Войти  |  Регистрация
Авторизация

Расчет тела опоры



Массивную на всю высоту опору, не имеющую резких изменений контура в плане, рассчитывают в одном сечении — по обрезу фундамента. Для узких опор с консольными ригелями требуется проверка связи ригеля с опорой.
Если тело опоры не армировано вертикальными стержнями (пучками), заходящими в ригель и фундамент, монолитные, сборные и сборно-монолитные опоры из бетона, камня или из железобетонных горизонтальных оболочек, заполненных монолитным или сборным бетоном, рассчитывают как сплошные бетонные или каменные конструкции.
Однако при теле опоры из блоков со сквозными горизонтальными швами, без вертикальной перевязки или без заполнения полости бетоном или железобетоном, требуются дополнительно меры для предупреждения сдвига по этим швам, заключающиеся в установке вертикальной арматуры или в устройстве выступов. Принятую конструкцию проверяют на сдвиг под действием максимальной горизонтальной нагрузки.
Определение нагрузок сводится к подсчетам вертикальных усилий: реакций от собственного веса пролетных строений правого и левого пролетов, от собственного веса тела опоры с ригелем или оголовком, а также реакций от временной вертикальной нагрузки на пролетном строении (H-30 + толпа на тротуарах или НК-80), при загрузке обоих пролетов или только одного, большего пролета. Расположение временной вертикальной нагрузки в поперечном сечении моста, число колонн Н-30 и загрузка толпой тротуаров зависят от сочетания нагрузок и приведены ниже.
Для части тела опоры, которая находится ниже горизонта воды (ГВВ или ГМВ), может учитываться гидростатическое давление воды (см. ниже) путем уменьшения нормативного веса погруженных в воду частей сооружения. Все вертикальные силы при кладывают к опоре по центру тяжести объема (опора) или по точке опирания (пролетное строение).
Горизонтальные продольные нагрузки состоят из сил торможения от Н-30. Поперечные горизонтальные нагрузки: усилия от поперечных ударов Н-30 или НК-80, давление льда при первой подвижке (ГНЛ) или высоком ледоходе (ГВЛ) и от поперечного давления ветра на пролетное строение и опору, выше ГМВ. Равнодействующие этих нагрузок считаются приложенными: силы торможения — к центру опорных частей, поперечных ударов — на уровне проезжей части моста, ледовой нагрузки — на уровне ГНЛ и ГВЛ, ветрового давление — по центру тяжести площади давления. Поперечное давление ветра несовместимо с силами поперечных ударов, поэтому в расчете принимают большую из этих сил. При большой высоте пролетного строения, например для мостов с ездой понизу, большее значение имеет ветровая нагрузка. Для железобетонных мостов с ездой поверху при малых и средних пролетах силы поперечных ударов, как правило, значительно больше ветровой нагрузки и опоры на действие ветра не проверяют.
На опоры мостов, соседние с судоходными пролетами, могут действовать горизонтальные нагрузки вдоль и поперек оси моста от навала судов. Величина этой нагрузки зависит от судоходного класса реки. Она считается приложенной посередине ширины (поперек оси моста) или длины (вдоль оси моста) опоры на высоте расчетного судоходного горизонта, если опора не имеет специальных выступов, фиксирующих уровень действия этих нагрузок. Однако действие этой нагрузки несовместимо с силами торможения и ледовой нагрузкой, и так как они приложены значительно ниже этих воздействий, влияние их сказывается обычно только при высоком классе судоходства (выше V—IV).
Для мостов, расположенных на кривой радиусом не более 600 м, на опоры действует горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы, приложенная в уровне верха полотна проезжей части. Действие этих сил несовместимо с действием нагрузки от горизонтальных поперечных ударов.
Моментную нагрузку от вертикальных сил определяют относительно центра тяжести расчетного сечения, т. е. принимают равной усилию, умноженному на расстояние от точки приложения этого усилия .до центра тяжести расчетного сечения (Ne), а от горизонтальных сил — усилию, умноженному на плечо от точки приложения его до плоскости сечения (Th).
Все виды усилий сначала определяют от нормативных нагрузок, а затем от расчетных при различном значении коэффициентов перегрузки. Последнее удобно выполнять в табличной форме (табл. 2).
Расчет тела опоры

Расчеты тела опоры ведут, если пролетное строение — разрезное балочное, как правило, при трех сочетаниях нагрузок. Сбор нагрузок для определения суммарных усилий по сочетаниям также рационально выполнять в табличной форме (табл. 3). Как показано в табл. 2, расчетные усилия от каждой нагрузки определяют с теми коэффициентами перегрузки, которые в сочетаниях могут создать невыгодные условия работы конструкции. В табл. 3 лучше привести сразу суммарные усилия из табл. 2 в соответствии с перечисленными ниже сочетаниями:
1. На наибольшие вертикальные воздействия (рис. 128, а): от собственного веса пролетного строения Nп' и Nп'' пролетов l1 и l2, от веса опоры N0, с учетом гидростатического давления, от временной вертикальной нагрузки на пролетном строении пролетов l1 и l2, расположенной на всей ширине проезжей части и на
Расчет тела опоры

2. На наибольшее горизонтальное воздействие вдоль моста (рис. 128,6): от собственного веса пролетного строения и опоры Nп', Nп'' и Nо при учете гидростатического давления, от временной вертикальной автомобильной нагрузки и толпы, расположенных на большем пролете l1, по всей ширине проезжей части и на двух тротуарах — Nв', от торможения — Tт; (может быть вместо торможения — действие сил от навала судов вдоль оси моста); сочетание нагрузок дополнительное, поэтому для временных вертикальных нагрузок и их воздействий коэффициенты перегрузок равны 0,8 n; расчетные постоянные нагрузки принимают в двух вариантах — при nп>1 и при nп=0,9, так как более невыгодное воздействие их может быть установлено только при соответствующей расчетной проверке сечения; суммарные усилия:
Расчет тела опоры

3. На наибольшее горизонтальное воздействие поперек моста (рис. 128, в): от собственного веса пролетного строения Nп'; Nп'' и опоры Nо при учете гидростатического давления, от временной вертикальной нагрузки на пролетах l1 и l2, придвинутой к низовому бордюру тротуара, толпой загружается один тротуар; число колонн автомобильной нагрузки принимают по указаниям, приведенным ниже; на давление льда при низком ледоходе (первой подвижке) Tнл или при высоком ледоходе Твл, какое из них создает худшие условия работы опоры, (вместо ледовой нагрузки может быть действие сил от навала судов поперек оси моста); на воздействие поперечных ударов в низовую сторону Tп или на поперечную ветровую нагрузку W; сочетание нагрузок дополнительное, при коэффициенте перегрузки 0,8 n и nп≥1 или nп = 0,9; суммарные усилия:
Расчет тела опоры

Гидростатическое, давление учитывают для речных опор в следующих случаях:
при расчетах по первому сочетанию, только если грунты основания пески, супеси, суглинки или илы, до горизонта меженных вод ГМВ, т. е. при минимальном его значении;
при расчетах по второму и третьему сочетаниям и коэффициенте перегрузки nп=0,9 для всех грунтов, кроме скальных, и если глубина заложения фундаментов более 5 м, до горизонта высоких вод — ГВВ (т. е. по максимальному значению); при коэффициенте перегрузки nп≥1 до горизонта ГМВ (по минимальному значению).
При глубине заложения фундаментов не более 5 м, а также при опираний на скальные грунты гидростатическое давление разрешается учитывать только при проверке опор на устойчивость положения.
Автомобильную нагрузку в третьем сочетании принимают из одной колонны при ширине проезжей части моста от 7,0 до 10,5 м; если ширина проезжей части более 10,5 м, ее следует загружать двумя колоннами автомобилей.
Расчётные проверки производят при различных сочетаниях:
- при первом сочетании нагрузок — только по первому предельному состоянию, на прочность материала, при расчетных нагрузках и коэффициентах перегрузки для постоянной нагрузки nп≥1;
- при втором и третьем сочетаниях — по первому предельному состоянию на прочность материала, при расчётных нагрузках и коэффициентах перегрузки nп≥1 с учетом минимального гидростатического давления и nп=0,9 с учетом максимального гидростатического давления;
- по первому предельному состоянию на устойчивость положения по опрокидыванию и сдвигу, также при расчетных нагрузках, но с nп=0,9 и с максимальным гидростатическим давлением;
- по второму предельному состоянию проверяют положение равнодействующей активных нормативных сил с учетом максимального гидростатического давления.
Усилия и моменты от нагрузок, входящих только в дополнительные сочетания, определяют отдельно вдоль и поперек моста и друг с другом не суммируют.
При консольном или неразрезном пролетном строении на промежуточной опоре оно будет опираться центрально, поэтому во. втором сочетании следует загружать не один, а два пролета, а момент от несимметричного загружения пролетов не учитывать. В поперечном направлении по третьему сочетанию загружение опоры не изменяется.
Расчет прочности (устойчивости формы) по сечениям опоры выполняют на центральное или внецентренное сжатие.
Центрально сжатые элементы рассчитывают по формуле (рис. 129, а):
Расчет тела опоры

Здесь F — площадь расчетного сечения: φ — коэффициент понижения несущей способности при сжатии с продольным изгибом, определяемый по CH 200-62 в зависимости от величин β или λ, β = l0/b и λ = l0/r — для бутобетонных и бетонных опор; β = 0,9l0/b и λ = 0,8l0/r — для опор из любой каменной кладки или из бетонных блоков на растворе; b — наименьший размер сечения; r=√I/F — радиус инерции поперечного сечения; l0 — свободная длина элемента. В отношении продольного изгиба массивные опоры рассматривают как стержни с одним жестко заделанным и другим шарнирно неподвижным концами, тогда l0 = O/H, где H — высота опоры от верха оголовка (ригеля) до обреза фундамента.
Расчет тела опоры

Внецентренно сжатые элементы рассчитывают на прочность (устойчивость) в зависимости от относительной величины эксцентриситета, малого или большого (рис. 129,б).
При кладке опоры из природного камня расчеты ведут всегда как при большом эксцентриситете.
При малом эксцентриситете расчетная проверка прочности выражается формулой (рис. 129, в).
Расчет тела опоры
Расчет тела опоры

Здесь φи = φ, если опора из бетона или бутобетона, φи = φ+φс/2, если опора из каменной кладки; φс — коэффициент снижения несущей способности для площади Fc, зависящей от β = h'/ac или λ = h'/rc, где ac и rc — высота и радиус инерции площади Fc, h' — высота части элемента с однозначной эпюрой изгибающего момента; е = yс — расстояние от точки приложения сил ΣN до менее нагруженной грани сечения.
Расчеты устойчивости положения заключаются в проверках на опрокидывание и плоский сдвиг.
Устойчивость на опрокидывание проверяют по формуле
Расчет тела опоры

Эта проверка имеет целью не допустить чрезмерное раскрытие трещин, которые могут появиться в растянутой зоне опор, ограничить самую длину этой растянутой зоны и этим предотвратить выветривание и повысить срок службы опоры.
Если массивные опоры имеют резкие изменения поперечного сечения выше обреза фундамента, описанные расчеты при тех же сочетаниях нагрузок выполняют и по этим сечениям.
Расчет тела опоры

Двухъярусные опоры с верхней железобетонной столбчатой частью и нижней массивной или столбчатые до обреза фундамента опоры рассчитывают по месту заделки столбов. Самую заделку не проверяют, если выдержано конструктивное требование о закреплении столбов в массивной части (фундаменте) заделкой их концов в стаканные гнезда на глубину не менее 1,1 наибольшего поперечного сечения столба.
Столбы по месту заделки рассчитывают на внецентренное сжатие как железобетонную конструкцию, с учетом динамического коэффициента. Расчетным является один из крайних столбов, который работает с перегрузкой при несимметричном расположении временной нагрузки по ширине проезжей части. Эта перегрузка может быть учтена введением коэффициента поперечной установки, считая поперечное распределение временной нагрузки между столбами по методу внецентренного сжатия. Тогда для крайнего столба коэффициент поперечной установки (рис. 130) равен
Расчет тела опоры

Расчеты ведут при тех же трех сочетаниях нагрузок, определяемых, как указывалось выше: первом основном, втором и третьем — дополнительных, при действии горизонтальных нагрузок вдоль и поперек моста.
Расчет тела опоры

При первом и втором сочетаниях временная нагрузка располагается на пролетах, как указано для расчета массивной опоры, при толпе на одном тротуаре, но в третьем сочетании автомобильная нагрузка принимается в виде двух колонн автомобилей, придвинутых к низовому тротуару. Вертикальные постоянные усилия и горизонтальные нагрузки во всех случаях принимают поровну распределенными между отолбами. Несимметричное расположение временной нагрузки при третьем сочетании вызывает вертикальную перегрузку столба, а не изгибающий момент в теле опоры, как это было для массивной опоры. Указания по учету гидростатического давления и применению коэффициентов перегрузки для постоянной нагрузки те же.
Вертикальную временную автомобильную нагрузку и ее воздействия (торможение, поперечные удары) принимают с учетом динамического коэффициента.
Поперечная ветровая нагрузка совместима с продольным торможением и с ледовой нагрузкой, поэтому крайние столбы опоры могут оказаться в условиях одновременного действия изгибающих моментов в двух направлениях и может потребоваться проверка на четвертое сочетание нагрузок (рис. 130, г):
от собственного веса пролетного строения и опоры (ригеля и столбов) — Nn', Nn" и N0, от одной колонны вертикальной автомобильной нагрузки на одном, большем пролете — Nв', без толпы на тротуарах, от продольного торможения Тт, поперечных воздействий — ветрового Wп на пролетное строение и опор и ледового — Tнл или Твл; сочетание дополнительное, коэффициент перегрузки для вертикальной автомобильной нагрузки и торможения равен 0,8n = 1,12 для постоянной нагрузки nп = 0,9; гидростатическое давление учитывается максимальное.
Суммарные усилия на один столб:
Расчет тела опоры

Здесь ледовая нагрузка Tл может быть при низком ледоходе — Tнл и при высоком ледоходе — Твлл, какое из этих воздействий создает больший изгибающий момент в расчетном сечении.
Железобетонный столб рассчитывают по прочности (устойчивость формы) — первое предельное состояние и по трещиностойкости — третье предельное состояние.
При первом сочетании нагрузок изгибающий момент равен нулю или весьма невелик, поэтому расчет по трещиностойкости не требуется, а расчет прочности ведут по центральному сжатию или внецентренному сжатию с малым эксцентриситетом.
При втором и третьем сочетаниях нагрузок эксцентриситет для внецентренно сжатого сечения может быть малым, когда все сечение работает на сжатие, или большим. Если эксцентриситет окажется малым, расчет ведут только по прочности и проверка трещиностойкости не требуется.
При четвертом сочетании нагрузок расчет ведется на косое внецентренное сжатие с учетом одновременного воздействия изгибающих моментов в двух направлениях. Круглый столб в этом случае работает на суммарный момент
Расчет тела опоры

Для гибких столбов необходимо учитывать увеличение эксцентриситета продольной силы вследствие прогиба элемента в плоскости действия момента
Расчет тела опоры

Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent