Расчет уширенных пролетных строений с дефектами при учете физической нелинейности

Определение усилий и перемещений в уширенных пролетных строениях с дефектами рекомендуется производить с использованием пространственной расчетной схемы в виде перекрестной системы стержневых элементов, имеющих нелинейную связь между усилиями и деформациями (рис.2). Анализ такой расчетной схемы допускается производить с помощью п.п.п. ROSTV, которая имеется в распоряжении ВЦ ГипродорНИИ и МАДИ.

Рис.2. Исходная информация для расчета пролетного строения (),

стержневая пространственная расчетная схема () и

диаграммы изгиба сечений стержневых элементов ()

Стержни первого уровня моделируют работу главных балок, элементы второго уровня - работу поперечной конструкции (плиты, диафрагмы). На стержне размещается сетка сечений, по каждому из них устанавливается диаграмма изгиба. Она учитывает наличие дефектов, влияющих на геометрию стержня (выколы, трещины, коррозия арматуры) и связанных с изменением свойств материалов (выщелачивание, карбонизация бетона).

Решение задачи определения усилий и перемещений производят на основе метода сил с привлечением аппарата нелинейного математического программирования для решения нелинейной системы совместности перемещений.

В качестве исходных данных вводят: информацию о геометрии системы (координаты начала и конца стержней, точек пересечения, положения сечений); данные о работе сечений (диаграммы изгиба); данные о нагрузке.

В результате расчета по программе ROSTV устанавливают эпюры усилий и перемещений в системе, которые фиксируют в назначенных сечениях.

Расчет уширенных железобетонных пролетных строений по программе prny

Для определения величин может быть использована общая постановка метода коэффициента поперечной установки.

На основе этого метода составлена программа PRNY, в которой исходная информация и принятые допущения обозначены следующим образом:

А - в поперечном сечении располагают балки с различными геометрическими характеристиками в общем случае (рис.3).

Рис.3. Исходная информация для расчета нормального сечения:

- сечение моделируется тремя группами зон; - эпюра деформаций до объединения в совместную работу;

- эпюры деформаций и напряжений в предельном состоянии;

, - диаграммы деформирования бетона и арматуры

Б - распределение усилий между балками (плитами) происходит только в том поперечном сечении, где приложено внешнее сосредоточенное усилие. Это означает, что балки (плиты) пролетного строения как бы разделены продольными швами, оставляя соединенными только участки на рабочей ширине в рассматриваемом поперечном сечении с внешним усилием. Внешние усилия в поперечных сечениях распределяются независимо друг от друга.

В - для каждой балки выделяют участок шириной А. Внутри этих участков балки работают на кручение как жесткие брусья без деформации их контура.

Г - по бокам жесткой части назначают зоны и , характеризующие изгибаемые в поперечном направлении части сечения каждой балки.

Д - поперечное сечение пролетного строения характеризуется параметрами, задаваемыми для каждой балки:

момент инерции на кручение ;

модуль упругости материала ;

модуль сдвига материала .

Е - поперечная жесткость конструкции для каждой балки характеризуется моментом инерции на изгиб в продольном сечении пролетного строения на рабочей ширине .

Ж - влияние длины и опорных закреплений каждой из балок, объединяемых в единое пролетное строение, учитывается показателями и . - прогиб одной -й балки при действии на нее единичной вертикальной силы, приложенной в рассматриваемом сечении, увеличенной в раз - угол закручивания -й балки от крутящего момента, равного, приложенного к ней в рассматриваемом сечении, увеличенного в раз.

Результатами расчета являются значения следующих параметров для каждого положения груза =1:

- изгибающие моменты в проведенных сечениях;

- поперечные силы в тех же сечениях;

- вертикальные давления, передающиеся на балки с учетом всех воздействий;

- крутящие моменты, передающиеся на балки с учетом всех воздействий.

Если введен признак расчета 1-3 или 1-4, то на печать выводятся значения изгибающих моментов и поперечных сил между всеми балками при очередном положении единичного груза, ординаты линий влияния давлений на последовательные балки, ординаты линий влияния закручивающих моментов на последовательные балки.

Если введен признак 1-1 или 1-2, то на печать выводятся только ординаты линий влияния давлений и закручивающих моментов на последовательные балки.

Копию программы PRNY можно заказать с подлинников в ВЦ Минавтодора РСФСР, МАДИ и ГипродорНИИ.

П.п.п. PSTV рекомендуется для расчета балочных ребристых пролетных строений уширенных мостов, реконструируемая часть которых имеет локальные дефекты (коррозию арматуры, выщелачивание бетона, разрушение стыков сборных элементов). PSTV может быть использован как при линейном расчете конструкции, так и при необходимости учета физической нелинейности.

П.п.п. PRNY рекомендуется для определения усилий в уширенных приставными элементами пролетных строений, при проектировании PRNY не предусматривает учета зональных дефектов и нелинейности деформирования железобетона в предельном состоянии.