(3.7)
Принимаем 20 болтов, так как болты ставятся в два ряда.
Число высокопрочных болтов, прикрепляющих соединительные уголки к стенке поперечной балки, определяется по формуле:
(3.8)
Принимаем 12 и 24 болтов соответственно.
где Q - поперечная сила, действующая в соединении (Q0);
m - расчетный коэффициент условий работы;
mb - дополнительный коэффициент условий работы в соединении;
ns - число контактов в соединении;
Qbh - расчетная несущая способность одного высокопрочного болта по одной плоскости контакта:
(3.9)
где mbh - коэффициент условий работы высокопрочных болтов, равный 0,95;
Rbh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению,
Rbh = 0,7Rbun,
Rbun - наименьшее временное сопротивление стали высокопрочных болтов равное 1100 мПа 40Х «селект»;
4. Расчет узла главной фермы моста
Главные фермы стальных пролетных строений представляют собой плоские стержневые конструкции с жесткими узлами и поэтому являются статически неопределимыми системами. В качестве расчетной схемы главных ферм принимают их проектные геометрические схемы с указанием размеров расчетного пролета, панели и высоты
Осевые усилия в элементах главной фермы от нормативных вертикальных нагрузок вычисляют по следующим формулам:
1) от постоянной нагрузки:
(4.1)
2) от временной подвижной нагрузки:
а) для однозначной линии влияния:
(4.2)
б) для двузначной линии влияния:
(4.3)
(4.4)
где n - количество ферм, 2;
н - интенсивность эквивалентной нагрузки в кН/м;
g - постоянная вертикальная нагрузка, (12,7+5,3+4+40) кН/м;
Щ - площадь линий влияния, м.
Площади линий влияния определяются по формулам, указанным в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Параметры линий влияния для треугольной фермы с параллельными поясами.
Расчетные усилия с соответствующими коэффициентами для расчета на прочность и устойчивость вычисляются по формулам:
а) для однозначной линии влияния:
(4.5)
где - равен 1,22.
б) для двузначной линии влияния:
(4.6)
(4.7)
При подборе поперечного сечения элементов главной фермы принимаем сварную коробчатую форму. Необходимую площадь А определяем следующим образом:
а) для растянутых элементов:
(4.8)
где в0 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения, равный 0,85.
б) для сжатых элементов:
(4.9)
где ц - коэффициент, принимаемый равным 0,9.
Также проверим на прочность элементы:
а) для растянутых элементов:
(4.10)
б) для сжатых элементов:
(4.11)
Ширина во всех элементах фермы должна быть одинаковой для удобного соединения их в узлах фасонными листами (рис. 4,1).
Расчет произведем по полученным линиям влияния (рис.4.2) и оформим данные в таблицу 4.2.
Рисунок 4.1 - Поперечное сечение элементов фермы.
Таблица 4.2 - Расчет узла главной фермы моста
|
Элемент фермы |
б |
л, м |
Щ, м2 |
Ng, кН |
Nv, кН |
N, кН |
|
|
Верхний пояс |
0,375 |
60 |
28,125 |
871,875 |
1930,78 |
3738,26 |
|
|
Нижний пояс |
0,375 |
60 |
28,125 |
871,875 |
1930,78 |
3738,26 |
|
|
Нисходящий раскос |
0,125 |
ллев=17,143 |
Щлев=2,4 |
1115,256 |
Nv1=264,76 |
Nmax=1499,624 |
|
|
лпр=42,857 |
Щпр=14,99 |
Nv2=1029.06 |
Nmin=2770,371 |
||||
|
Восходящий раскос |
0,125 |
ллев=25,714 |
Щлев=5,4 |
464,69 |
Nv1=370,71 |
Nmax=1098,363 |
|
|
лпр=34,286 |
Щпр=9,59 |
Nv2=658,35 |
Nmin=1522,38 |
||||
|
Подвеска |
0,5 |
15 |
7,5 |
232,500 |
514,875 |
1431,35 |
|
|
Растянутые элементы: |
|||||||
|
Ант, м2 |
|||||||
|
Нижний пояс |
0,0204 |
||||||
|
Нисходящий раскос |
Ант(Nmax)=0,0082 |
||||||
|
Ант(Nmin)=0,015 |
|||||||
|
Подвеска |
0,0078 |
||||||
|
Сжатые элементы: |
|||||||
|
Абр, м2 |
|||||||
|
Верхний пояс |
0,019 |
||||||
|
Восходящий раскос |
Абр(Nmax)=0,006 |
||||||
|
Абр(Nmin)=0,0083 |
Произведем подбор поперечного сечения элементов фермы и произведем их проверку на прочность используя формулы (4.10) и (4.11):
Рис. 4.2 - Линии влияния металлической фермы.
а) Нижний пояс:
В = 0,36 м; t1 = 0,02 м; t2 = 0,02 м; h = 0,4 м; Ант = 0,0288 м2
б) Верхний пояс:
В = 0,36 м; t1 = 0,02 м; t2 = 0,02 м; h = 0,4 м; Ант = 0,0288 м2