Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.4.027-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Металлические и сталежелезобетонные конструкции.
═
ОДМ 218.4.027-2016
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Металлические и сталежелезобетонные конструкции*
Предисловие
1. РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения".
2. ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.
3. ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 09.11.2016 N 2326-р.
4. ИМЕЕТ рекомендательный характер.
5. ВВЕДЕН взамен ОДН 218.0.032-2003 Временное руководство по определению грузоподъемности мостовых сооружений на автомобильных дорогах.
1 Область применения
Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ, Рекомендации) является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве, содержащим методику определения грузоподъемности мостовых сооружений с учетом технического состояния элементов их конструкций.
Настоящий методический документ рекомендуется для применения при определении грузоподъемности мостовых сооружений, эксплуатируемые на федеральных автомобильных дорогах Российской Федерации. В остальных случаях методический документ может использоваться по решению органов управления автомобильных дорог субъектов РФ.
Положения настоящего методического документа предназначены для применения проектными и специализированными организациями, выполняющими работы по диагностике, обследованию, испытаниям и оценке технического состояния мостовых сооружений, а также мостовыми подразделениями органов управления автомобильными дорогами при организации и приемке обследовательских работ в соответствии с правилами применения документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства [1].
Настоящий методический документ включает следующие тома (книги):
ОДМ 218.4.025-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Общая часть.
ОДМ 218.4.026-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Бетонные и железобетонные конструкции.
ОДМ 218.4.027-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Металлические и сталежелезобетонные конструкции.
ОДМ 218.4.028-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Опорные части, опоры и фундаменты.
ОДМ 218.4.029-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Определение грузоподъемности конструкций деревянных мостов.
При определении грузоподъемности допускается использование иных от приведенных в настоящем методическом документе алгоритмов и программ. Обоснованность применения таких алгоритмов и программ должна быть подтверждена сертификатом их соответствия действующим нормам проектирования мостовых сооружений, выданным уполномоченным органом, либо предыдущим успешным опытом применения при проведении технических экспертиз соответствующей направленности по заданиям Федерального дорожного агентства.
2 Нормативные ссылки
В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:
СП 16.13330.2011. Свод правил. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*;
СП 35.13330.2011. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*;
ОДМ 218.1.001-2010 Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства;
ОДМ 218.4.025-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Общая часть;
ОДМ 218.4.026-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Бетонные и железобетонные конструкции;
ОДМ 218.4.003-2009 Рекомендации по объединению металлических балок с монолитной железобетонной плитой посредством непрерывных гребенчатых упоров в сталежелезобетонных пролетных строениях мостов;
ОДМ 218.2.044-2014 Рекомендации по выполнению приборных и инструментальных измерений при оценке технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах.
3 Термины и определения
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
временная вертикальная нагрузка: Произвольное транспортное средство (средства), расположенное в пределах ездового полотна мостового сооружения.
воздействие от нагрузки: Усилия, напряжения, деформации, перемещения в конструкции (элементе конструкции), возникающие от действия внешних нагрузок (постоянных, временных, температурных и пр.).
грузоподъемность: Характеристика (показатель) технического состояния мостового сооружения, соответствующая максимальному воздействию временной вертикальной нагрузки, при котором не наступает предельное состояние первой группы ни в одной из основных несущих конструкций сооружения.
Примечание. Грузоподъемность сооружения в целом определяется грузоподъемностью наиболее слабой из основных несущих конструкций.
дефект в мостовом сооружении (дефект): Каждое отдельное несоответствие в мостовом сооружении установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
допустимый класс нагрузки: Мера экстремально допустимого воздействия временной вертикальной нагрузки определенной структуры, которое не вызывает наступление предельного состояния первой группы в несущих конструкциях при нормальной эксплуатации сооружения.
Примечания
2. Для нагрузок от колонн автомобилей допустимый класс нагрузки соответствует допустимой массе отдельного автомобиля из состава колонны.
класс грузоподъемности: Мера грузоподъемности сооружения (конструкции, элемента конструкции), выраженная значением допустимого класса или массы рассматриваемой временной вертикальной нагрузки.
конструкция: Часть мостового сооружения, состоящая из конструктивно объединенных элементов, выполняющая определенные функции (несущие, ограждающие, защитные и (или) другие).
Примечания
1. В мостовом сооружении конструкции делят на основные, обеспечивающие основные функциональные свойства мостового сооружения, и неосновные (вспомогательные), обеспечивающие, например, защиту и безопасность только в экстремальных ситуациях, удобство содержания в период эксплуатации и другие вспомогательные функциональные свойства.
2. Из множества основных конструкций выделяют несущие конструкции, основной функцией которых является восприятие воздействий от постоянных и временных нагрузок.
контролируемый режим движения: Режим движения, при котором пропуск транспортных средств по сооружению осуществляется по специальному разрешению в сопровождении представителей службы эксплуатации и/или ГИБДД и, как правило, в одиночном порядке.
мостовое сооружение: Искусственное сооружение, состоящее из одного или нескольких пролетных строений и опор, предназначенное для пропуска различных видов транспорта и пешеходов, а также водотоков, селей, скота, коммуникаций различного назначения, порознь или в различных комбинациях над естественными или искусственными препятствиями.
Примечание. К искусственным препятствиям относятся искусственные водоемы, водные каналы, автомобильные и железные дороги, другие инженерные сооружения, а также территории предприятий, городские территории, через которые проходит автомобильная дорога.
неконтролируемый режим движения: Режим движения, при котором регулирование пропуска транспортных средств осуществляется техническими средствами организации дорожного движения.
основная несущая конструкция: Конструкция сооружения, предназначенная для восприятия воздействий от постоянных и временных нагрузок, наступление предельного состояния первой группы в которой приводит к утрате работоспособного состояния (жесткости и устойчивости) сооружения в целом.
опора моста: Несущая конструкция мостового сооружения, поддерживающая пролетные строения и передающая нагрузки от них на основание.
опорная часть: Несущая конструкция мостового сооружения, передающая нагрузку от пролетного строения на опоры и обеспечивающая угловые и линейные, либо только угловые перемещения пролетного строения.
основание опоры: Массив грунта, в котором размещены собственно строительные конструкции фундамента опоры.
пролетное строение: Несущая конструкция мостового сооружения, перекрывающая все пространство или часть его между двумя или несколькими опорами, воспринимающая нагрузку от элементов мостового полотна, транспортных средств и пешеходов, и передающая ее на опоры.
сталежелезобетонная конструкция: Единая несущая конструкция со стальными и железобетонными элементами, совместно воспринимающими воздействия от нагрузки.
Примечание. Применительно к сталежелезобетонным пролетным строениям автодорожных мостов конструктивным железобетонным элементом является железобетонная плита проезжей части, объединённая с металлическими несущими элементами главных балок (ферм).
условная несущая способность: Величина максимального воздействия на элемент от временных проектных нагрузок, определяемая в соответствии с указаниями тех норм проектирования, по которым конструкция была запроектирована.
ширина проезда: Расстояние в свету между ограждениями безопасности ездового полотна мостового сооружения.
элемент конструкции: Составная часть сложного технического объекта, рассматриваемая как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению, имеющая самостоятельные характеристики, используемые при расчетах, и выполняющая определенную частную функцию в интересах сложного объекта, который по отношению к элементу представляет собой систему.
Примечание. Элементами могут быть балка, плита, диафрагма, ригель и т.д.
эталонные автомобильные нагрузки: Временные вертикальные нагрузки заданной структуры.
4 Расчет грузоподъемности металлических пролетных строений
4.1 Общие положения
4.1.1 Общие положения расчета грузоподъемности изложены в разделах 4 и 5 [2].
4.1.2 Расчет несущей способности элементов металлических пролетных строений производят с учетом их фактического состояния по данным обследования сооружения. Расчетные характеристики материалов принимают согласно указаниям нормам на проектирование мостовых сооружений [3] с учетом положений п.п.4.1.8-4.1.14.
4.1.4 Коэффициенты условий работы m при определении несущей способности элементов конструкций принимают согласно нормам проектирования мостовых сооружений (п.8.19 [3]).
4.1.6 Грузоподъемность элементов металлических конструкций определяют:
При расчете изгибаемых элементов (сплошные главные балки и балки проезжей части пролетных строений):
- по условию обеспечения прочности по нормальным напряжениям: в сечениях в середине пролетов, в надопорных зонах для консольных и неразрезных конструкций, в местах изменения сечения балок, в стыках элементов балок, в местах наибольших ослаблений сечений дефектами, в других необходимых случаях;
- по условию обеспечения прочности по касательным напряжениям: по нейтральной оси балок в опорных сечениях, в местах наибольших ослаблений сечений дефектами, в других необходимых случаях;
- по условию обеспечения прочности поясных заклепок (болтов) или сварных швов объединения поясов со стенкой балки: на приопорных участках, а также в начале участков с увеличенным шагом заклепок или с уменьшенным сечением сварных швов, в других необходимых случаях;
- по условию обеспечения общей устойчивости сжатого пояса: в сечениях в середине свободной длины сжатого пояса в местах приближенных к середине пролетов, а также над опорами - для консольных и неразрезных конструкций, а также в местах изменения сечения балок и свободной длины сжатого пояса, и в других необходимых случаях;
- по условию обеспечения прочности прикрепления балок проезжей части, по прочности сечения и прикрепления "рыбок" (при их наличии).
При расчете элементов сквозных ферм:
- по условию обеспечения прочности сечений и прикреплений элементов решетки фермы;
- по условию обеспечения устойчивости работающих на сжатие элементов решетки фермы.
При расчете элементов ортотропных плит необходимо выполнить проверки, предусмотренные п.4.4.
При расчете элементов пролетных строений рамных и прочих сложных систем положение расчетных (наиболее нагруженных) сечений с учетом их ослабления дефектами может быть определено по огибающим эпюрам соответствующих усилий.
4.1.7 Для элементов, ослабленных отверстиями под обычные болты, при определении несущей способности по прочности принимают сечения нетто, по устойчивости - сечения брутто. Геометрические характеристики сечения нетто элементов конструкций принимают в местах с наибольшими ослаблениями.
Несущую способность элементов с фрикционными соединениями на высокопрочных болтах при расчете на устойчивость принимают по сечению брутто, а при расчете по прочности - по сечению нетто с учетом того, что половина усилия, воспринимаемая болтами в рассматриваемом сечении, уже передана силами трения на накладки (фасонки).
Расчетные характеристики материалов и соединений
- для сталей, у которых приведенные в сертификатах или полученные при испытаниях значения предела текучести и временного сопротивления соответствуют требованиям действовавших на момент строительства моста государственных стандартов или технических условий на сталь - по минимальному значению, указанному в этих документах;
- для сталей, у которых приведенные в сертификатах или полученные при испытаниях значения предела текучести и временного сопротивления ниже предусмотренных государственными стандартами или техническими условиями на сталь, действовавшими на момент строительства моста - по минимальному значению предела текучести из приведенных в сертификатах или полученных при испытаниях.
Если типовым проектом допускалось изготовление несущих конструкций из различных марок стали, но документальные сведения о конкретно примененной марке отсутствуют, в предварительных расчетах следует использовать меньшие из соответствующих возможных значений расчетных сопротивлений. Если определенная таким образом грузоподъемность конструкции окажется недостаточной, следует установить фактическую марку стали проведением испытаний, и, при необходимости, произвести перерасчет.
4.1.9 При определении характеристик и механических свойств сталей неизвестных марок следует руководствоваться Приложением В.
4.1.10 В случае определения расчетного сопротивления стали по результатам испытаний коэффициенты надежности по материалу принимают:
- для конструкций, запроектированных по нормам СНиП 2.05.03-84* и более поздним - по нормам проектирования мостовых сооружений [3];
4.1.11 Расчетные сопротивления сварных соединений, болтовых стыков и соединений, работающих на срез, смятие и растяжение, принимают в соответствии с нормами проектирования мостовых сооружений (таблицы 8.8, 8.9 и 8.10 [3]).
4.1.14 Модуль упругости E и модуль сдвига G прокатной стали, стального литья, пучков и канатов принимают в соответствии с нормами проектирования мостовых сооружений (таблицы 8.13, 8.14 [3]). Модули упругости канатов, сведения о которых отсутствуют в нормах проектирования мостовых сооружений [3], определяют по технической документации или, при возможности, по испытаниям.
Таблица 4.1.1 - Коэффициенты перехода
Тип соединения | Характер работы | Коэффициенты перехода к сопротивлениям заклепочных соединений по отношению к сопротивлению металла конструкции , для марок стали | ||
|
| заклепок | ||
|
| Ст.2 (Ст.3) | 09Г2 | |
|
| конструкции | ||
|
| углеродистой | низколегированной | |
Заводское | Срез | 0,80 | 0,55 | 0,80* |
| Смятие | 2,00 | 2,00 | 2,00 |
Монтажное | Срез | 0,70 | 0,50 | 0,70* |
| Смятие | 1,75 | 1,75 | 1,75 |
| ||||
Примечание. * При отсутствии данных о материале заклепок принимать соответственно 0,55 и 0,50. | ||||
Учет ограниченных пластических деформаций
Особенности создания расчетных схем
4.1.17 Расчетная схема конструкции должна отражать действительные условия ее работы, при этом строительный подъем и деформации под нагрузкой допускается не учитывать (кроме пилонов вантовых мостов).
При определении усилий в элементах конструкций соединения элементов следует рассматривать как неподатливые. Жесткие соединения в узлах решетчатых схем допускается принимать шарнирными, если при этом конструкция сохраняет свою неизменяемость, а отношение высоты сечения элементов к их длине не превышает 1:15.
При определении положения центра тяжести сечения его ослабление болтовыми или заклепочными отверстиями допускается не учитывать. При смещении нейтральной оси элемента относительно линии, соединяющей центры узлов геометрической схемы ферменной конструкции, эксцентриситет учитывают в расчете, если он превосходит: для П-образных, коробчатых, двухшвеллерных и двутавровых элементов - 1,5% высоты сечения; для тавровых и Н-образных элементов - 0,7% высоты сечения.
4.1.18 При численном моделировании методом конечных элементов, как правило, следует использовать пространственные расчетные схемы. При создании расчетной модели рекомендуется использовать стержневые балочные конечные элементы общего вида. В случае необходимости построения поверхностей влияния для компонент напряженно-деформированного состояния плоских конструктивов (например, листа настила ортотропной плиты), возможно применение плитных (пластинчатых) конечных элементов. Геометрические характеристики сечений элементов рассчитываемой конструкции при определении усилий и перемещений следует принимать без учета ослаблений болтовыми (заклепочными) отверстиями и перфорациями.
Расчетные длины элементов
Таблица 4.1.2 - Расчетная длина элемента решетки ферм
Направление продольного изгиба | Расчетная длина | |
| поясов, опорных раскосов и опорных стоек | прочих элементов решетки |
В плоскости фермы |  | 0,8 |
В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы) |  | |
| ||
Примечание. - геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы; - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы. | ||
4.1.20 Расчетную длину сжатого пояса главной балки или фермы в пролетном строении "открытого" типа (не имеющему продольных связей в уровне сжатого пояса) из плоскости фермы определяют по формуле
| 0 | 1 | 5 | 10 | 15 | 30 | 60 | 100 | 150 | 200 | 300 | 500 | 1000 и более |
| 0,696 | 0,662 | 0,524 | 0,433 | 0,396 | 0,353 | 0,321 | 0,290
| 0,268
| 0,246
| 0,225
| 0,204
| 
|
4.2 Расчеты по прочности
Расчет центрально растянутых и центрально сжатых элементов
4.2.1 Несущую способность по прочности элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию, определяют по формуле
Расчет изгибаемых элементов
4.2.2 Несущую способность по прочности элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, определяют по формуле
4.2.3 Определение грузоподъемности элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, по прочности выполняют исходя из соблюдения условий
с двутавровыми и коробчатыми сечениями с двумя осями симметрии
с сечениями других типов
Расчет элементов при действии сжатия с изгибом
Расчет выполняют исходя из соблюдения условия
4.2.5 Допускается в запас прочности для всех типов сечений и всех случаев закрепления стержней определять грузоподъемность элементов, исходя из условия не превышения фибровыми напряжениями, определенными в предположении упругой работы, расчетных сопротивлений, принимаемых с учетом коэффициентов условий работы:
- при изгибе в одной плоскости
- при изгибе в двух плоскостях
Расчет по формулам (4.2.7) и (4.2.8) выполняют итерационным путем согласно рекомендациям п.Б.3.2 [2].
Расчеты по поперечной силе и приведенным напряжениям
4.2.6 Несущая способность сечений изгибаемых, внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно растянутых и растянуто-изгибаемых элементов по поперечной силе в местах, где изгибающий момент равен нулю, определяют по формуле
4.2.7 Определение грузоподъемности изгибаемых, внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно растянутых и растянуто-изгибаемых элементов по приведенным напряжениям в стенках сечений выполняют, исходя из соблюдения условий
Расчет выполняют итерационным путем согласно рекомендациям п.Б.3.2 [2], при этом рассматривают варианты загружения согласно п.4.1.5.
4.3 Расчеты по устойчивости
Расчет при плоской форме потери устойчивости
4.3.1 Несущую способность по условию недопущения плоской формы потери устойчивости сплошностенчатых элементов замкнутого и открытого сечений (как правило - главных элементов сквозных конструкций, а также элементов связей), подверженных центральному сжатию, сжатию с изгибом и внецентренному сжатию при изгибе в плоскости наибольшей гибкости, определяют по формуле
- радиус инерции сечения относительно оси, перпендикулярной плоскости наибольшей гибкости (плоскости изгиба)
- гибкость
- условную гибкость, учитывающую ограниченную упругость материала
- ядровое расстояние по направлению эксцентриситета
- расчетный эксцентриситет продольной силы
- относительный эксцентриситет в плоскости изгиба
- для элементов с одним защемленным, а другим свободным концом - на участке, отстоящем от заделки на треть длины элемента;
- для сжатых поясов ферм, воспринимающих внеузловую нагрузку - в пределах средней трети длины панели пояса.
- в случае изгиба из плоскости соединительной решетки, планок или перфорированных листов - по формуле (4.3.3);
Расчет при изгибно-крутильной форме потери устойчивости
4.3.5 Практическое развитие изгибно-крутильной формы потери устойчивости элементов для широко применяемых мостовых конструкций возможно: в пролетных строениях со сплошностенчатыми главными балками и ездой понизу; в неразрезных пролетных строениях со сплошностенчатыми главными балками и ездой поверху в зоне действия отрицательных моментов в приопорных зонах у промежуточных опор, в балках проезжей части с неподкрепленным плитой верхним поясом. Проверка общей устойчивости сжатой зоны пояса балки не производится в случае, если сжатый пояс объединен с железобетонной или металлической плитой проезжей части.
Другие виды сплошностенчатых конструктивных элементов, в которых возможна изгибно-крутильная форма потери устойчивости при центральном и внецентренном сжатии сжатии* с изгибом, изгибе в двух плоскостях, для мостовых конструкций массового применения на этапе эксплуатации являются нехарактерными. К таким элементам следует относить конструкции пролетных строений и опор рамных мостов, арки, а также пилоны висячих и вантовых мостов. Грузоподъемность этих элементов следует определять с учетом положений п.п.4.3.7…4.3.10.
4.3.6 Несущую способность при изгибно-крутильной форме потери устойчивости сплошностенчатых балок, изгибаемых в одной плоскости, определяют по формуле
За расчетное сечение принимают сечение посередине рассматриваемой расчетной длины сжатого пояса балки.
- при наличии продольных связей в зоне сжатых поясов и поперечных связей в опорных сечениях - расстоянию между узлами продольных связей;
- при наличии продольных связей только в зоне растянутых поясов и поперечных связей в пролете и в опорных сечениях - расстоянию между поперечными связями;
Для поперечных балок за расчетную длину сжатого пояса принимают большую из двух величин: расстояние между продольными балками или расстояние от оси главной фермы (балки) до ближайшей продольной балки;
Для пролетных строений "открытого" типа расчетную длину сжатого пояса определяют по указаниям п.4.1.20.
4.3.8 Несущую способность центрально сжатых сплошностенчатых элементов с сечениями открытого профиля, при возможности возникновения в них местной формы потери устойчивости наравне с общей формой, определяют меньшим из значений, вычисленных по формуле (4.3.1) и по формуле
4.3.9 Определение грузоподъемности по изгибно-крутильной форме потери устойчивости сплошностенчатых элементов, подверженных сжатию с изгибом и внецентренному сжатию в плоскости наименьшей гибкости, выполняют итерационным путем, исходя из соблюдения условия
4.3.10 Определение грузоподъемности по изгибно-крутильной форме потери устойчивости сплошностенчатых элементов, подверженных сжатию с изгибом и внецентренному сжатию в двух плоскостях, выполняют итерационным путем, исходя из соблюдения условия
Расчет по устойчивости полок и стенок без ребер жесткости
Класс прочности (марка) стали | Значение  , МПа | Формулы для определения предельных значений продольных напряжений |
С235 (16Д, Ст.3) | До 176 |  |
| Свыше 176 до 205 |  |
| Св. 205 |  |
С235-С345 (15ХСНД) | До 186 |  |
| Свыше 186 до 284 |  |
| Свыше 284 |  |
С390 (10ХСНД, 390-14Г2АФД39, 390-15Г2АФДпс) | До 206 | |
| Свыше 206 до 343 |  |
| Свыше 343 |  |
| ||
Примечание. Здесь значение  определяют по формуле  , где  - высота стенки или ширина полки элемента; - толщина стенки или полки элемента;  - коэффициент (п.4.3.11);  - модуль упругости стали; - коэффициент условий работы (п.4.1.4). | ||
- для пластин, опертых по одной стороне (для полосовых ребер, свесов сжатых элементов и т.д.):
- для пластин, опертых по двум сторонам (для листа настила ортотропной плиты, стенок не полосовых и не тавровых ребер и т.д.):
Расчет по устойчивости стенок с ребрами жесткости
4.3.13 Определение грузоподъемности по устойчивости стенок (полок), подкрепленных ребрами жесткости, проводят итерационным путем в соответствии с рекомендациями п.Б.3.2 [2], добиваясь выполнения условий по формулам (4.3.21), (4.3.25). (4.3.27), (4.3.31), приведенных в таблицах 4.3.3…4.3.11 в зависимости от расчетного случая. Выбор расчетного случая осуществляют по критериям, приведенным в таблице 4.3.2.
Таблица 4.3.2 - Расчетные случаи для проверки устойчивости стенок
N расчетного случая | Критерии отнесения к расчетному случаю | |||
| Напряженное состояние стенки | Число продольных ребер | Положение отсека по высоте стенки | Напряженное состояние отсека |
1 | Сжато-растянутая | Отсутствуют | Крайний | Сжато-растянутый |
2 |
| Одно | Крайний | Наибольшее растяжение |
3 |
|
| Крайний | Наибольшее сжатие |
4 |
| Два и более | Крайний | Растянутый |
5 |
|
| Промежуточный | Растянутый |
6 |
|
| Промежуточный | Сжато-растянутый |
7 |
|
| Промежуточный | Сжатый |
8 |
|
| Крайний | Сжатый |
9 | Сжатая | - | - | - |
Таблица 4.3.3 - Расчетный случай N 1
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
1 | 2 |
 , где  ;  , вводимый при  . | (4.3.21) |
 , где  - по таблице Х.4 [3] - для сварных элементов, =1,4 - в иных случаях; - по таблице Х.5 [3]. | (4.3.22) |
 , где  - по таблице Х.6 [3] при <0,5 · , и =1,0 - в иных случаях; - по таблице Х.7 [3];  - по таблице Х.8 [3]. | (4.3.23) |
 , где - по таблице Х.9 [3] - для сварных элементов, =1,0 - в иных случаях. | (4.3.24) |
Таблица 4.3.4 - Расчетный случай N 2
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
Условие для проверки - формула (4.3.21) при  =1,0. | - |
Значение - по формуле (4.3.22) при =1,0. | - |
Значение  - по формуле (4.3.23) при =1,0; - по таблице Х.6 [3] (при  =0,35) - для <0,5 · , и =1,0 - в иных случаях. | - |
Значение  - по формуле (4.3.24) при =1,0. | - |
Таблица 4.3.5 - Расчетный случай N 3
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
 , где . | (4.3.25) |
Значение - по формуле (4.3.22). Коэффициент =1,3 - для элементов с болтовыми или заклепочными соединениями, =1,35 - для всех элементов при объединении с железобетонной плитой, - по таблице Х.10 [3] - в иных случаях. | - |
 , где =1,0 при  0,7 и =2,0 - в иных случаях; - по таблице Х.11 [3] - для элементов при объединении с железобетонной плитой, а также для элементов с болтовыми или заклепочными соединениями, - по таблице Х.12 [3] - в иных случаях. | (4.3.26) |
Значение - по формуле (4.3.24) с заменой на  . | - |
Таблица 4.3.6 - Расчетный случай N 4
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
 . | (4.3.27) |
 , где - по таблице Х.13 [3]. | (4.3.28) |
 . | (4.3.29) |
Таблица 4.3.7 - Расчетный случай N 5
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
Условие для проверки - формула (4.3.27). | - |
Значение - по формуле (4.3.28). | - |
 . | (4.3.30) |
Таблица 4.3.8 - Расчетный случай N 6
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
Условие для проверки - формула (4.3.21) при  =1,0 и =1,0. | - |
Значение - по формуле (4.3.22) при =1,0. | - |
Значение - по формуле (4.3.23) при =1,0; - по таблице Х.6 [3] (при =0,35) - для <0,5 · , и =1,0 - в иных случаях. | - |
Значение - по формуле (4.3.24) при =1,0. | - |
Таблица 4.3.9 - Расчетный случай N 7
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
Условие для проверки - формула (4.3.25). | - |
Значение - по формуле (4.3.22) при =1,0. | - |
Значение - по формуле (4.3.26) при =1,0. | - |
Значение - по формуле (4.3.24) при =1,0. | - |
Таблица 4.3.10 - Расчетный случай N 8
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
Условие для проверки - формула (4.3.25). | - |
Значение - по формуле (4.3.22) при - по таблице Х.4 [3]. | - |
Значение - по формуле (4.3.26). | - |
Значение - по формуле (4.3.24). | - |
Таблица 4.3.11 - Расчетный случай N 9
Формулы условий и вычисления промежуточных значений | N формул |
 , где . | (4.3.31) |
Значение - по формуле (4.3.22). | - |
Значение - по формуле (4.3.23). | - |
Значение - по формуле (4.3.24). | - |
| |
Примечания к таблицам 4.3.3…4.3.11.
1. В таблицах обозначено: - модуль упругости стали; - коэффициент упругого защемления стенки;  - полная высота стенки; t - толщина проверяемой стенки; - длина стенки, равная расстоянию между осями смежных поперечных ребер (рисками уголков) жесткости; - меньшая сторона стенки ( или );  ;  - при  и  - при  ; - расчетная высота стенки, равная: для прокатных или сварных элементов - расстоянию между осями поясов или осями продольных ребер (при их наличии); для составных элементов с болтовыми или заклепочными соединениями - расстоянию между ближайшими рисками поясных уголков или осями продольных ребер (при их наличии); - условная длина распределения сосредоточенной нагрузки, действующей на стенку. 2. Коэффициент допускается определять по формуле (4.3.19). | |
 |
Рисунок 4.3.1 - Критические напряжения в стенке
4.4 Определение грузоподъемности элементов ортотропной плиты
Общие положения
4.4.1 Расчет элементов ортотропной плиты должен учитывать совместную работу листа настила, подкрепляющих его ребер и главных балок, на которые опирается ортотропная плита. Ортотропную плиту допускается условно разделять на отдельные системы - продольные и поперечные ребра с соответствующими участками листа настила (рисунок 4.4.1).
Расчет выполняют итерационным путем согласно рекомендациям п.4.1.5 и п.Б.3.2 [2], исходя из соблюдения условий, указанных ниже или в приложении Ш [3].
 |
Рисунок 4.4.1 - Схема к расчету ортотропной плиты
Расчет по прочности продольных ребер
4.4.3 Определение грузоподъемности продольного ребра по прочности выполняют:
 |
Рисунок 4.4.2 - Схемы к расчету ортотропной плиты
Расчет по прочности поперечных ребер
Расчет по прочности листа настила
Расчет по местной устойчивости
4.4.6 Грузоподъемность по местной устойчивости листа настила между продольными ребрами, продольных полосовых ребер, свесов поясов тавровых продольных и поперечных ребер определяют, руководствуясь п.4.3.10.
4.4.7 Грузоподъемность по местной устойчивости стенок тавровых ребер определяют, руководствуясь п.4.3.14.
Расчет по общей устойчивости
4.4.8 Грузоподъемность по общей устойчивости определяют, исходя из соблюдения условия:
Расчет по прочности на смятие опорными частями
4.4.9 Грузоподъемность по прочности на смятие элементов металлических пролетных строений определяют из условия
За поверхность смятия принимается площадь опирания вертикальной стенки и опорных ребер жесткости. В фермах давление передается фасонками опорных узлов.
4.5 Расчеты соединений
Расчет болтовых соединений
4.5.1 Несущую способность соединений на цилиндрических и на конических болтах, работающих на срез, смятие и на растяжение, определяют по формуле
на срез болта
на смятие
на растяжение
4.5.2. Несущую способность болтового поля в соединении стыкуемой конструкции при действии в его плоскости изгибающего момента определяют по формуле:
4.5.3 Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и изгибающего момента, проверяют на усилие, определяемое как равнодействующее усилий, найденных отдельно от продольной силы и момента.
4.5.4 Грузоподъемность болтовых соединений, работающих одновременно на срез и растяжение, допускается проверять отдельно из расчетов на срез и на растяжение.
4.5.5 Несущую способность болтовых соединений стенки с поясами составных балок, определяют по формулам:
при отсутствии непосредственной передачи давления от подвижной вертикальной нагрузки (местного давления) на пояс балки
4.5.8 При действии в плоскости соединения изгибающего момента или продольной силы с изгибающим моментом усилие, приходящееся на рассматриваемый высокопрочный болт, определяют согласно указаниям п.п.4.5.2 и 4.5.3.
4.5.9 Несущую способность фрикционных соединений на высокопрочных болтах стенки с поясами составных балок определяют по формулам:
при отсутствии непосредственной передачи давления от подвижной вертикальной нагрузки (местного давления) на пояс балки
Расчет сварных соединений
4.5.10 Расчет по прочности сварных стыковых соединений выполняют:
4.5.11 Несущую способность сварных стыковых соединений в случае центрального растяжения или сжатия определяют по формуле
4.5.12 Несущую способность на срез (условный) сварных соединений с угловыми швами при действии продольных или поперечных сил определяют для двух сечений (рисунок 4.5.1):
по металлу шва (сечение 0-1)
по металлу границы сплавления (сечение 0-2)
Рисунок 4.5.1 - Схема расчетных сечений сварного углового шва при расчете на срез
4.5.13 Несущую способность сварных соединений с угловыми швами при действии момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, определяют для двух сечений (рисунок 4.5.2 а, б) по формулам:
по металлу шва
по металлу границы сплавления
4.5.14 Несущую способность сварных соединений с угловыми швами при действии момента в плоскости расположения этих швов определяют для двух сечений (рисунок 4.5.2 а, б) по формулам:
по металлу шва
по металлу границы сплавления
 |
Рисунок 4.5.2 - Расположение сварных соединений с угловыми швами при действии момента в плоскости
4.5.16 Несущую способность сварных соединений с угловыми швами прикрепления листов составного пояса между собой и к стенке изгибаемых балок определяют по формулам:
при отсутствии непосредственной передачи давления от подвижной вертикальной нагрузки (местного давления) на пояс балки:
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.