4.4. Таблица исходных данных

1. Пролет главной балки А = 13,0м, ширина моста Z₁.

2. Средняя пропускная способность мостового перехода p₀ = 100 чел./час.

3. Интенсивность пешеходного движения в часы пик N_p = 500 чел./час.

4. Отметка верха настила 6,50м, глубина заложения базы колонны 0,6м.

5. Климатический район строительства – I I ₂.

6. Сооружение эксплуатируется на открытом воздухе.

7. Временная полезная равномерно распределенная нагрузка 10 кН / м² .

8. Бетон фундаментов B10 (R = 0,612 кН / см²).

9. Сооружение II класса ответственности (γ_n = 1,0).

10. Материал конструкций и соединений по табл. 50, 55 и 57 [2].

11. Настил – стальной лист (ГОСТ 19903-74)

12. Мостовой переход через овраг – балочного типа, с поэтажным сопряжением второстепенных и главных балок. Второстепенные балки из прокатных профилей; главные балки – сварные постоянного сечения.

13. Колонны – сквозные из прокатных профилей, соединенных планками и с шарнирным сопряжением с главными балками и фундаментами.

14. Колонны раскрепляются связями.

15. Предельные прогибы определяются по табл. 19 [1].

4.5 Расчет настила и выбор шага второстепенных балок

Стальной настил рассчитывается по балочной схеме с учетом растягивающих усилий В работе рассматривается суммарная технологическая нагрузка от людей и снеговая нагрузка, как полная временная.

Временная нормативная нагрузка 10,0 kH/м² = 0, 001 kH/см². Для расчетной полосы шириной 1 см нагрузка на единицу ее длины g_n = 0,001 kH/см.

где n₀ – норма прогиба настила (величина обратная предельному относительному прогибу [1]), принимаем n₀ = 150;

v_n = 0,001 kH/см² – нормативная нагрузка на настил;

Е – модуль упругости стали, Е = 20600 kH/см²;

v = 0,3 – коэффициент Пуассона.

Согласно табл. 3.1 [3] принимаем толщину настила t_sh = 8 мм. Тогда предельный по условию жесткости пролет настила l_sh,u ≤ см.

Если принять предварительно ширину поясов второстепенных балок 12 см, то предельный шаг балок:

см .

Так как в середине пролета главной балки предусматривается монтажный стык, то число шагов второстепенных балок следует принимать нечетным. Тогда принимаем 9 шагов второстепенных балок по 120 см и 2 крайних по 110 см:

cм.

Рис.3.1. Расчетная схема настила

4.6 Расчет второстепенных балок

Определяем нагрузки, действующие на второстепенную балку. На второстепенные балки передается нагрузка от стального настила, собственного веса балок и полная временная нагрузка Вес настила вычисляется как произведение объема листа в 1 квадратном метре на удельный вес стали 78,5 kH/м³. Вес балки определяется как отношение веса 1 погонного метра балки (по сортаменту) к шагу второстепенных балок а_fb (рис. 4.1). Временная нагрузка определяется по заданию.

Для перехода от нормативных нагрузок к расчетным нагрузкам определяем коэффициент надежности по нагрузке γ_f согласно [1] в зависимости от характера нагружения.

Нагрузки на 1 м² площади настила приведена в табл.4.1.

Таблица 4.1 Нагрузки на второстепенную балку

№п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, kH/м2	Коэф. надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка, kH/м2
1	Постоянная
	стальной лист настила толщиной 8мм 0,008×78,5=0,628 kH/м2 где 78,5kH/м2 – удельный вес стали	0,628	1,05	0,659
	ИТОГО	0,628	1,05	0,659
2	Временная*	10	1,2	12

Примечание * - в курсовой работе учитывается временная суммарная технологическая нагрузка от людей и снеговая нагрузка.

Рис.4.1. Определение грузовой площади на наиболее нагруженную балку

Нагрузка на погонный метр балки:

Нормативная

Постоянная qⁿ = 0,628×1,2 = 0,754 kH/м,

где 1,2 м – шаг балок.

Временная vⁿ = 10×1,2 = 12 kH/м.

Расчетная

Постоянная q = 0,659×1,2 = 0,791 kH/м,

Временная v = 12×1,2 = 14,4 kH/м.

Определяем расчетные усилия согласно расчетной схеме рис. 4.2.

Рис.4.2. Расчетная схема второстепенной балки

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки:

Максимальная поперечная сила на опоре:

Здесь γ_n = 1,0 коэффициент надежности по назначению для сооружений класса ответственности II.

Подбор сечения второстепенной прокатной балки

Второстепенные балки проектируем прокатными двутаврового сечения по ГОСТ 26020-83 из стали С345-3. Расчетное сопротивление R_y = 31,5 kH/см² ( таблица 51 [2] для фасонного проката при t до 20 мм). Расчетное сопротивление срезу R_s=0,58 R_y=0,58×31,5=18,27 kH/см².

Требуемый момент сопротивления сечения определяется из формулы (28) (п.5.12 [2]):

Требуемый момент инерции сечения при предельно допустимом прогибе f_u = l_fb / 350=0,86 см. Для этого приравниваем прогиб балки к предельному:

и выражаем момент инерции:

По сортаменту прокатных двутавров выбираем профиль балки с ближайшими большими к требуемым моменту сопротивления и моменту инерции: I 14Б2 по ГОСТ 26020-83 с массой 12,9 кг/м.

Принимаем I 14Б2 по ГОСТ 26020-83 с геометрическими характеристиками:

А = 16,43 см²; J_x = 541 см⁴; W_x = 77,3 см³; S_x = 44,2 см³; t_w = 0,47 см; t_f = 0,69 см;

b_f = 7,3 см; m = 0,129 kH/м.

Пересчитываем нагрузку с учетом собственного веса принятого двутавра m = 0,129 kH/м:

Нормативная

Постоянная qⁿ = 0,754 + 0,129 = 0,883 kH/м,

Временная vⁿ = 12 kH/м.

Расчетная

Постоянная q = 0,791 + 0,129×1,05 = 0,926 kH/м,

Временная v = 14,4 kH/м.

Определяем расчетные усилия.

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки:

Максимальная поперечная сила на опоре:

Проверяем принятое сечение:

а) На прочность при дейстивии максимального изгибающего момента в середине пролета балки (формула (28) и п.5.12 [2]):

б) На прочность при действии максимальной поперечной силы в опорных сечениях (формула (29) [2]):

где S_x = 44,2 см³ – статический момент инерции.

в) На жесткость по второй группе предельных состояний:

Принятый двутавр удовлетворяет условиям прочности и жесткости (с запасом по прочности).