Усиление и реконструкция мостов
Усиление балки пролетного строения моста накладной плитой. Определение усилий в балках пролетного строения. Расчет балки по предельным состояниям первой группы. Подбор поперечного сечения арматуры. Линии влияния давления на балки пролётного строения.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2012 |
| Размер файла | 835,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки республики Казахстан.
Восточно-Казахстанский государственный технический университет
им. Д.М. Серикбаева.
Курсовая работа
На тему:
"Усиление и реконструкция мостов"
Студен: Архипов А.П.
Преподаватель: Новиков Ю.М.
Группа: 11-ТСз-2д
Усть-Каменогорск 2012 г.
Содержание
- Исходные данные
- 1. Определение усилий в балках пролетного строения
- 1.1 Определение геометрических характеристик поперечных сечений балки
- 1.2 Построение линий влияния давления на балки пролётного строения (в середине пролета)
- 1.3 Определение усилий в сечениях балки
- 2. Расчет балки по предельным состояниям первой группы
- 2.1 Подбор поперечного сечения арматуры
- 2.2 Определение геометрических характеристик сечения приведённого к бетону
- 2.3 Определение потерь предварительного напряжения
- 2.4 Расчет на прочность нормальных сечений по изгибающему моменту
- 3. Усиление балки пролетного строения накладной плитой
- 3.1 Работа балки в первой стадии
- 3.1.1 Изгибающий момент в середине пролета в первой стадии от собственного веса балки и веса накладной плиты
- 4. Работа балки во второй стадии
- 4.1 Определение геометрических характеристик поперечного сечения балки с плитой
- 4.2 Построение линий влияния давления на балки пролётного строения (в середине пролета)
Исходные данные
1. Номер рассчитываемой балки - 4.
2. Категория дороги - III
3. Новая категория дороги - II
4. Габарит тротуаров - 1,5
5. Длина балок - 24 м
6. Усиление производится монолитной накладной плитой
1. Определение усилий в балках пролетного строения
1.1 Определение геометрических характеристик поперечных сечений балки
Исходные данные
Ширина плиты равна 190 см. Количество точек перелома правой половины сечения N = 8
Координаты точек в осях X1-Y1
Результаты расчета
Статические моменты отсеченных площадей, приведенных к бетону, относительно центральной оси Хo
Cтатический момент площади, приведенной к бетону, расположенной ниже центра тяжести относительно центральной оси 92881
1.2 Построение линий влияния давления на балки пролётного строения (в середине пролета)
1 2 3 4 5 6 7
Исходные данные
Ординаты линий влияния давления на балки
Исходные данные
Oрдинаты линии влияния
усиление реконструкция плита мост
Строится линия влияния давления в середине пролета
Определение коэффициентов поперечной установки (КПУ) по линиям влияния давления на балки (в середине пролета)
Определение нагрузок
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка qн, т/м |
Коэф. надежности f |
Расчетная нагрузка, q т/м |
|
|
Асфальтобетонное покрытие = 7 см, = 2,3 т/м3 |
0,072,3d= 0,1611,9=0,305 |
1,5 |
0,459 |
|
|
Защитный слой = 4 см,= 2,5 т/м3 |
0,042,5= 0,1001,9=0, 190 |
1,3 |
0,247 |
|
|
Гидроизоляция = 1 см,=1,5 т/м3 |
0,011,5d= 0,1501,9=0,285 |
1,3 |
0,380 |
|
|
Выравнивающий слой = 3 см,= 2,4 т/м3 |
0,032,4d= 0,0631,9=0,119 |
1,3 |
0,155 |
|
|
Балка г=2,5 т/м3 |
0,583·2,5=1,457 |
1,1 |
1,595 |
|
|
Итого |
2,344 |
2,826 |
1.3 Определение усилий в сечениях балки
Обозначения в таблицах:
х - расстояние от левой опоры до сечения; Sq - усилие от постоянной нагрузки; Sv1 - усилие от полосовой нагрузки, расположенной в пределах проезжей части; Sv2 - усилие от полосовой нагрузки, расположенной в пределах габарита проезда; Sт1 - усилие от тележки, расположенной в пределах проезжей части; Sт2 - усилие от тележки, расположенной в пределах габарита проезда; Sп - усилие от пешеходной нагрузки; Sнк - усилие от нагрузки НК-80; S1 - усилие от первого сочетания нагрузок; S2 - усилие от второго сочетания нагрузок; S3 - усилие от третьего сочетания нагрузок.
2. Расчет балки по предельным состояниям первой группы
2.1 Подбор поперечного сечения арматуры
Определение рабочей ширины плиты
Рабочая ширина плиты bсв определяется из расчета 6*hf. Длина свесов плиты bсв, не должна превышать шести её толщин hf, считая от начала свеса. Так как длина свесов меньше 6*hf =0,9, принимаем bf=1,9 м.
Подбор арматуры производится по изгибающему моменту от расчетных нагрузок для сечения в середине пролёта. Если напрягаемая арматура располагается и в верхней зоне, то при подборе арматуры её не учитывают.
Рекомендуется производить определение требуемой площади поперечного сечения арматуры в предположении, что высота сжатой зоны меньше толщины плиты.
Для этого определяем табличный коэффициент m по формуле
.
где М - изгибающий момент в середине пролёта балки от расчётных нагрузок = 28590000 кгс*см
Rb - расчётное сопротивление бетона на сжатие (класс бетона принят В25, Rb =135 кгс/ см2).
bf' - рабочая ширина плиты=190см
h0 - рабочая высота плиты, принимая ориентировочно от верхней кромки балки до середины высоты нижнего пояса балки - 105см
Затем по таблице по значению m определяем значение коэффициента . m - 0,101 - =0,947
После этого требуемая площадь арматуры Ар определяется по формуле
. ,
где Rp - расчётное сопротивление напрягаемой арматуры (высокопрочная проволока гладкая ВII, 5мм; Rp =10750);
1,2 - коэффициент, принимаемый для увеличения трещиностойкости балки.
При определении коэффициента m может оказаться, что m0.455. В этом случае, как правило, необходимо увеличит высоту сечения балки.
По требуемой площади арматуры подбираем количество пучков напрягаемой арматуры. Пучки выполнены из 24 стержней гладкой высокопрочной проволоки, класса ВII диаметром 5 мм (245ВII). Площадь одного пучка арматуры 245ВII, равна 4,7 см. Зная площадь одного пучка можно определить количество пучков в сечении балки. Количество пучков составляет 7 штук.
Площадь принятой арматуры должна быть больше или равна требуемой площади, определенной расчетом по формуле.
2.2 Определение геометрических характеристик сечения приведённого к бетону
=33,0>=32,1 см2;
Расположение напрягаемой арматуры в сечении нижнего пояса балки
В балках с арматурой, напрягаемой на упоры, расстояния в свету между пучками S должно быть не меньше 6 см и не меньше диаметра пучка. конструкциях с арматурой, напрягаемой на упоры, минимальная толщина защитного слоя a равна 4 см.
2.3 Определение потерь предварительного напряжения
,
где - расчётное сопротивление напрягаемой арматуры-1120МПа
2.4 Расчет на прочность нормальных сечений по изгибающему моменту
Проверка прочности сечения по изгибающему моменту заключается в проверке условия
М=28590000 Мпр =33910000 кгссм
где М - изгибающий момент в сечении от расчетных нагрузок - 28590000 кгс*см (см. раздел 2);
Мпр - предельный изгибающий момент, который может выдержать сечение - 33910000кгс*см
Предельный изгибающий момент определяется в зависимости от случая расчета. Если высота сжатой зоны бетона х находится в пределах верхней полки балки, то предельный момент определяется как для прямоугольного сечения из условий равновесия (рисунок 3.5)
Мпр=Rbbf x (h0-0,5x) - рсАр
Мпр=135*190*13,45* (105-0,5*13,45) - 0=33910000 кгс*см
Высота сжатой зоны бетона определяется из условия
Rb - расчетное сопротивление бетона при сжатии = 135 кгс*см2
bf - рабочая ширина верхней полки = 190см
х - высота сжатой зоны бетона -
=
h0 - рабочая высота сечения = 105см
Ар и Ар - принятая площадь поперечного сечения напрягаемой нижней и верхней арматуры; рс - напряжение в верхней арматуре. рс=0
Высота сжатой зоны должна быть не больше предельной высоты, определяемой формулой
,
где =0,85 - 0,008Rb; Rb принимать в МПа =0,85 - 0,008*13=0,746;
1=Rp+500-p - напряжение в арматуре в МПа, 1=1120+500-896=724МПа
p - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь;
p= Rp-п;, p= 1120-224=896МПа
2 = 500 МПа - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны.
смсм; условие выполнено
М=28590000кгс*см Мпр =33910000 кгс*см
3. Усиление балки пролетного строения накладной плитой
3.1 Работа балки в первой стадии
3.1.1 Изгибающий момент в середине пролета в первой стадии от собственного веса балки и веса накладной плиты
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка qн, т/м |
Коэф. надежности f |
Расчетная нагрузка, q т/м |
|
|
Плита г=2,5 т/м3 |
0,27*2,5=0,675 |
1,3 |
0,87 |
|
|
Балка г=2,5 т/м3 |
0,583·2,5=1,457 |
1,1 |
1,595 |
|
|
Итого |
2,13 |
2,46 |
= 17710000 кгс*см
Где Q - собственный вес балки и накладной плиты с домоноличиванием= 2,46 т/м=24600000кгс*см
L - расстояние до середины балки = 24,0 м
Мпр1 - предельный изгибающий момент, который может выдержать сечение - 33910000кгс*см
М1=17710000 кгс*см М1пр= 33910000кгс* см
4. Работа балки во второй стадии
4.1 Определение геометрических характеристик поперечного сечения балки с плитой
Ширина плиты 190 см
Количество точек перелома правой половины сечения N = 8
Координаты точек в осях X1-Y1
Результаты расчета
4.2 Построение линий влияния давления на балки пролётного строения (в середине пролета)
1 2 3 4 5 6 7
Определение ординат линий влияния давления на балку
Исходные данные
Ординаты линий влияния давления на балки
Исходные данные для построения линии влияния давления на балку
Oрдинаты линии влияния
Строится линия влияния давления в середине пролета
Определение коэффициентов поперечной установки (КПУ) по линиям влияния давления на балки (в середине пролета)
Определение нагрузок во второй стадии работы балки
|
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка qн, т/м |
Коэф. надежности f |
Расчетная нагрузка, q т/м |
|
|
Асфальтобетонное покрытие = 7 см, = 2,3 т/м3 |
0,072,3d= 0,1611,9=0,305 |
1,5 |
0,459 |
|
|
Защитный слой = 4 см,= 2,5 т/м3 |
0,042,5= 0,1001,9=0, 190 |
1,3 |
0,247 |
|
|
Гидроизоляция = 1 см,=1,5 т/м3 |
0,011,5d= 0,1501,9=0,285 |
1,3 |
0,380 |
|
|
Выравнивающий слой = 3 см,= 2,4 т/м3 |
0,032,4d= 0,0631,9=0,119 |
1,3 |
0,155 |
|
|
Итого |
0,9 |
1,24 |
Определение усилий в сечениях балки
Предельный изгибающий момент во второй стадии работы балки
Мпр=Rbbf x (h0-0,5x) - рсАр
Мпр=135*200*12,8* (145-0,5*12,8) - 0=47900000 кгс*см
Высота сжатой зоны бетона определяется из условия
Rb - расчетное сопротивление бетона при сжатии = 135 кгс*см2
bf - рабочая ширина верхней полки = 200см
х - высота сжатой зоны бетона -
=
h0 - рабочая высота сечения = 140см
Ар и Ар - принятая площадь поперечного сечения напрягаемой нижней и верхней арматуры; рс - напряжение в верхней арматуре. рс=0
Высота сжатой зоны должна быть не больше предельной высоты, определяемой формулой
,
где =0,85 - 0,008Rb; Rb принимать в МПа =0,85 - 0,008*13=0,746;
1=Rp+500-p - напряжение в арматуре в МПа, 1=1120+500-896=724МПа
p - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь;
p= Rp-п;, p= 1120-224=896МПа
2 = 500 МПа - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны.
смсм; условие выполнено
М2=22820000кгс*см Мпр2 =47900000 кгс*см
ПРОВЕРКА УСЛОВИЙ ПРОЧНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СДВИГАЮЩИХ УСИЛИЙ ПЛИТЫ
Сдвигающее усилие
Где
М2 = изгибающий момент от расчетных нагрузок во второй стадии работы балки = 22820000 кгс*см
N = плечо пары сил = 113,2см
Определение количества стержней в закладных деталях
Сдвигающее усилие S = 201600 кгс
Материал стержня - сталь класса АIII
= расчетное сопротивление анкера по срезу
Расчет по прочности объединения железобетона анкерами
Для гибких упоров в виде круглых стержней при
кН = 6850 кгс
Где
расчетное сопротивление бетона = 20 МПа
= 9880 кгс
Где
расчётное сопротивление для арматуры класса АIII - 3600 кгс/см2
Наименьшая несущая способность = 6850 кгс
Определяем количество стержней в закладных на половине длины пролета
S = 201600 кгс/см2 /6850 кгс/см2 = 29шт
Устанавливаем в каждую закладную по 4 стержня 22мм, итого общее количество стержней на половине длины пролета 32 шт.
Давление приходящееся на одну закладную деталь 201600/8=25200кгс
Давление приходящееся на один анкер 25200/4=6300 < 6850кгс
Прочность сварных соединений
По металлу шва
Где
расчетная высота сечения шва -
- коэффициент расчетных сечений угловых швов
- катет шва
полная длина шва - 10см
расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва
коэффициент условий работы=0,9
- временное сопротивление разрыву при сварке электродами Э42 (по ГОСТ 9467-75)
По металлу границе сплавления
расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границе сплавления
расчетная высота сечения шва по металлу границе сплавления -
нормативное сопротивление стали по временному сопротивлению для стали 16Д
- коэффициент расчетных сечений угловых швов
Расчет пластины для закладной детали ЗД-1
Материал пластины - сталь листовая марки 16 Д, ГОСТ 6713
где dan - диаметр анкерного стержня = 2,2 см
Rs - расчетное сопротивления стали анкера =3600 кгс/см2
Rsq - расчетное сопротивление стали на срез, принимаемое согласно СНиП II-23-81*. = Rsq = 0,58Ryn/ m = 0,58 * 2350/1,025 = 1330 кгс/см2
где m = 1,025 - коэффициент надежности по материалу
Ry n= 235 МПа = 2350 кгс/см2 - нормативное сопротивление по пределу текучести для стали листовой марки 16 Д ГОСТ 6713
Кроме этой формулы необходима проверка по (4)
Из трёх несущих способностей нужно выбрать наименьшее значение.
По несущей способности определяется количество стержней на половине длины пролёта. После этого определяется давление на одну закладную, по которому производится расчёт сварного углового шва.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Описание условий проектирования моста. Расчет главной балки пролетного строения. Геометрические параметры расчетных сечений балки. Подбор арматуры и расчет по прочности сечения, нормального к продольной оси балки. Конструирование элементов моста.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 28.05.2012Назначение формы пролетного строения и его элементов. Определение внутренних усилий в плите проезжей части. Расчёт балок на прочность. Конструирование продольной и наклонной арматуры. Расчет по раскрытию нормальных трещин железобетонных элементов.
курсовая работа [576,8 K], добавлен 27.02.2015Вычисление плиты пролетного строения. Определение усилий в плите проезжей части. Проверка армирования в середине пролета. Расчет балки на прочность на стадии эксплуатации по изгибающему моменту. Проверка образования продольных трещин под нагрузками.
курсовая работа [290,5 K], добавлен 16.10.2013Линии влияния реакций опор изгибающих моментов и поперечных сил в выбранных сечениях. Определение требуемой высоты сечения балки из условий жесткости и наименьшего веса. Подбор сечения балки в виде сварного двутавра, проверка напряжения в опасных точках.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.04.2014Назначение конструкции дорожной одежды подходных насыпей. Разработка вариантов сооружения пролетного строения. Проектирование снабжения строительства водой, паром, сжатым воздухом и электроэнергией. Технологическая карта на монтаж пролетного строения.
дипломная работа [10,9 M], добавлен 05.10.2022Сравнение вариантов балочной клетки. Проверка общей устойчивости балки. Проектировании центрально-сжатых колонн. Определение расчетной силы давления на фундамент с учетом веса колонны. Подбор сечения балки. Расчет сварной главной балки балочной клетки.
курсовая работа [569,4 K], добавлен 10.10.2013Компоновочная схема здания. Расчет двускатной балки покрытия по предельным состояниям I и II группы. Определение геометрических размеров фундамента, расчет прочности конструкции, прогиба, образования и раскрытия трещин. Расчет фундамента от отпора грунта.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.12.2013Расчет соединения поясов со стенкой и изменения сечения главной балки по длине. Проверка общей и местной устойчивости элементов балки. Определение ее опирания на колонну. Расчет крепления опорного столика. Требуемый момент сопротивления сечения балки.
курсовая работа [540,9 K], добавлен 13.07.2015Расчет несущего настила балочной клетки. Расчет балочных клеток. Компоновка нормального типа балочной клетки. Учет развития пластических деформаций. Расчет балки настила и вспомогательной балки. Подбор сечения главной балки. Изменение сечения балки.
курсовая работа [336,5 K], добавлен 08.01.2016Расчет и подбор сечения круглого и прямоугольного профиля из брусьев ходовых размеров для деревянной балки. Определение прочности балки из сталефибробетона по нормальным напряжениям. Подбор стальной двутавровой балки по величине момента сопротивления.
курсовая работа [353,7 K], добавлен 29.11.2011
