Определение внутренних усилий в рамно-консольных системах

Внутренние усилия от постоянной нагрузки в рамно-подвесной системе не зависят от способа производства работ. Их можно оп­ределить, загрузив постоянной нагрузкой все участки соответствую­щих линий влияния.

 

В рамно-консольной системе с шарниром в середине пролета ис­пользовать построенные линии влияния можно для определения внутренних усилий только от той части постоянной нагрузки, кото­рая начнет действовать после соединения шарнирами концов риге­лей рам (вес мостового полотна). Действие же остальной части постоянной нагрузки начинается в то время, когда система пред­ставляет собой ряд не соединенных друг с другом статически опре­делимых Т-образных рам. Для определения усилий от этой части нагрузки можно воспользоваться линиями влияния, построенными для основной системы.

Внутренние усилия в статически неопределимой рамно-консоль­ной системе, вызванные действием постоянной нагрузки усилиями в предварительно напряженной арматуре, с течением времени будут изменяться в связи с усадкой и ползучестью бетона. В приближен­ных расчетах указанными изменениями внутренних усилий можно пренебречь.

При точных расчетах необходимо внутренние усилия опреде­лять с учетом усадки к ползучести бетона.

Рассматриваемые системы в поперечном сечении обычно имеют небольшое число балок (от двух до четырех) коробчатого, реже двутаврового сечения. В таких конструкциях коэффициент попереч­ной установки может быть определен следующим образом. Для на­грузки, расположенной в том же пролете, что и сечение, в котором подсчитывают усилия, коэффициент поперечной установки для кор­ня консоли можно определять методом рычага, а для конца консо­ли — методом внецентренного сжатия. Изменение коэффициента поперечной установки по длине консоли можно принять по линейному закону. При определении коэффициента поперечной установки для этой нагрузки можно также воспользоваться предло­жениями, учитывающими жесткость свободного кручения консолей. Нагрузку же, отделенную от рассматриваемого сечения одной или несколькими опорами, можно считать распределенной поровну между всеми балками. Коэффициент поперечной установки для подвесного пролета в рамно-подвесной системе определяют как для разрезного балочного пролетного строения.

Внутренние усилия от временной нагрузки находят, загружая ею линии влияния этих усилий в соответствии с правилами. Так как линии влияния усилий в рамно-консоль­ной системе имеют, как правило, участки обоих знаков, то загружать их следует на максимум и минимум соответствующих уси­лий. Огибающие эпюры получа­ют, складывая значения усилия в сечениях от постоянной нагрузки отдельно с максимальными и ми­нимальными значениями этих усилий от временной нагрузки.

В рамно-подвесной системе огибающие эпюры моментов в ригеле всегда однозначны. В рам­но-консольной системе с шарни­ром суммарные моменты от по­стоянной и временной нагрузок в средней части ригеля (у опоры) всегда отрицательны. На концах же ригеля возможны и положительные суммарные моменты, вызы­вающие растяжение нижних волокон. Хотя положитель­ные моменты от постоянной и временной нагрузок бывают неболь­шими, они могут оказать существенное влияние на армирование ригеля. Дело в том, что рабочая предварительно напрягаемая ар­матура ригеля проходит у верхней прямолинейной его грани. Уси­лия предварительного натяжения в этой арматуре вызывают растя­гивающие напряжения внизу сечения, которые складываются с рас­тягивающими напряжениями, возникающими от действия суммар­ного положительного момента, что по расчету на трещиностойкость может потребовать постановки нижней напрягаемой арматуры у концов ригеля.

Необходимо заметить, что учет пространственной работы вве­дением к нагрузке коэффициентов поперечной установки не всегда обеспечивает необходимую точность расчетов. Более точно усилия в сечениях рассматриваемой конструкции могут быть определены при загружении временной нагрузкой поверхностей влияния.

Рамно-консольные системы должны быть рассчитаны не только на основные, но и на дополнительные сочетания нагрузок, включа­ющие, кроме постоянных и временных вертикальных нагрузок, так­же силу торможения и действие ветра. В рамно-подвесной системе

горизонтальные нагрузки от торможения и действия ветра вызовут усилия только в стойке. При ее расчете на дополнительные сочета­ния нагрузок следует рассмотреть два случая загружения ригеля:

а) временной нагрузкой q1 на всей длине ригеля и соответству­ющей ей силой торможения Т1;

б) временной нагрузкой q2 на одной консоли и соответствующей силой торможения Т2.

Тормозная сила от автомобилей по кормам считается приложен­ной в уровне верха полотна проезжей части. Без существенной по­грешности можно считать ее действующей в уровне верха ригеля, что более удобно для расчетов.

В рамно-консольной системе горизонтальные силы будут вызы­вать усилия в связях между рамами, которые мы приняли за лиш­ние неизвестные Хi. Следовательно, в этой системе возникают внут­ренние усилия от горизонтальных сил не только в сечениях стойки, но и в сечениях ригеля.