Курсовой проект - проектирование железобетонного моста - файл n1.doc

Курсовой проект - проектирование железобетонного моста
скачать (1064.2 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc1594kb.16.02.2011 21:51скачать
n2.bak
n3.dwg

n1.doc



Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно – строительный университет


Кафедра «Строительных конструкций»

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине «Мосты, транспортные тоннели и путепроводы» на тему:

«Железобетонные мосты на автомобильных дорогах»

Часть II «Расчет балок пролетных строений»
Выполнил: ст.гр.

№ зач. кн.

Проверил:
Тюмень

2010 г.
Содержание
1. Исходные данные …………………………………………………………...14

2. Усилия от постоянных нагрузок …………………………………………...16

3. Усилия от временных подвижных вертикальных нагрузок ……………...19

4. Суммарные нормативные и расчётные усилия ……………………….…..25

5. Расчёт нормального сечения балки…………………………………….…..25

6. Определение мест отгиба стержней в ребре балки…………………….…27

7. Расчет наклонных сечений балки на прочность по поперечной силе изгибающему моменту………………………………………………………...29

8. Расчёт и конструкция плиты балки. …..………………………..………….32

9. Трещиностойкость бетона балки…………………………………………...36

10. Жёсткость балки………..…………………………………………….…….38

11. Подбор и характеристика резиновых опорных частей…………………..39

Список литературы…………………………………………………………….41



  1. Исходные данные

Вариант № 78

Габарит моста: Г 11,5

Ширина тротуара: Т = 1,0 м.

Ширина стыка: b = 0,38 м.

Ширина консоли: f = 0,72 м.

Длина балки: L = 21 м.

Расчётная длина балки: Lp = 20,4 м.

Монтажный вес балки: Pб = 236 кН.



арматура класса АIII.

класс бетона по прочности В40.

Класс водного пути 7.
Характеристика балки


lп, м

lр, м

С, м

h, м

hp, м

Vб, м3

Рб, кН

21

20,4

0,3

1,2

1,02

9,45

236


Размеры для схем компоновки пролетных строений


Категория дороги



Габарит

Кол-во балок

Ширина тротуара

Ширина проезж.

части

Ширина полосы безопасности

Расстояние между балками

Расст. между кр. балками

Рас.м\у осью балки и габарит

Ширина стыка

Ширина консоли

Расстояние до заклд. изделия

Г

N

T

ПР

ПБ

a

A

g

b

f

d

II

Г-11,5

8

1,00

7,50

2,00

1,68

11,76

0,13

0,38

0,72

0,25



2. Усилия от постоянных нагрузок.

Габарит моста: Г 11,5

Ширина тротуара: Т = 1,0 м.

Ширина стыка: b = 0,38 м.

Ширина консоли: f = 0,72 м.

Расчётная длина балки: Lp = 20,4 м.

Монтажный вес балки: Pб = 236 кН.

Ширина покрытия:



м.





1.Вес покрытия проезжей части:

,

где: ta - толщина покрытия,

ba - ширина покрытия,

a = 22,56 кН/м3 – объемный вес асфальтобетона;
2.Вес защитного слоя железобетона:

,

где: tз - толщина защитного слоя,

з = 24,53кН/м3 – объемный вес железобетона;
3.Вес гидроизоляции:

,

где: tг - толщина гидроизоляции,

г = 14,72кН/м3 – объемный вес гидроизоляции;
4.Вес выравнивающего слоя бетона:

,

где: tв - толщина выравнивающего слоя,

в = 23,54кН/м3 – объемный вес выравнивающего слоя;
5.Вес перил:



6.Вес барьерного ограждения марки 11МО - 3Ц:



7.Вес бордюрного ограждения:



8.Вес тротуарной плиты:

,

где: tп - толщина плиты = 0,1 м.

bп = Т–0,15 – ширина тротуарной плиты,

= 24,53 кН/м3 – объемный вес железобетонной тротуарной плиты;



9.Вес асфальтобетонного покрытия тротуара:

,

где: tта - толщина покрытия,

bт– ширина покрытия,

= 22,56 кН/м3 – объемный вес покрытия;



10.Вес карнизного блока:



11.Вес крайней балки и монолитных участков плиты:

,

где: б = 24,53 кН/м3.


Сумма нормативных нагрузок от собственного веса:






Расчётные нагрузки:
Gp = f1 ( G1+ G9) + f2 (G2 +G3 +G4) + f3(G5 +G6 +G7 +G8 +G10 +G11),

где:

f1= 1,5 – коэффициенты надежности для конструкций покрытия ездового полотна и тротуара автодорожных (городских) мостов;

f2 = 1,3 – коэффициенты надежности для конструкций выравнивающего, изоляционного и защитного слоев;

f3 = 1,1 – коэффициенты надежности для остальных конструкций.








3. Усилия от временных подвижных вертикальных нагрузок.
Габарит моста: Г 11,5

Реакции балки R:







Для нагрузки НК - 100:


b = 0,1498



тогда:




Коэффициент поперечной установки для НК - 100:







Нагрузка А14 без нагрузки на тротуарах:









Нагрузка А14 с пешеходной нагрузкой:












Схема расположения расчётных сечений и линии влияния М и Q



Для линии влияния М1:



Для линии влияния Q1:

Для линии влияния Q2:

Для нагрузки НК-100:

м.



кН/м.

кН/м.
кН/м.

м2.

– коэффициент динамичности НК;

;.

.

;

.

кН/м.

кН/м.

кН/м.

м.

кН.

кН.

кН/м.

кН/м.

кН/м.

м.

кН.

кН/м.
Для нагрузки А14 без нагрузки на тротуарах:





,

где ? – длина загружения для соответствующей линии влияния, ?=Lp=20,4 для л.в. М1 и Q2, ?= lp/2=10,2 для л.в. Q1.

для линий влияния и:

м.

- коэффициент надежности для тележки АК;

принимаем

для линии влияния :

м.

– коэффициент надежности для тележки АК, при этом ;

принимаем

– коэффициент надежности для равномерно распределенной части нагрузки АК;

кН/м. – равномерно распределенная часть нагрузки А14 на одну колонну;

- коэффициент динамичности, который в зависимости от длины загружения ? различается для разных линий влияния;
для линий влияния и:

для линии влияния :

кН/м.

кН/м.

кН/м.

;



кН/м.

кН/м.

кН/м.

; кН.

кН.

; кН.

кН.

кН/м.

кН/м.

кН/м.

; кН.

кН.

; кН.

кН.
С учётом нагрузки на тротуарах:







кН/м.

– нагрузка на тротуаре, ;

для линий влияния и:

для линии влияния :

- коэффициент надежности для нагрузки на тротуарах;

; .





; кН.

кН.

; кН.

; кН.

кН.

; кН.






НК

А14

А14 + тротуар



320,09

320,713

191,483



332,299

479,565

276,97



25,643

24,31

13,658



28,2073

41,4784

22,46



61,216

64,496

38,33



67,338

96,50

55,51



= 320,713

= 479,565

= 25,643кН.

= 41,4784кН.

= 64,496 кН.

= 96,50 кН.

4. Суммарные нормативные и расчётные усилия











5. Расчёт нормального сечения балки
м.

Арматура класса АIII.

Класс бетона по прочности В40.

Предположим что: - высота сжатой зоны бетона ;

- защитный слой бетона

Тогда, площадь растянутой арматуры ребра будет равна:

,

где: расчетный суммарный изгибающий момент в сечении 1-1;

расчетная высота сечения;

расчетное сопротивление растянутой арматуры ребра;



Диаметр d, мм

22

25

28

30

32

34

36

Площадь, , см2

3,80

4,91

6,15

7,07

8,04

9,07

10,17

Количество, шт

14,53

11,25

8,98

7,81

6,87

6,09

5,43


Принимаю 12 стержней d=25 мм.

Расстояние до центра тяжести арматуры

Высота сжатой зоны бетона ;
Предельный изгибающий момент, при этом:

условие выполняется.

Окончательно принимаем: 1225 АIII.
Схема армирования ребра балки 1225 АIII.



6. Определение мест отгиба стержней в ребре балки.



стержней

Принимаем, что: 4 стержня доводим до краёв балки.

3 пара стержней:











фактические значения мест отгиба:











4 пара стержней:











фактические значения мест отгиба:











5 пара стержней:











фактические значения мест отгиба:










6 пара стержней:







фактические значения мест отгиба:





7. Расчёт наклонных сечений балки на прочность по поперечной силе и изгибающему моменту.
Длина проекции сечения: ,

где: расчётное сопротивление бетона растяжению, ;

толщина ребра балки;

рабочая высота сечения;

шаг хомутов;

d=8мм. диаметр арматуры хомута;

площадь хомутов;







условие выполняется.

Проверка шага хомутов:









Принимаю , то

, то принимаю С=2,116 м., то





Принимаю: С=2,116м., u=0,2 м.
Условие обеспечения прочности по сжатому бетону между наклонными трещинами.



коэффициент условия работы хомутов с бетоном.



- модуль упругости арматуры;

- модуль упругости бетона;



- коэффициент работы бетона;







404,25 < 1084,75 - условие выполнено.
Условие обеспечения прочности по арматуре.

,

где:

- коэффициент, определяемый углом наклона сечения 3-3 к продольной оси балки.

,то



площадь горизонтальной арматуры,

В качестве верхней горизонтальной конструктивной арматуры принял АIII d=16мм.



- поперечная сила, передаваемая на бетон сжатой зоны;





При этом






Коэффициент приведения арматуры к бетону:

– коэффициент приведения арматуры к бетону.





Момент инерции:



Статический момент нижней части:









1,858 < 3,6 - условие выполнено.







, получаем:

, принимаем в качестве расчётного значения

,

где:



- максимальное усилие которое может выдержать балка.
Расчет наклонных сечений по изгибающему моменту.












условие прочности наклонного сечения выполняется
8. Расчет и конструкция плиты балки.
Размеры площадки а2 и b2 для передачи усилий от колеса на поверхность плиты для нагрузки НК-100:



, то



Расчетная ширина плиты, воспринимающая изгибающий момент от давления колеса:

, но не менее 2/3 lb.





- площадь участка линии влияния М0 в границах распределения временной местной нагрузки;



Расчетная нагрузка собственного веса конструкций:

- Интенсивность распределения НК при Р=124,9кН и для Н1



Балочный изгибающий момент от временной нагрузки определяется в виде: ,

Балочный изгибающий момент от постоянных нагрузок:


Размеры площадки а2 и b2 для передачи усилий от колеса на поверхность плиты для нагрузки А14:



, то



Расчетная ширина плиты, воспринимающая изгибающий момент от давления колеса:

, но не менее 2/3 lb.









Расчетная нагрузка собственного веса конструкций:



Интенсивность распределения А14 при Р=68,7Кн:

,

где:



кН/м

, то



Балочный изгибающий момент от временной нагрузки определяется в виде:

,

Балочный изгибающий момент от постоянных нагрузок:



Балочный момент определяется от совместного действия временных и постоянных нагрузок, в качестве временной нагрузки следует рассмотреть нагрузку АК или НК и выбрать из них ту, которая вызывает наибольший изгибающий момент, в нашем случае наибольший изгибающий момент вызывает нагрузка АК:

, т.е.


Изгибающие моменты в сечениях 1-1 и 2-2 (М1 и М2) определяются через балочный момент М0, который определяется для разрезной балки пролетом lb :





В качестве расчётного принимаем:



;

Пусть высота сжатой зоны: м;

Примем диаметр d = 10 мм.

тогда м.

м2;

d = 12 мм м2;

стержней.
Определяем площадь для 8 стержней:
м2;

м;


33,433<34,73 <35,105 - условие выполнено.


Окончательно принимаем: 812 АIII с шагом 120 мм.





9. Трещиностойкость бетона балки.

Проверка трещиностойкости заключается в определении ширины раскрытия трещин

,

где: - раскрытие трещины;

- растягивающие напряжения в арматуре в крайних стержнях балки:



Е – модуль упругости арматуры;

= 0,03см – предельное значение расчетной ширины раскрытия трещин;

- коэффициент раскрытия трещин для стержневой арматуры, где:

- радиус армирования (см) для нормальных трещин, при этом:

=0,85 – коэффициент для вертикальных рядов из двух стержней;

n – число арматурных элементов с одинаковым диаметром ;

d – диаметр арматурного стержня (см);

Ar – площадь зоны взаимодействия, принимаемая ограниченной наружным контуром сечения и радиусом взаимодействия r = 6d.

;

, то

Раскрытие трещины составляет:


0,0126 < 0,03 - проверка выполняется.

10. Жёсткость балки.
Условие обеспечения требуемой жесткости:

м.,

где: f - прогиб балки от временной нормативной нагрузки посередине пролета:

,

где: - жесткость балки с учетом трещин.

Определение положения центра тяжести сечения, относительно верхней грани плиты:





Положение центра тяжести сечения:



Момент инерции бетонного сечения:








> 0,0079- условие выполнено, прогиб в пределах нормы.


11. Подбор и характеристика резиновых опорных частей.

,

где: ;

a и b – размеры опорной части;

m=0,7 – коэффициент условия работы;

RC=15 МПа – расчётное сопротивления на сжатие, то

,



условие выполняется.

Действие тормозных сил.

Нормативная суммарная тормозная сила:



Максимальная тормозная сила Нmax=343,6 кН

Минимальная тормозная сила Нmin=109,2 кН

Расчётная тормозная сила:





, где для резины НО , то

условие выполняется.

Температурные деформации.

,

где: модуль сдвига, при t>-40°



линейное перемещение

коэффициент надёжности;

коэффициент линейного расширения;

расчётная разница температур;

L=21 м длина балки,





0,524 МПа<3,15 МПа - условие выполняется.

Совместное действие тормозных сил и температурных деформаций



0,7052 МПа?3,15 МПа - условие выполняется.

Проверка опорной части на проскальзывание.

Fтр>H,

где:



21,168<38,46 - условие выполняется.

Проверка опорной части на перемещение.





0,021>0,0121 – условие выполняется.

Список литературы.
1. Дейнека А.В. Методические указания по выполнению курсового проекта «Железобетонные мосты на автомобильных дорогах» Часть II «Расчёт балок пролётных строений»



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации