Расчет пролетного строения из монолитного железобетона. Расчет балки пролетного строения, страница 2

		норм. нагр,	Коэф. над.	расч. нагр,
		т/м	g	т/м
1	Асфальтобетон проезжей части	0,276	1,5	0,414
3	Защитный слой	0,125	1,3	0,1625
4	Гидроизоляция	0,015	1,3	0,0195
5	Железобетонная плита	0,875	1,1	0,9625
		1,291		1,5585

2.         Расчетная схема и основные размеры.

Плита проезжей части опирается на главные балки пролетного строения и на поперечное ребро. Расстояние в свету между главными балками составляет 8.472 м, между поперечными ребрами составляет 27,30 м.

Из-за большого расстояния между поперечными ребрами, плиту проезжей части можно рассчитывать как балочную, опирающуюся только на главные балки пролетного строения.

Учитывая, что плита заделана в главные балки, расчетный пролет плиты условно принимается равным расстоянием в свету между главными балками.

L_b=8.472 м

Нагрузка А-14.Ширина колей полосовой нагрузки b=0.6 м. Дорожная одежда толщиной Н=0,18 м. Ширина распределения нагрузки вдоль расчетного пролета плиты b₁=0.96 м Тогда интенсивность полосовой нагрузки вдоль пролета плиты шириной 1 м.

т/м  

Давление одного колеса тележки действует на длине а=0,2 м, а₁=а+2Н.

Поперек пролета плиты размер площадки распределения в середине пролета:

 

но не более 0.6 L_b=5.08 м, принимаем а_пр=4.884 м

С учетом распределения давления колеса тележки одеждой вдоль пролета

Ширина площадки распределения давления колеса тележки у опоры плиты (в месте примыкания плиты к ребру)  

Коэффициент надежности по нагрузке (по СНиП  2.05.03-84* п.2.23.б таблица 14).

Полосовая    

Тележка        

Динамический коэффициент по п. 2.22.            ,   

Расчетное значение нагрузки:

Нагрузка НК-80

Ширина колей полосовой нагрузки

b=0,8 м

b₁=1,16 м

С учетом распределения вдоль пролета плиты

коэффициент надежности по нагрузке:

(по СНиП 2.05.03-84 п.2.23 в.)

динамический коэффициент (по п.2.22,з)

 , 

расчетное значение нагрузки

3.         Определение изгибающих моментов.

А-14

при L=8.472 м

При L=7.631 м

При L=8.472м

При L=7.631м

Собственный вес

(при L=8,472м)

(при L=7.631м)

  (при L=8,472м)

  (при L=7.631м)

НК-80

Расчетные:

А-14       М=1,112x0,96x5.97+27,8x0,96x1.242=39,52тм

               М=1,117x0,96x5.04+26,5x0,96x1,098=36,07тм

               Q=1,112x2,756+27,8x0,682=22,02т

               Q=1,112x2,51+27,8x0,65=20,86т

Соб. вес. М=1,559x8,97=13,98тм

                М=1,559x7,28=11,346тм

                Q=1,559x4,236=6,6т

                Q=1,559x3,82=5,95т

НК-80      М=37,928x0,216=8,188тм

                Q=37,928x0,351=13,321т

Сравнивая изгибающие моменты и поперечные силы от различных временных нагрузок, видим, что нормативные и расчетные значения их больше от нагрузки А-14, в дальнейшем используем только усилия от А-14.

Суммарные усилия (как балка на двух опорах)

Нормативные

М_о,п=11,58+21,562=33,142тм

М_о,п=9,4+19,536=28,936тм

Q_о,п=5,47+12,07=17,544т

Q_о,п=4,93+11,325=16,165т

Расчетные

М_о=39,52+13,98=53,2тм

М_о=36,07+11,346=47,416тм

Q_о=22,02+6,06=28,08т

Q_о=20,86+5,95=26,81т

Учет защемления плиты выполняется в запас прочности с использованием поправочных коэффициентов, как для одиночной балки при минимальном значении n₁:

М_оп= -0,8М_о

М_пр= +0,5М_о

Момент в середине пролета

Нормативные

М_пр= +0,5x33,142=+16,571тм

М_пр= +0,5x28,936=+14,468тм

Расчетные

М_пр= +0,5x53,2=+26,6тм

М_пр= +0,5x47,416=+23,71тм

Моменты у опоры

Нормативные

М_оп= -0,8x33,142= -26,5тм

М_оп= -0,8x28,936= -23,15тм

Расчетные

М_оп= -0,8x53,2= -42,56тм

М_оп= -0,8x47,416= -37,93тм

Поперечная сила у опоры:

Нормативная

Q=17,544т

Q=16,165т

Расчетная

Q=28,08т

Q=26,81т

4.         Расчет на прочность нормальных сечений плиты на стадии эксплуатации

Плита проезжей части выполняется из бетона В40.

Характеристики бетона:

R_b=205кг/см²

R_bt=13,0кг/см²

R_b,ser=295кг/см²

Е_b=352000кг/см²

Армирование плиты производится стержневой арматурой А-III. Диаметр 32мм.

R_s, R_p=3550кг/см²

R_sn, R_pn=4000 кг/см²

E_s=2,0x10⁶ кг/см²

Толщина плиты h_f =350мм=35см

рабочая высота сечения:

h_d=h_f - 3cм - d/2=30,75см.

расчет производится для сечения плиты шириной b=1м

Плечо внутренней пары приближено z=0,87h_d, z=26,75см

Требуемая площадь арматуры :

в середине пролета в нижней зоне

принимаем 10 d=25 A-III с A_s=49,1см²

У опору в верхней зоне

принимаем 13 d=25 A-III с A_s=65,5см²

Проверка прочности принятого армирования в середине пролета.

Напряжение в нижней арматуре:

5.         Проверка прочности принятого армирования в сечении на опоре.

Напряжение в верхней арматуре:

6.         Расчет плиты на прочность на действие поперечной силы.

Проверяем ограничение главных сжимающих напряжений по условию:

условие выполнено, следовательно, напряжения допустимые.

Несущая способность сечения плиты без поперечного армирования:

   , с - длина проекции наиболее невыгодного наклонного сечения

Несущая способность обеспечена бетоном без поперечного армирования.

7.         Расчет плиты на трещиностойкость на стадии эксплуатации.

Радиус взаимодействия стержня

r=6d      Æ25  r=15cм

 Сечение в середине пролета

М_пр,п=+16,5711тм

Сечение армировано 10Æ25 A-III

n=10, d=2,5, b=1, как для стержневой арматуры.

Радиус армирования : 

плечо внутренней пары сил из расчета на прочность:

напряжение в арматуре:

ширина раскрытия трещин:

Сечение на опоре: (М_оп,н=-26,5тм)

Таким образом, все необходимые условия прочности и трещиностойкости плиты выполнены.

III РАЗДЕЛ

Расчет опоры.

1.  Усилия передаваемые на опору на стадии эксплуатации.

1.1  Значения вертикальных нормативных и расчетных реакций, максимальных и минимальных, от постоянных и суммарных (постоянных и временных) приведены в таблице

1.2  Дополнительная вертикальная реакция от неравномерной осадки опор Р_в2 (п.1.46 СНиП 2.05.03-84*) вычисляется как реакция в опорных связях неразрезной балки от осадки одной из опор равной для вычисления  нормативных значений:

для промежуточной опоры – 5 мм.

Расчетные значения вычисляются путем умножения нормативных значений на коэффициент надежности по нагрузке g_f,b2 =1.5 (таблица 8, п.2.10 СНиП 2.05.03-84*).

Нормативные значения приведены в таблице

1.3  Суммарное значение вертикальной нагрузки Р_в на опору вычисляется:

Р_в=Р_в1+Р_в2

 

1.4  Нормативное горизонтальное продольное усилие от сил трения в опорных частях Т_тр, возникающие при действии на опору суммарной максимальной нормативной нагрузки определяется с учетом следующих коэффициентов трения m (равных m_max табл.16, п. 2.28* СНиП 2.05.03-84*)

Значение горизонтальной силы от трения в опорных частях приведены в табл.     и определены для двух сочетаний нагрузки:

а) действие только постоянных нагрузок (временная вертикальная нагрузка не учитывается), коэффициент сочетаний =1.00;

б) действие постоянных и временных вертикальных нагрузок, коэффициенты сочетания соответственно равны:

для временной вертикальной нагрузки – 0.8

для всех остальных временных нагрузок, включая силу трения в опорных частях – 0.7

1.5  Все остальные нагрузки, включая нагрузки приложенные к пролетному строению, а также коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициенты сочетания, приняты в соответствии со СНиП 2.05.03-84*.