Конструктивно-технологическая система и теория расчета деревожелезобетонных пролетных строений балочных автодорожных мостов (02.04.2012)

Автор: Стуков Валерий Павлович

свенно;?? ?уР, ?уМ, ?у?, ?у? – матрицы функций влияния на у сосредото-ченных воздействий Р=М=?=?=1 соответственно.

Анализ результатов исследований методов расчета, предложенных ав- тором, позволяет сделать следующие выводы:

– теоретические основы расчета жесткости нагельного соединения ветвей деревожелезобетонной балки позволяют установить жесткость

Рис. 14. Линии влияния у0, у2, Q0, ?0, Mкр,1, Мкр,2: связей сдвига между ними;

________ – по предлагаемому методу;

— — — — – по методу Б.Е. Улицкого.

– теория расчета деревожелезобетонных балок как балок комбинированного сечения с упругоподатливыми связями между ветвями балки дает практическим расчетам вы-ходные матрицы эпюр деформаций и усилий при действии внешней нагрузки и темпе-ратурных воздействий;

– пространственный метод расчета «упругооседающих и упругоповорачивающихся

опор» дает для практических расчетов выходные матрицы линий влияния деформаций и усилий в главных балках и усилий в плите или диафрагмах. В линиях влияния y, M, Q максимальные ординаты отличаются не более чем на 3...9 %, площади – на 2...4,3 %, в линиях влияния ?, Мкр – соответственно 6...24 и 7...27 %;

– разработанные автором методы расчета позволяют решить комплексную задачу

исследований, проектирования КТС деревожелезобетонных пролетных строений.

В пятом разделе рассмотрены теоретические и экспериментальные исследования напряженного состояния балки комбинированного сечения. Исследованию подлежали балки с ребрами из клееной (10 блоков по 2 балки в блоке) и цельной (24 блока) древе-сины со сборной железобетонной плитой. Исследования направлены на формирование КТС деревожелезобетоннх пролетных строений.

Теоретические исследования включают исследования составности в зависимости от вида связей и ее влияния на характер напряжений растяжения -сжатия в деревоклееном и цельном ребре и железобетонной плите и прогиб балок. Использованы разработанный автором метод и программы расчета. Рассмотрены клеевое и нагельные соединения вет-

вей балки.

Задачи экспериментальных исследований включали изучение напряженно-деформи-рованного состояния балок комбинированного сечения, в которых ребро из клееной или цельной древесины и железобетонная плита объединены для совместной работы; жест-кого (на клею) и гибкого (стальные нагели) соединений плиты с ребром; влияния состав-ности, характера деформаций сдвига и отрыва (прижатия), материала, конструктивных особенностей балок и т.п. на работу комбинированного сечения. Составность сечения для балок с нагельными соединениями (стальные нагели с дополнительной анкеровкой в виде утолщения стержня для бетона плиты – «головками» и без них) равна 0,44 и 0, 52 (теоретические 0,563 и 0,71) для клееной и цельной древесины ребра соответственно. Основной причиной большей составности по результатам эксперимента является нали-чие сдвига в клеевом соединении, что не учитывалось при расчете составности.

На рис.15 представлены результаты испытаний образцов с ребрами из клееной древе- сины, на рис.16 – сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследо-

в – деформаций сдвига; г – деформаций отрыва

При обработке результатов учтены бимодульные свойства древесины при изгибе. С учетом бимодульности древесины при той же нагрузке различие в деформациях древесины сжатой зоны составило 2,8 %, а прогибов 20 %; Для деревожелезобетонных балок с ребром из цельной древесины при нагрузке Р=14,1 кН (близкой к разрушающей) различие – 9,88 %.

Выполнено сравнение деформаций растяжения-сжатия и прогибов для деревожелезо-бетонных балок с соединением ветвей балки клеевым швом. Имеет место сдвиг между ребром и плитой, следовательно и составность балки.

В конце раздела выводы.

В задачи исследования входит:

– изменение высоты и расход клееной древесины на ребро деревожелезобетонной бал-ки в зависимости от ее пролета l при различном коэффициенте составности объединен-ного сечения ?, толщине железобетонной плиты ? и шаге балок d;

– характер изменения изгибающего момента Мп и поперечной силы Qл в плите, ее армиирования продольной рабочей арматурой в зависимости от шага балок d, для про-летов l = 9,0 и 18,0 м при ? = 0,8 (для армирования также в зависимости от толщины плиты ?);

– характер изменения касательных напряжений ? в ребре в зависимости от шага ба-лок d, толщины плиты ?, коэффициента составности балки ? для пролетов l = 9,0 и 18,0 м;

– изменение поперечной силы Qп в плите как ветви деревожелезобетонной балки в зависимости от шага балок d, толщины плиты ?, коэффициента составности балки ? для пролетов l = 9,0 и 18,0 м;

– изменение отношения h/l ребра деревожелезобетонной балки в зависимости от ша-

– характер изменения изгибающих моментов, воспринимаемого плитой Мп, ребром Мр и объединенным сечением Моб как составляющих полного изгибающего момента М, и их долевого участия в этом моменте, воспринимаемом деревожелезобетонной балкой, в зависимости от шага балок d, толщины плиты ? для пролетов l = 9,0 и 18,0 м при ? = 0,8;

– изменение расхода клееной древесины на ребра деревожелезобетонного пролетно-го строения в зависимости от шага балок d, толщины плиты ?, пролета l при ? = 0,8.

Выполнен анализ результатов исследований, на основании которого сделаны соот-ветствующие выводы и рекомендации.

1. Деревожелезобетонные балки с пролетами l = 9,0 ...33,0 м следует проектировать с шагом балок d = 1,4...2,.2 м, толщиной плиты ? не менее 0,2 м, из бетона плиты клас-сов не ниже В30, В40, при коэффициенте составности ? = 0,8 ...0,5;

2. Конструктивное решение деревожелезобетонного пролетного строения должно предусматривать нагельное соединение железобетонной плиты и деревоклееного ребра при объединении ребер в балочный ростверк путем постановки диафрагм, объединяю-щих в поперечном направлении все балки. В ряде случаев возможно упрощение конст-руктивного решения без снижения качественных характеристик.

Для пролетов l до 18…24 м, d = 1,4…2,6 м,? = 0,2 м и ? = 0,8 и 0,5 достаточно объединение плиты и ребра нагельным соединением и попарное ребер по ширине моста.

Для пролетов l < 15,0 м возможно конструктивное решение без диафрагм или с диафрагмами только на опорах, но это должно быть подтверждено соответствующи-ми расчетами.

3. Изменение параметров деревожелезобетонного пролетного строения по сравнению с рассмотренными выше должно быть подтверждено соответствующими расчетами и конструктивными решениями.

В седьмом разделе предложены конструктивные решения деревожелезобетонных пролетных строений и их сопряжений с опорами моста. Разработка конструкции сопряжений является связующим звеном между ОК КТС “Деревожелезобетонное про-летное строение” и ОК КТС “Опоры” в мосту как объекте в целом. Решены ряд вопросов рационализации конструкционных решений.

Цель разработки конструкции – предложить новые решения компоновки дерево-железобетонного пролетного строения, конструкции деревожелезобетонной балки, сопряжений пролетных строений с промежуточной и береговой опорами.

Задачи разработки:

– решить общие вопросы конструирования деревожелезобетонного пролетного строе-ния и деревожелезобетонной балки;

– определить особенности конструирования плиты в монолитном и сборном желе-зобетоне;

– установить специфику конструкционного решения соединения ребра и плиты на гра-нице «клееная древесина–бетон»;


загрузка...