9.4 Расчеты следует выполнять, как правило, исходя из гипотезы плоских сечений, без учета податливости швов объединения стальной и железобетонной частей. Податливость швов объединения необходимо учитывать для балок пролетом менее 8 м и решетчатых ферм с панелями менее 8 м.
9.5 В расчетах сталежелезобетонных конструкций следует применять коэффициент приведения nb = Est / Eb, здесь Еst = 2,06·105 МПа - модуль упругости конструкционного металла стальной части, Еb - модуль упругости бетона при сжатии и растяжении, определяемый по 7.32.
9.6 Состав расчетов и виды учитываемых в них неупругих деформаций следует принимать по таблице 9.1. Как правило, неупругие деформации надлежит также учитывать при определении усилий в элементах статически неопределимых систем. Допускается приближенный учет неупругих деформаций бетона с использованием при этом условных модулей упругости по приложениям Щ и Э.
Таблица 9.1
Нагрузки и воздействия | Неупругие деформации, учитываемые в расчетах | ||||||
по прочности и устойчивости | на выносливость | по трещиностойкости | вертикальной и горизонтальной жесткости | ординат строительного подъема (для конструкций со сборной плитой) | |||
статически определимых пролетных строений железнодорожных мостов | пролетных строений автодорожных, городских и пешеходных мостов | по образованию трещин | по раскрытию трещин | ||||
Постоянные | kr, us | vkr, us | kr, us | kr, us | kr, us | - | kr, us |
Временные | cr, pl | vkr, us | cr | wud | cr | wud | wud |
вертикальные | |||||||
Температурные и усадочные | cr, pl | - | - | wud | cr | - | - |
Временные поперечные горизонтальные | pl | - | - | - | - | wud | - |
При транспортировании, монтаже, предварительном напряжении и регулировании | wud | - | - | wud | cr | - | wud |
Обозначения, принятые в таблице 9.1: kr - ползучесть бетона; us - обжатие поперечных швов сборной железобетонной плиты; vkr - виброползучесть бетона; cr - поперечные трещины в железобетоне (от всей совокупности действующих нагрузок); pl - ограниченные пластические деформации стали и бетона (от всей совокупности действующих нагрузок и только при проверке сечения); wud - без учета неупругих деформаций: тире (-) обозначает, что расчет не производится. |
9.7 Ползучесть бетона необходимо учитывать при определении усилий и моментов от постоянных нагрузок и воздействий, если наибольшие напряжения в бетоне от них превосходят 0,2 Rb, где Rb - расчетное сопротивление бетона сжатию по 7.24.
|
|
При определении влияния ползучести бетона на сталежелезобетонную конструкцию следует, как правило, учитывать изгибную жесткость железобетонной части конструкции ЕbIb.
Ползучесть бетона допускается учитывать приближенно по приложению Щ, если ЕbIb ≤ 0,2 EstIs; здесь EstIs - изгибная жесткость стальной части конструкции.
|
|
Потери натяжения напрягаемой арматуры от ползучести бетона, а также дополнительные деформации от обжатия поперечных швов сборной железобетонной плиты следует определять по приложению Щ.
9.8 Расчет на выносливость зон железнодорожных мостов, в которых временная нагрузка увеличивает сжимающие напряжения в бетоне, следует выполнять с учетом виброползучести бетона по приложению Щ.
9.9 При расчетах на усадку бетона разгружающее влияние усадки не учитывается.
Предельную относительную деформацию усадки бетона εshr следует принимать равной 2·10-4 для монолитной плиты и 1·10-4 для сборной плиты.
Допускается уравновешенные в пределах поперечного сечения напряжения от усадки бетона определять по приложению Э.
Ползучесть бетона от усадочных напряжений допускается учитывать путем применения в расчетах условного модуля упругости бетона Eef,shr = 0,5 Eb.
9.10 В расчетах на температурные воздействия следует учитывать разность температуры железобетонной и стальной частей сечения. Разность температуры следует определять, как правило, на основании теплофизических расчетов.
Расчеты на температурные воздействия допускается выполнять, принимая распределение температуры в сечении неизменным по длине сталежелезобетонного пролетного строения и исходя из следующих нормативных наибольших значений разности температуры tn,max железобетонной плиты и стальной конструкции:
а) для пролетных строений со стальными балками со сплошной стенкой при езде поверху (рисунок 9.1, а):
в случае когда температура стали выше, чем железобетона, и балка подвергается нагреву от воздействия солнечных лучей при наклоне их к горизонту 30° и более, - 30°С;
в случае когда температура стали выше, чем железобетона, но балка не подвергается нагреву от воздействия солнечных лучей, - 15°С;
в случае когда температура стали ниже, чем железобетона, - минус 15°С;
б) для пролетных строений с решетчатыми главными фермами при езде поверху:
в случае когда температура стальных элементов фермы выше, чем железобетона, независимо от условий освещения солнцем, - 15°С;
в случае когда температура стальных элементов фермы ниже, чем железобетона, - минус 10°С;
в) для пролетных строений с главными балками со сплошной стенкой или с решетчатыми главными фермами и расположенной между ними железобетонной плитой с ездой понизу или посредине:
в случае когда температура стали выше, чем железобетона, - 20°С;
в случае когда температура стали ниже, чем железобетона, - минус 15°С;
г) для пролетных строений железнодорожных мостов с безбалластной плитой в проезжей части и в пролетных строениях автодорожных и городских мостов с ездой поверху без (до) устройства на железобетонной плите проезжей части одежды ездового полотна в случае когда температура железобетона выше, чем стали, - 20°С.
Определение усилий и напряжений от температурных воздействий следует выполнять:
по «а» - с принятием по высоте стальной части сечения криволинейной эпюры разности температуры (рисунок 9.1, б) с ординатой в i -й точке
(9.1) |
где Zb 1, i, hw - по рисунку 9.1, а, см;
по «б» и «в» - с принятием прямоугольной эпюры разности температуры по всей высоте стальной части сечения;
по «г» - с принятием криволинейной эпюры разности температуры по рисунку 9.1, в, с ординатой в i -й точке
(9.2) |
где Zbf,i - по рисунку 9.1, в, см.
В пролетных строениях с ездой поверху стальную часть коробчатого сечения допускается условно разделять на балки двутаврового сечения и при этом учитывать разность температуры по рисунку 9.1, б. Допускается уравновешенные в пределах поперечных сечений напряжения от изменений температуры определять по приложению Э.
|
|
а - схема поперечного сечения: б - криволинейная эпюра разности температуры по высоте стальной части сечения; в - криволинейная эпюра разности температуры для верхней части сечения балки
Рисунок 9.1 - Поперечное сечение сталежелезобетонной конструкции и расчетные эпюры разности температуры
9.11 Сжатую железобетонную плиту следует рассчитывать по прочности, трещиностойкости, а в железнодорожных мостах - и на выносливость.
Влияние развития ограниченных пластических деформаций бетона и стали на распределение усилий в статически неопределимых конструкциях допускается не учитывать.
9.12 Растянутую железобетонную плиту следует рассчитывать по прочности и трещиностойкости. Категории требований по трещиностойкости следует принимать согласно 7.95.
Жесткость при растяжении железобетонной плиты с учетом образовавшихся трещин определяется выражением ErAr / ψcr, здесь Еr, Аr - модуль упругости и площадь сечения продольной арматуры плиты, ψcr - коэффициент, учитывающий частичное вовлечение бетона между трещинами в работу на растяжение и принимаемый по таблице 9.2.
В статически неопределимых системах усилия следует определять с учетом влияния наличия поперечных трещин в железобетонной плите.
Для сборной необжатой железобетонной плиты, у которой продольная арматура не стыкуется, жесткость при растяжении следует принимать равной нулю.
Таблица 9.2
Арматура | Значения коэффициента ψ cr для | ||
железнодорожных мостов при расчете | автодорожных и городских мостов при расчетах по прочности и трещиностойкости | ||
по прочности | по трещиностойкости | ||
Гладкая, пучки высокопрочной проволоки, стальные канаты | 1,00 | 1,00 | 0,70 |
Периодического профиля | 1,00 | 0,75 | 0,50 |
9.13 Расчеты плиты проезжей части на местный изгиб и совместную работу с главными балками допускается выполнять независимо один от другого, при этом суммировать усилия и деформации следует только в случае работы плиты на местный изгиб в продольном направлении.
|
|
9.14 Расчет поперечного сечения следует выполнять по стадиям, число которых определяется количеством частей сечения, последовательно включаемых в работу.
Для каждой части сечения действующие напряжения следует определять суммированием их по стадиям работы.
9.15 Учитываемую в составе сечения расчетную ширину железобетонной плиты bsl следует определять как сумму расчетных величин свесов плиты в обе стороны от оси стальной конструкции (рисунок 9.2). Расчетное значение свеса плиты следует, как правило, определять пространственным расчетом; допускается принимать ее значение в соответствии с таблицей 9.3.
Рисунок 9.2 - Схема для определения расчетной ширины железобетонной плиты, учитываемой в составе сечения
Таблица 9.3
Положение свеса плиты относительно стальной части, его обозначение | Параметр плиты l | Расчетная величина свеса плиты |
Свес в сторону соседнего стального элемента b | Св. 45 Менее 45 | В /2 а + 6 tsl, но не более B /2 и не менее l /8 |
Свес в сторону консоли bс | Св. 12 C Менее 12 C | С а + 6 tsl,c, но не более С и не менее l /12 |
Обозначения, принятые в таблице 9.3: а - половина ширины железобетонного ребра или вута, а при их отсутствии - половина ширины контакта железобетонной плиты и стального пояса; tsl, tsl,c - средняя толщина железобетонной плиты соответственно в пролете и на консоли (за вычетом ребра или вута); l - параметр плиты, равный: длине пролета - для главных балок или ферм; длине панели - для продольных балок проезжей части; расстоянию между главными фермами или ширине железобетонной плиты поперек моста, если она меньше этого расстояния, - для поперечных балок проезжей части; В - расстояние между осями стальных конструкций, равноценных по жесткости (см. рисунок 9.2); С - конструктивный консольный свес плиты от оси стальной конструкции (см. рисунок 9.2). |
9.16 Площадь железобетонной плиты Ab, а в расчетах на кручение - также ее толщину tsl и ширину ребра или вута следует принимать поделенными на коэффициент приведения nb согласно 9.5. При учете неупругих деформаций допускается использовать коэффициенты приведения, найденные по условным модулям упругости бетона, определяемым по приложениям Щ и Э.
Площадь продольной арматуры, имеющей сцепление с бетоном, следует принимать поделенной на коэффициент приведения nr = Est / Еr, где Еr - модуль упругости ненапрягаемой Ers или напрягаемой Еrр арматуры, принимаемый по таблице 7.19.
Подливку, одежду ездового полотна и верхнее строение железнодорожного пути в составе расчетного поперечного сечения учитывать не следует.
9.17 Центры тяжести стального и приведенного сечений следует определять по сечению брутто.
Ослабление сечений болтовыми отверстиями учитывается согласно 8.24.
9.18 Прочность и устойчивость стальных балок при монтаже проверяют согласно 8.41, 8.42 и 8.51.
Прочность и трещиностойкость конструкций и их элементов при предварительном напряжении, транспортировании и монтаже следует проверять в предположении упругой работы стали и бетона. Проверку следует осуществлять без учета ползучести, усадки бетона и обжатия поперечных швов, но с учетом влияния потерь предварительного напряжения согласно разделу 7.