Исходные данные для определения силовых факторов и деформаций от вертикальных нагрузок и предварительного напряжения » Строительный вестник
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Исходные данные для определения силовых факторов и деформаций от вертикальных нагрузок и предварительного напряжения

Исходные данные для определения силовых факторов и деформаций от вертикальных нагрузок и предварительного напряжения



Стадии и этапы работы

Определение силовых факторов (осевых усилий, изгибающих и крутящих моментов, поперечных сил, а также нормальных и касательных напряжений), действующих в элементах конструкций, как известно, предшествует большинству расчетных проверок конструкции — по прочности, устойчивости, выносливости, жесткости, трещиностойкости и т. д.
Для возведения и загружения сталежелезобетонных пролетных строений, как и некоторых других современных конструкций, характерно последовательное включение в работу частей конструкции (в данном случае — стальной части, железобетонной плиты и других железобетонных частей, высокопрочной арматуры и т. д.). Поэтому необходимые для расчета силовые факторы в поперечных сечениях сталежелезобетонных элементов определяют суммированием составляющих силовых факторов, возникающих на различных последовательных стадиях и этапах работы, соответствующих условиям возведения и загружения конструкции.
Число стадий работы поперечного сечения определяется количеством его частей, последовательно включаемых в работу. Например, поперечные сечения простой объединенной балки имеют обычно две стадии работы: I стадия соответствует работе стальной балки (без железобетона) на нагрузки от веса стальных конструкций и железобетонной плиты, а II стадия — работе стальной балки, объединенной с железобетонной плитой, на нагрузку от веса полотна проезда с обустройствами и на временную вертикальную нагрузку.
Если некоторые части сечения включаются в работу не последовательно, а одновременно, то количество стадий соответственно меньше количества всех частей. Если схема конструкции или схема приложения постоянных нагрузок и воздействий изменяется на протяжении одной стадии работы, последнюю дополнительно расчленяют на этапы работы.
Для разных поперечных сечений одни и те же нагрузки и воздействия могут иногда относиться к разным стадиям работы, например, при включении железобетонной плиты в работу по участкам.
Для четкого определения понятия стадии работы необходимо уточнить термин «включение в работу». Для железобетонной плиты включением в работу считают объединение ее со стальной конструкцией или продольное предварительное напряжение ее на стальной конструкции перед объединением. Таким образом, сборную железобетонную плиту, свободно уложенную на стальную конструкцию, не считают включенной в работу, даже если она воспринимает значительные местные нагрузки. Для высокопрочной арматуры включением в работу является ее натяжение.
Распределение силовых факторов по стадиям и этапам работы относится только к вертикальным нагрузкам и предварительному напряжению. Силовые факторы от других воздействий (усадки бетона, колебаний температуры, горизонтальных нагрузок и т. д.), возникающие обычно на последней стадии работы, для удобства расчета не включают в силовые факторы соответствующей стадии и учитывают отдельно.
Внешние и внутренние силовые факторы

Разделение силовых факторов на внешние и внутренние целесообразно при расчете любой конструкции, обладающей внутренней статической неопределимостью и способностью к перераспределению силовых факторов между частями конструкции при неизмененных внешних нагрузках и опорных реакциях. Внешними называются силовые факторы, уравновешенные вне рассматриваемой конструкции или ее части соответствующими нагрузками и реакциями, а внутренними — силовые факторы, уравновешенные внутри рассматриваемой конструкции или ее части. Из этого общего определения следует, что отнесение силового фактора к внутреннему или внешнему зависит от того, что именно рассматривают в данном расчете — всю конструкцию пролетного строения, какую-либо сложную ее часть (например, главную или связевую ферму, ростверк проезжей части и т. д.)., один из элементов или же только сечение элемента.
В расчетах сталежелезобетонных пролетных строений мы будем пользоваться делением силовых факторов на внешние и внутренние, как правило, по отношению к поперечным сечениям сталежелезобетонных элементов.
Соответственно внешними будут силовые факторы, уравновешенные за пределами рассматриваемого поперечного сечения, т. е. изгибающие моменты, осевые усилия, поперечные силы и крутящие моменты, вычисленные для полного поперечного сечения данной стадии работы, а также напряжения, вызываемые этими усилиями и моментами. Внешние усилия и моменты являются равнодействующими внешних напряжений.
Внутренними силовыми факторами будут напряжения, уравновешенные в пределах рассматриваемого поперечного сечения, а также усилия и моменты, вычисленные для определенной части рассматриваемого поперечного сечения как равнодействующие внутренних напряжений. Равнодействующая внутренних напряжений в полном сечении всегда равна нулю. Следовательно, внутренний изгибающий момент, внутреннее осевое усилие и другие внутренние усилия и моменты для любого полного сечения также всегда равны нулю. Говорить о внутренних усилиях и моментах можно только применительно к частям рассматриваемого сечения. Например, если рассматривается все поперечное сечение объединенной балки, то различают внутренние осевые усилия для железобетонной плиты и для стальной части сечения.
Обозначения

Расчеты сталежелезобетонных пролетных строений отличаются, вообще говоря, значительной сложностью, связанной с сочетанием специфики стальных и железобетонных конструкций, с внутренней статической неопределимостью, с постадийностью возведения и загружения, с использованием предварительного напряжения и регулирования. Сложность расчетов предъявляет повышенные требования к системе обозначений в расчетных формулах. Эта система должна быть единой для всех расчетов сталежелезобетонных пролетных строений и обладать стройностью, чтобы расчетчик без особого труда мог ориентироваться в учитываемых воздействиях и составе сечения на различных стадиях и этапах работы, правильно оперировать с внешними и внутренними силовыми факторами и т. д.
В этой книге использована та же разработанная автором система обозначений, которая принята в Технических условиях CH 200-62 и Технических указаниях BCH 92-63. Основная особенность этой системы обозначений состоит в применении верхних и нижних индексов, причем верхние индексы определяют в большинстве случаев стадии работы и учитываемые нагрузки и воздействия, а нижние индексы — состав сечения, наименование фибры или точки и другие геометрические и конструктивные особенности. Основные индексы сведены в табл. 10. Некоторые другие индексы пояснены ниже по мере их использования в формулах, помещенных в книге.
Исходные данные для определения силовых факторов и деформаций от вертикальных нагрузок и предварительного напряжения

Для силовых факторов и геометрических характеристик сечений использованы общепринятые обозначения: M — для изгибающих моментов; N — для осевых усилий; Q — для поперечных сил; а — для нормальных напряжений; F — для площади; I — для момента инерции и т. д.
Верхние индексы внутренних силовых факторов всегда снабжены чертой сверху. Верхние индексы внешних силовых факторов снабжены чертой снизу, когда необходимо отличить их от внутренних или суммарных силовых факторов.
Приведем примеры обозначений с верхними индексами.
MI — изгибающий момент I стадии работы;
NIIa — осевое усилие этапа «а» II стадии работы;
Qga — поперечная сила от постоянных вертикальных нагрузок этапа «а»;
MrII — изгибающий момент от предварительного напряжения во II стадии работы;
MII,п — изгибающий момент II стадии работы с учетом его изменений (в статически неопределимых системах) от ползучести бетона и обжатия поперечных швов;
σIII,п — напряжение III стадии работы с учетом изменений (в статически неопределимых системах) внешних силовых факторов от ползучести бетона и обжатия поперечных швов, но без учета внутренних напряжений от ползучести бетона и обжатия поперечных швов;
σIV,п — напряжение IV стадии работы с учетом всех его изменений от ползучести бетона и обжатия поперечных швов (внутренних в статически определимых и суммарных в статически неопределимых системах);
σп- — внутреннее напряжение от ползучести бетона и обжатия поперечных швов.
Для обозначения состава или центра тяжести сечения, включающего несколько совместно работающих частей, соответствующие нижние индексы соединяют вместе. Если используют площади частей сечений, имеющих различные модули упругости, то применяют характеристики, приведенные к прокатной стали. Если используют площадь только бетона (или только высокопрочной арматуры), то характеристику применяют без приведения ее к прокатной стали. Например:
Fба — суммарная площадь бетона «б» (приведенного к стали) и обычной арматуры;
FБ — площадь бетона «Б» без приведения к стали;
Iстб — момент инерции сечения, включающего все стальные части и бетон «б», приведенный к стали.
Расстояния по высоте между двумя точками, фибрами или осями поперечного сечения обозначают буквами z с соответствующими индексами. Например:
zстб.н — расстояние от центра тяжести полного приведенного объединенного сечения до фибры «н».
Для обозначения сложных геометрических характеристик используют по 2 нижних индекса, причем первым ставят индекс, определяющий фибру или часть сечения, а вторым — индекс, определяющий состав или центр тяжести всего упруго работающего сечения. Например:
Wв,с = Ic/zв,с — момент сопротивления для фибры «в» сечения стальной части конструкции;
Sб,стб = Fб zб,стб — статический момент сечения бетона относительно центра тяжести полного приведенного объединенного сечения.
Такие же индексы, как при моментах сопротивления, применяют и для обозначения соответствующих напряжений.
Добавлено Serxio 27-01-2016, 21:34 Просмотров: 1 326
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