- •Росжелдор
- •2.1.2 Определение высотных отметок
- •2.1.3 Проектирование фундаментов
- •2.1.4 Стоимость
- •2.2 Второй вариант
- •2.2.1 Разбивка на пролеты
- •2.2.2 Определение высотных отметок
- •2.2.3 Проектирование фундаментов
- •2.2.4 Стоимость
- •2.3 Третий вариант
- •2.3.1 Разбивка на пролеты
- •2.3.2 Определение высотных отметок
- •2.3.3 Проектирование фундаментов
- •2.3.4 Стоимость
- •2.4. Анализ вариантов моста и выбор наилучшего решения
- •Вариант номер один является предпочтительным, т.К. Более простое производство работ и равнозначная стоимость этого варианта моста, по сравнению с другими вариантами.
- •3 Статический расчет пролетного строения
- •3.1 Расчет плиты балластного корыта
- •3.1.1Расчетная схема
- •3.1.2 Нормативные нагрузки
- •3.1.3 Расчетные усилия
- •3.1.3.1 Для расчетов на прочность
- •3.1.3.2 На выносливость
- •3.1.3.3 На трещиностойкость
- •3.1.4 Назначение площади рабочей арматуры
- •3.1.5 Расчет нормального сечения плиты по прочности
- •3.1.5.1 Расчет на прочность по изгибающему моменту
- •3.1.5.2 Расчет на прочность по поперечной силе
- •3.1.6 Расчет нормального сечения плиты на выносливость
- •3.1.7 Расчет нормального сечения плиты на трещиностойкость
- •3.2 Расчет главной балки
- •3.2.1 Построение линий влияния изгибающих моментов и поперечных сил. Определение нормативных постоянных нагрузок.
- •3.2.2 Определение расчетных усилий для расчетов на прочность, выносливость и трещиностойкость.
- •3.2.3 Назначение расчетного сечения балки и подбор рабочей арматуры в середине пролета.
- •3.2.4 Расчет балки на прочность в середине пролета
- •3.2.5 Расчет балки на выносливость нормального сечения в середине пролета
- •3.2.6 Расчёт нормального сечения на трещиностойкость
- •3.2.7 Определение прогиба балки в середине пролета от нормативной временной вертикальной нагрузки
- •3.2.8 Построение эпюры материалов с отметкой отгибов рабочей арматуры
- •3.2.9 Расчёт на прочность наклонных сечений главной балки.
- •4. Расчет устоя.
- •4.3. Расчет на прочность.
- •4.4. Расчет на устойчивость формы.
- •4.5 Расчет на трещиностойкость.
- •4.6 Расчет на опрокидывание
- •4.7 Расчет на сдвиг
- •Список литературы
3.2.3 Назначение расчетного сечения балки и подбор рабочей арматуры в середине пролета.
Рисунок 3.4 – поперечное сечение балки
Рабочая высота сечения принята:
где высота балки.
Подбор рабочей арматуры балки определяется из условия восприятия момента от внешних воздействий:
(3.50)
где M0,5 – изгибающий момент для расчета на прочность, 13236,89 кН·м;
Rs = 250 МПа – расчётное сопротивление арматуры для класса AII;
h0 – рабочая высота сечения;
h΄f- толщина плиты балки с учётом вутов определяется выражением:
; (3.51)
где Ah- площадь вута, м²
; (3.52)
где R – радиус вута, равный 0,3 м
м
В качестве рабочей арматуры примем стержни диаметром d = 36 мм.
Площадью Количество стержней n:
; (3.53)
=29,02 , принято 30 стержней.
Уточненное значение:
(2.47)
В данном курсовом проекте диаметр рабочей арматуры принят равным 0,036 м. Уточненное значение.
Рисунок 3.4 - Схема расположения арматуры в середине пролета
Вычисляем расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до нижней грани балки:
(2.48)
где ni – количество стержней вi-м ряду;аi– расстояние от осиi-го ряда до нижней грани балки:
3.2.4 Расчет балки на прочность в середине пролета
Условие прочности:
(3.55)
(3.56)
Высота сжатой зоны бетона определяется из условия равенства нулю проекций всех сил на горизонтальную ось:
; (3.57)
(кН·м)
Условие выполняется.
Необходимо, чтобы x=x/h0xy;
x=
xy= 0,62
0,186<0,620
Условие выполняется.
Рисунок 3.5– Схема к расчёту нормального сечения в середине пролёта
3.2.5 Расчет балки на выносливость нормального сечения в середине пролета
В расчетах на выносливость принимаем, что растянутый бетон полностью выключился из работы сечения и все растягивающее усилие воспринимается арматурой. В этом случае наибольшие напряжения в бетоне и арматуре балки определим по формулам:
(3.58)
где Mf,max– изгибающий момент для расчетов на выносливость, равный 9361,16 кН/м;
В результате расчета на выносливость выясним выполнимость двух условий:
(3.59)
(3.60)
где - высота сжатой зоны;Ired- приведенный момент инерции;- отношение модуля упругости арматуры к модулю упругости бетона (для бетона В30 n’=15).
Рисунок 3.6 – Схема к расчёту балки на выносливость
Для определения расчётных сопротивлений бетона и арматуры вычислим характеристики цикла повторяющихся напряжений по формуле:
ρb = ρs=Mf,min/Mf,max
ρb= ρs=3726,52/9361,16= 0,398 значит εb=1,15, εps=0,87 ([1] приложение К).
Для изгибаемых элементов произвольного сечения положение нейтральной оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения, может быть определено из условия равенства нулю статического момента всего сечения:
(3.61)
(3.62)
Подставляя выражения статических моментов из формул (3.62) в условие (3.61), получаем уравнение второй степени, решив которое, находим высоту сжатой зоны:
(3.63)
где
Приведённый момент инерции:
(3.64)
1) Выносливость по бетону:
Расчетное сопротивления бетона на выносливость определено по формуле:
(3.65)
где ,дляравны 1,31 и 1,15 соответственно.
Из формулы (3.78) определено:
12,61 МПа.
11,30МПа<12,61МПа
Условие выносливости по бетону выполнено.
2) Выносливость по арматуре:
, (3.66)
где ,- величины постоянные, определяемые в соответствии [3 п.3.39], равные 0,87 и 0,8;- расчетное сопротивление арматуры класса А300, равное 250 МПа.
193,34 МПа<156,6 МПа
;
Условие не выполняется, необходимо увеличить диаметр арматурных стержней до 40 мм.
Площадь арматуры:
Схему размещения арматурных стержней в нижнем поясе балки составим, руководствуясь указаниями [1].
Рисунок 3.7 - Схема расположения арматуры в середине пролета
Вычисляем расстояние от центра тяжести сечения растянутой арматуры до нижней грани балки:
(2.67)
где ni– количество стержней вi-м ряду; аi– расстояние от осиi-го ряда до нижней грани балки:
Для определения расчётных сопротивлений бетона и арматуры вычислим характеристики цикла повторяющихся напряжений по формуле:
Высота сжатой зоны х’:
(2.68)
где =
Приведённый момент инерции:
1) Выносливость по бетону:
10,81 < 12,61 МПа
Условие выполняется.
2) Выносливость по арматуре:
151,49 < 156,6 МПа
Условие выполняется. Значит, в дальнейший расчет принимаем 30 стержней арматуры, диаметром 40 мм.