                                                                ;

                                                                      gfn - коэффициент надежности

                                                                              gfn = 1.234;

         

   Величина момента М равна

.

    Величина перерезывающей силы Q равна

.

При расчете поперечных балок на выносливость:

          - максимальные усилия:

            

                  

                   .

           - минимальные усилия:

           

2.1.3 Подбор сечений продольной и поперечной балок.  

  Сечения балок принимаются двутавровыми. С целью обеспечения более простой и надежной конструкции прикрепления продольной и поперечной балок их высоты целесообразно принять одинаковыми. Материал пролетного строения сталь марки 15ХСНД, поставляемые в термоулучшенном состоянии. Расчетное сопротивление по пределу текучести 3000 кгс/см2 при толщине проката от 8 до 32 мм. 

      Подбор сечения продольной балки.

 Определяем высоту балки из формулы

    

Назначаем размеры балки исходя из минимально возможных размеров:

 В=0,22м

 tст=0,015м

 tпол=0,015м.

  Принимаем высокопрочные болты диаметром dб=0,022м, тогда отверстие под болт принимаем диаметром d=0,025м

Определяем момент инерции балки:


Момент сопротивления балки равен

Проводим проверку балки на прочность из условия (по нормальным напряжениям):

                     

проверка не выполняется.

     Увеличим сечения горизонтальных и вертикального листов:

              tст=0,025м

              tпол=0,025м.


                       

проверка выполнена.

Проводим проверку по максимальным касательным напряжениям:

,

                                где  Q – перерезывающая сила

                                               Q=246тс;

                                        Sn – статический момент балки

Sn=Sп+Sст=;

                                        I – момент инерции балки

;