Wstępne obliczenia statyczne dźwigara głównego

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wstępne obliczenia statyczne dźwigara głównego"

Dawid Wróblewski
7 lat temu
Przeglądów:

1 Instytut Inżynierii Lądowej Wstępne obliczenia statyczne dźwigara głównego Materiały dydaktyczne dla kursu Podstawy Mostownictwa Dr inż. Mieszko KUŻAWA r.

2 Obliczenia wstępne dźwigara głównego Podstawowe parametry przęseł analizowanej konstrukcji Przekrój poprzeczny A B C D Widok z boku / Przekrój podłużny

3 Wyznaczenie LWRPO metodą sztywnej poprzecznicy P = 1 η A,A η A,B η A,C η A,D η B,A η B,B η B,C η B,D Wzór na wartości rzędnych LWRPO dla dźwigara i w zależności od położenia j obciążenia gdzie: η i, j 1 yi y j = + n y n liczba dźwigarów głównych, i y i współrzędna y : rozpatrywanego dźwigara licznik,lub kolejnych dźwigarów - mianownik, y j współrzędna y siły P,

Wybór dźwigara do szczegółowej analizy Szczegółowe obliczenia statyczno-wytrzymałościowe należy przeprowadzić dla najbardziej wytężonego dźwigara głównego w konstrukcji przęsła.

4 Wybór dźwigara do szczegółowej analizy Szczegółowe obliczenia statyczno-wytrzymałościowe należy przeprowadzić dla najbardziej wytężonego dźwigara głównego w konstrukcji przęsła. Wyboru dźwigara do szczegółowej analizy należy dokonać na podstawie analizy obciążeń lub/i sił wewnętrznych w punkcie krytycznym konstrukcji przęsła, od charakterystycznych obciążeń zmiennych przypadających na poszczególne dźwigary taborem samochodowym q, jak i pojazdem K, ewentualnie też tłumem pieszych. Założenia upraszczające Jeżeli szerokość węższego chodnika b ch_min <=,0 m to najbardziej wytężony jest dźwigar zewnętrzny. Jeżeli szerokość węższego chodnika b ch_min >,0 m to najbardziej wytężony jest dźwigar wewnętrzny.

5 Analizowane przekroje i funkcje wpływu sił wewnętrznych W obliczeniach wstępnych dźwigara głównego analizowane są tylko ekstremalne wartości momentów zginających w przekrojach krytycznych. Ekstremalne wartości momentów zginających dla analizowanego dźwigara (dźwigar zewnętrzny A) w analizowanych przekrojach zostaną wyznaczone przy użyciu funkcji wpływu: Linii Wpływu Momentu zginającego w przekroju α-α LW M α-α [m], X α-α = 0,45 L t P = 1 Linii Wpływu Momentu zginającego w przekroju β-β LW M β-β [m], P = 1

Obliczenie wartości obciążeń stałych przypadających na analizowany dźwigar A Obciążenia stałe od ciężaru własnego i wyposażenia zostaną rozdzielne równomiernie na wszystkie dźwigary główne.

6 Obliczenie wartości obciążeń stałych przypadających na analizowany dźwigar A Obciążenia stałe od ciężaru własnego i wyposażenia zostaną rozdzielne równomiernie na wszystkie dźwigary główne. Pola powierzchni poszczególnych elementów mostu w przekroju poprzecznym płyta wraz z dźwigarami, f 1 = 7, 87m kapy chodnikowe, f =... m poprzecznica przęsłowa, 3 f 3 = 8, 50m krawężniki, f = m 4 = 0,037m 0, 074

7 Charakterystyczne ciężary objętościowe materiałów konstrukcji przęsła i wyposażenia Beton zbrojony (konstrukcja przęsła) 5 kn/m 3, Beton niezbrojony (kapy chodnikowe) 4 kn/m 3, Asfalt lany lub beton asfaltowy (nawierzchnia jezdni) 3 kn/m 3, Kostka kamienna (krawężniki) 7 kn/m 3, Izolacja bitumiczna 14 kn/m 3. Obciążenie charakterystyczne od barier i barieroporęczy 0,5-1,0 kn/m b.

Wartości współczynników obciążeń γ f dla SGN w UP Ciężar własny konstrukcji przęsła (działanie niekorzystne) γ f = 1, Ciężar własny konstrukcji przęsła (działanie korzystne) γ f = 0,9 Ciężary własny

8 Wartości współczynników obciążeń γ f dla SGN w UP Ciężar własny konstrukcji przęsła (działanie niekorzystne) γ f = 1, Ciężar własny konstrukcji przęsła (działanie korzystne) γ f = 0,9 Ciężary własny elementów niekonstrukcyjnych (działanie niekorzystne) γ f = 1,5 Ciężary własny elementów niekonstrukcyjnych (działanie korzystne) γ f = 0,9 Obciążenia działające niekorzystnie dla rozpatrywanego kąta obrotu φ γ f > 1 φ Obciążenia działające korzystnie dla rozpatrywanego kąta obrotu φ γ f = 0,9 Przykład zastosowania współczynników częściowych obciążeń γ m dla uzyskania ekstremalnej wartości kąta obrotu φ

9 Obciążenia stałe przypadające na m b. rozpatrywanego dźwigara Lp Element Obliczenia g k [ m] kn / γ > 1 f g m γ < 1 [ ] kn / f g min [ kn / m] 1. Płyta + dźwigary f 5,0kN / m 3,613 1, 39,136 0,9 9,356. Krawężnik kamienny f 7,0kN / m 0,33 1,5 0,500 0,9 0, Kapy chodnikowe f 4,0kN / 4 3 m 10,31 1,5 3,97 0,9, Nawierzchnia jezdni 6,0m 0,09m 3,0kN / 4 3 m 3,10 1,5 3,450 0,9, Barieroporęcze 4 0,500kN / m 4 0,50 1,5 0,51 0,9 0, m 0,01m 14,0kN / m 5. Izolacja 0,43 1,5 0,465 0,9 0,79 4 Całkowite obciążenie g k = 47,8 g = 61,14 g min = 4,55 g k = 4,8 kn/m stałe charakterystyczne obciążenie na m b. dźwigara A, g = 61,14 kn/m stałe maksymalne obciążenie obliczeniowe na m b. dźwigara A, g min = 4,55 kn/m stałe minimalne obciążenie obliczeniowe na m b. dźwigara A,

Obciążenie skupione od ciężaru poprzecznic przęsłowych przypadające na rozpatrywany dźwigar f 3 f 3 f 3 3 f 3 = 8, 50m wartość charakterystyczna

10 Obciążenie skupione od ciężaru poprzecznic przęsłowych przypadające na rozpatrywany dźwigar f 3 f 3 f 3 3 f 3 = 8, 50m wartość charakterystyczna obciążenia 3 8,50m 0,6m 5kN / m G k = = 0, 6kN 4 wartości obliczeniowe obciążenia G = Gk γ f = 0,65kN 1, 4, 8N = G = Gk γ f = 0,65kN 0,9 18, 6kN min =

11 Obciążenia ruchome mostów drogowych Obciążenie taborem samochodowym K i q dla elementów głównych i pomostu

12 Obciążenie taborem samochodowym K i q dla elementów głównych i pomostu Klasa obciążeń Mnożnik do klasy A Obciążenie q [kn/m ] Obciążenie K [kn] A 1,00 4, B 0,75 3, C 0,50, Nacisk na oś P [kn]

13 Analiza dynamiczna zachowania się konstrukcji pod obciążeniem ruchomym Przemieszczenia pionowe przęsła w L/ [mm] Moment zginający w L/ [knm] Przyspieszenia pionowe przęsła w L/ [m/s ]

14 Współczynnik dynamiczny Ф Współczynnik dynamiczny Φuwzględnia efekty dynamicznego zwiększenia naprężeńi drgań konstrukcji, ale nie uwzględnia skutków rezonansu. Podejście dla typowych, prostych obiektów:wyniki analizy statycznej przeprowadzonej na przedstawionych modelach obciążeń należy mnożyć przez współczynnik dynamiczny Φ. dynamiczne statyczne Definicja współczynnika dynamicznego Φ = u u dyn stat Współczynnik dynamiczny φobliczony wg zaleceń PN-85/S L + L 1,0m + 1,0m L = 1 = 1, 0m = ϕ ϕ = 1,35 0, 005 L ϕ ϕ = 1,35 0,005 1,0 = 1,45 Wyznaczanie przemieszczeń używanych w definicji Φ na podstawie zarejestrowanych przemieszczeń dynamicznych oraz odfiltrowanych przemieszczeń quasi-statycznych

Obliczenie oddziaływań ruchomych przypadających na analizowany dźwigar Pojazd K: Wartość charakterystyczna P k = P η P _ LWRPO" A" Obciążenie obliczeniowe maksymalne P = γ F P k γ F =1,5 Tabor

15 Obliczenie oddziaływań ruchomych przypadających na analizowany dźwigar Pojazd K: Wartość charakterystyczna P k = P η P _ LWRPO" A" Obciążenie obliczeniowe maksymalne P = γ F P k γ F =1,5 Tabor samochodowy i tłum pieszych: Wartość charakterystyczna q k = q k ω qmax _ LWRPO" A" + + p k ω pmax _ LWRPO" A" q k min = q k ω qmin _ LWRPO" A" + min γ F = 1,5 + p k ω pmin _ LWRPO" A" Obciążenie obliczeniowe maksymalne i minimalne q γ F q = k q γ F q min = k min

16 Ekstremalne momenty zginające w przekrojach α-α i β-β Maksymalny moment zginający w przekroju α-α w dźwigarze A LW M α-α, A [m] M G + P α α = ( g + q ) ω1 + ( gmin + qmin ) ω + ( 3,375 +,157 ) m + G ( 0,817 0,655) (4, ,804) m min m + α α M = 443, 5kNm LWRPO A [-]

17 Minimalny moment zginający w przekroju β-β w dźwigarze A LW M β-β, A [m] M B B min [( g + q ) ω + G ( 1,546 1,95) m] + P ( 1,993 1,996) m = 1 M B B 0 LWRPO A [-] min = 4607, knm LWRPO A [m]

18 Dziękuję za uwagę!

Podobne dokumenty

Obliczenia szczegółowe dźwigara głównego

Katedra Mostów i Kolei Obliczenia szczegółowe dźwigara głównego Materiały dydaktyczne dla kursu Mosty dr inż. Mieszko KUŻAWA 18.04.2015 r. III. Szczegółowe obliczenia statyczne dźwigara głównego Podstawowe