Анализ надземного пешеходного перехода с целью установления причин разрушения остекления пролетного строения
Анализ особенностей конструкции надземного пешеходного перехода через автомобильную дорогу с остеклением из поликарбоната пролетного строения. Установление причин разрушения остекления. Анализ напряженно-деформированного состояния конструкций пролета.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.05.2018 |
Размер файла | 4,6 M |
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.
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (ноябрь - декабрь 2015)
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
38
http://naukovedenie.ru 12KO615
Размещено на http://www.allbest.ru/
Анализ надземного пешеходного перехода с целью установления причин разрушения остекления пролетного строения
Валиев Шерали Назаралиевич
Овчинников Игорь Георгиевич
Овчинников Илья Игоревич
Смоленкин Владимир Сергеевич
Блинков Максим Андреевич
Аннотация
В данной статье проводится анализ особенностей конструкции надземного пешеходного перехода через автомобильную дорогу. Этот пешеходный переход имел остекление из поликарбоната над пролетным строением. В марте 2015 года произошло разрушение остекления пролетного строения. В момент обрушения остекления пролетного строения был зарегистрирован сильный ветер. Была поставлена задача установить причины разрушения остекления пролетного строения. В процессе обследования установлено, что элементы крепления обследуемого перехода, принятые по аналогии с другим пешеходным переходом, не совсем подходят по размерам к обследуемому сооружению. Была определена ветровая нагрузка на сооружение, построена конечно-элементная расчетная схема и выполнен анализ напряженно-деформированного состояния с помощью программного комплекса ЛИРА. Результаты расчета показали, что из-за больших деформаций остекления под действием ветровой нагрузки в ряде платин остекления появились значительные напряжения, величина которых превысила допустимые. Условие прочности по первому предельному состоянию не выполнялось почти у всех пластин, разрушение которых потянуло за собой последующее разрушение и остальных пластин поликарбоната и разрушение всего остекления мостового сооружения.
Ключевые слова: мостовое сооружение; остекление моста; разрушение поликарбоната; ветровая нагрузка; прочностной анализ.
Analysis of elevated pedestrian crossing in order to establish the causes of the destruction of the spans glazing
Abstract. This article analyzes the characteristics of the construction of elevated pedestrian crossing the highway. This walkway was made of polycarbonate glazing over the span. In March 2015 there was a destruction glass superstructure. At the time of the collapse of the glazing span it was registered a strong wind. The task was to establish the causes of the destruction of the glazing span. During the survey found that the fastening elements of the subject of transition, adopted by analogy with another pedestrian crossing, is not quite the right size for the construction of the examinee. It was determined the wind load on the structure, built by finite element calculation scheme and the analysis of stress-strain state with the help of the program complex LIRA. The calculation results showed that due to the large deformations of glazing under the wind load in a number of platinum glazing appeared much voltage the value of which exceeded the permissible. Conditions of strength for the first limit state is not fulfilled almost all the plates, the destruction of which was drawn for a subsequent destruction of the remaining plates and polycarbonate glazing and the destruction of the entire bridge construction.
Keywords: bridge construction; glazing bridges; destruction of polycarbonate; wind load; strength analysis.
Введение
Исследуемый надземный пешеходный переход находится на км 92+150 автомобильной дороги М-10 «РОССИЯ» около города Клин и состоит из пролетного строения над автодорогой и двух двухмаршевых лестничных сходов, расположенных в остекленных башенных опорах (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Надземный пешеходный переход с остеклением (фото авторов)
Рис. 2. Вид на пешеходный переход изнутри (фото авторов)
Пролетное строение балочно-разрезное цельнометаллическое состоящее из двух главных балок, объединенных нижней ортотропной плитой. Полная длина балок - 35,60 м, высота главных балок - 1,570 м, толщина ребер - 0,012 м, толщина плиты - 0,012 м. Лестничные сходы двухмаршевые с изменением направления движения, перпендикулярны пролетному строению. Сопряжение пролетного строения и лестничных сходов выполнено по переходным площадкам. Опоры и лестничные сходы установлены на объединенных фундаментах на естественном основании. Полная длина сооружения - 47,10 м, с учетом лестничных сходов - 76,56 м. Ширина пешеходной части 2,25 м. Перильное ограждение сооружения - металлические поручни высотой 1 м на основной конструкции. Надземный пешеходный переход пересекает дорогу на высоте 5,6 м. Высота самих конструкции надземного пешеходного перехода составляет 3,38 м.
Остекление пролетного строения было выполнено блоками термоформного тоннеля полуциркульного очертания радиусом 1,2 м из поликарбоната, крепление блоков осуществлялось зажимами. Остекление опорных башен выполнено плоскими пластиковыми панелями на металлическом каркасе. Пешеходный переход построен в 2002 г. Проектные нормативные временные нагрузки: пешеходная, ветровая, снеговая.
В марте 2015 года произошло разрушение остекления пролетного строения (рис. 3). По данным метеостанции г. Клин на момент обрушения остекления пролетного строения (29.03.2015 г.) был зарегистрирован сильный ветер, его максимальная скорость (с учетом порывов) составляла 16 м/сек, что относится к неблагоприятным явлениям, в соответствии с критериями действующих норм - РД 52.04.563-2013.
Рис. 3. Вид на пешеходный мост после разрушения остекления пролетного строения (фото авторов)
Возникла задача установить причины разрушения остекления пролетного строения. Вопросы обследования, диагностики мостовых сооружений, оценки их состояния, определения нагрузок на сооружения, предупреждения аварий, анализа причин аварий, динамического поведения мостовых сооружений при ветровом воздействии, а также проблемы расчетного анализа подобных сооружений рассмотрены в работах [1 - 15].
1. Обследование мостового сооружения
Работы по осмотру и обследованию надземного пешеходного перехода проводились 30 июня 2015 года. В ходе обследования были осмотрены: пролетное строение после обрушения остекления и опорные башни лестничных сходов. Результаты осмотра приведены на рисунках 4-11.
На пешеходном мосту полностью отсутствует остекление пролетного строения и элементы его крепления (рис. 4). На момент обследования эксплуатирующая организация не смогла представить для осмотра части и элементы обрушившегося остекления и крепления. Были представлены только некоторые фотографии после обрушения. По данным представленных фотоматериалов можно заключить, что порыв ветра был со стороны Москвы, что привело к срыву верхних элементов крепления к правому перильному ограждению и слому крепления к левому (со стороны области) перильному ограждению, фрагменты остекления находились на правом откосе дороги за сооружением (рис. 5 и 6).
Рис. 4. Вид на прохожую часть перехода. Полное отсутствие остекления пролетного строения и элементов крепления (фото авторов)
Анализ рабочей документации показал, что фактические конструкции крепления блоков остекления пролетного строения отличаются от проектных решений (рис. 7 а, б).
Конструкция крепления остекления пролетного строения в процессе производства работ была принята по аналогии с креплением остекления другого надземного пешеходного перехода, который находится на расстоянии около 0,5 км от данного сооружения (рис. 8 и 9). Материалы согласования изменения технического решения и исполнительная документация не были предоставлены.
Сопоставительный анализ конструкции остекления пролетных строений обследуемого и аналогичного пешеходных переходов показывает существенные отличия в конструкции и креплении остекления (рис. 9).
Элементы крепления обследуемого перехода, принятые по аналогии с другим пешеходным переходом, не совсем подходят по размерам к обследуемому сооружению: основание крепления (поручень) на обследуемом сооружении меньше по ширине, а крепление нижних элементов осуществлялось одним саморезом (рис. 10 а), в то время как на аналогичном сооружении - двумя саморезами (рис. 10 б). В процессе эксплуатации саморезы сильно прокорродировали.
В процессе эксплуатации некоторые узлы крепления блоков остекления вышли из строя (раскрепились). Свидетели происшествия рассказывали, что перед обрушением правая часть остекления около опоры 1 сильно качалась, что свидетельствует о нарушении работы крепления. Наличие на некоторых участках пролетного строения самодельных конструкций для прижатия остекления, так же свидетельствует об отсутствии крепления или нарушениях в их работе (рис. 11). На аналогичном пешеходном переходе узлы крепления остекления являются не достаточно надежными. От воздействия динамических (ветровых) нагрузок происходит смешение верхней части крепления. В процессе эксплуатации необходимо строго следить за этими узлами (рис. 12).
Рис 5. Вид на пролетное строение после обрушения остекления. Наличие нижних частей крепления и резиновые уплотнители со стороны Москвы
Разрушение нижней части укрепления со стороны области по линии затяжки саморезом (фото предоставлено эксплуатирующей организацией)
Рис. 6. Фрагменты остекления на правом откосе за сооружением (фото авторов)
а) б)
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (ноябрь - декабрь 2015)
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
38
http://naukovedenie.ru 12KO615
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 7. Крепление блоков остекления к поручню перильного ограждения: а) по проекту; б) фактическое (с зажимами), (схема и фото авторов)
Рис. 8. Вид на аналогичный пешеходный переход (0,5 км до сооружения) со стороны Москвы
а) б)
Рис. 9. Вид на прохожую часть пешеходных переходов: а) обследуемого; б) аналогичного (фото авторов)
а) б)
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (ноябрь - декабрь 2015)
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
38
http://naukovedenie.ru 12KO615
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 10. Соединение нижнего элемента крепления к основанию (поручню перильного ограждения: а) на обследуемом мосту; б) на аналогичном мосту (фото авторов)
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (ноябрь - декабрь 2015)
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
38
http://naukovedenie.ru 12KO615
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 11. Дополнительные конструкции для удержания остекления (фото авторов)
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (ноябрь - декабрь 2015)
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
38
http://naukovedenie.ru 12KO615
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 12. Крепление остекления пролетного строения (аналога). Смешение верхней части крепления (фото авторов)
По результатам визуального осмотра, сравнительного анализа конструкции крепления остекления на обследуемом переходе с конструкцией остекления аналогичного сооружения, анализа рабочей документации можно заключить, что причиной обрушения остекления пролетного строения является комплекс факторов: влияние неблагоприятных погодных условий (сильный порыв ветра), конструктивные недостатки (ненадежность узлов крепления), отклонение от проектных решений при производстве работ и неудовлетворительное содержание при эксплуатации сооружения.
2. Расчетный анализ
Для оценки воздействия порыва ветра на поведение конструкции остекления пролетного строения было произведено моделирование работы конструкции с использованием метода конечных элементов (МКЭ) в программном комплексе ПК «ЛираСАПР».
А) Сбор постоянных и временных нагрузок на мостовое сооружение
Расчеты металлоконструкций и поликарбонатного остекления надземного пешеходного перехода на км 92+150 в г. Клин Московской области выполнены в соответствии со следующими основными нормативными документами:
СП 35.13330.2011, СНиП 2.05.03-84* Актуализированная редакция. Мосты и трубы;
СП 16.13330.2011, СНиП II-23-81* Актуализированная редакция. Стальные конструкции;
СП 20.13330.2011, СНиП 2.01.07-85* Актуализированная редакция. Нагрузки и воздействия;
Согласно СП 20.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия) по величине давления ветра район расположения рассчитываемой конструкции характеризуется следующими климатическими характеристиками:
ветровой район - 1;
нормативное давление ветра - 23 кг/м2; ? тип местности «В».
Расчеты надземного пешеходного перехода на действие расчетных нагрузок проведены по первому (по прочности) предельному состоянию.
При расчете конструкций перехода учитывались следующие виды нагрузок:
масса (собственный вес) металлоконструкций и остекления - поликарбоната «STRONEX» надземного пешеходного перехода;
временная пешеходная нагрузка (400 кг/м2), согласно СП 35.13330.2011, СНиП 2.05.03-84* Актуализированная редакция. Мосты и трубы;
ветровая нагрузка (включающая нормальную и пульсационную составляющие), соответствующая I ветровому району (тип местности В).
Направление ветрового воздействия принято перпендикулярным к одной из боковых сторон перехода.
Ветровые нагрузки собраны в соответствии с СП 20.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия (п. 11).
Расчёт надземного пешеходного перехода выполнен на действие постоянных и временных нагрузок, представленных в таблице 11. Вес металлоконструкций и остекления из поликарбоната «STRONEX» принимался по фактическому весу в соответствии с чертежами рабочей документации (2002.9-2-2 «Надземный пешеходный переход на км 92+150 автомобильной дороги Москва - С-Петербург в г. Клин Московской области»). Технические характеристики по сборному поликарбонату «STRONEX» принимались по представленной эксплуатирующей организацией информации.
Коэффициенты надежности по нагрузке для постоянной и временной нагрузок определены по пп. 7.2, 7.3, 11.1.2 СП 20.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия и п. 6.23 СП 35.13330.2011, СНиП 2.05.03-84* Актуализированная редакция. Мосты и трубы.
Геометрические характеристики металлоконструкций пролетного строения и остекления из поликарбоната «STRONEX» приняты в соответствии с рабочей документацией и предоставленной эксплуатирующей организацией информацией. Материал металлоконструкций пролетного строения - сталь 15ХСНД по ГОСТ 6713-91 и сталь Ст3сп5 по ГОСТ 27772-88. Плотность стали - 7.85 г/см3.
Плотность поликарбоната «STRONEX» - 1.2 г/см3. Предел прочности при растяжении - 60 Мпа. Предел прочности при изгибе - 95 Мпа. Модуль упругости - 2250 Мпа. Коэффициент Пуассона - 0.45.
В программном комплексе «Лира-САПР» были смоделированы основные несущие элементы надземного пешеходного перехода. Собственный вес вспомогательных элементов металлоконструкций перехода учтен в виде дополнительной распределенной нагрузки, приложенной к несущим элементам.
Смоделированный таким образом вес конструкций надземного пешеходного перехода соответствует весу конструкций перехода в рабочей документации.
Ветровая нагрузка на конструкции перехода определялась в соответствии с п. 11 и приложением Д.1.3 СП 20.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. При определении эквивалентной высоты ze по п. 11.1.5 СП 20.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия высота сооружения h определялась по формуле h = h1 +0.7f (рис. 13).
Рис. 13. Схема к определению эквивалентной высоты
надземный переход разрушение остекление
Рассчитанные значения ветровой нагрузки приведены в таблице 1. На рисунке 14 приведена конечно-элементная расчетная схема надземного пешеходного перехода с остеклением.
Рис. 14. Расчетная схема надземного пешеходного перехода с остеклением (составлена авторами)
Таблица 1 ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА НА ПЕРЕХОД (Значение нормальной составляющей ветровой нагрузки Wм)
№ |
h (м) |
Wо (кПа) |
гf |
k |
Элемент |
Длина (м) |
Ширина (м) |
Ai (м2) |
Cе |
Wм (кг/кв. м.) (норматив. знач.) |
Wм (кг/кв. м.) (расч. знач.) |
Wмп на пояс (кг/м.) (норматив. знач.) |
Wмп на пояс (кг/м.) (расчетные значения) |
Примечание |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
1 |
6.49 |
0.23 |
1.4 |
0.545 |
Боковая стенка (наветренная сторона) |
36.00 |
1.78 |
64.08 |
0.8 |
10.03 |
14.04 |
642.59 |
899.63 |
||
2 |
6.49 |
0.23 |
1.4 |
0.545 |
Боковая стенка (подветренная сторона) |
36.00 |
1.78 |
64.08 |
-0.5 |
-6.27 |
-8.77 |
-401.62 |
-562.27 |
||
3 |
7.88 |
0.23 |
1.4 |
0.59 |
Свод (наветренная сторона) |
36.00 |
0.94 |
33.91 |
0.63 |
8.55 |
11.97 |
289.92 |
405.88 |
||
4 |
7.88 |
0.23 |
1.4 |
0.59 |
Свод (наветренная сторона) |
36.00 |
0.94 |
33.91 |
-1.12 |
-15.20 |
-21.28 |
-515.41 |
-721.57 |
||
5 |
7.98 |
0.23 |
1.4 |
0.59 |
Свод (верхняя часть) |
36.00 |
1.88 |
67.82 |
-0.4 |
-5.43 |
-7.60 |
-368.15 |
-515.41 |
||
Примечание: Знак «плюс» у коэффициентов се соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность (активное давление), знак «минус» - от поверхности (отсос). |
Принятые в таблице обозначения
№ - |
номер расчетного поля; |
|
h - |
отметка середины расчетного поля от земли, м; |
|
Wо - |
нормативное значение ветровой нагрузки (табл. 11.1 [СП 20.13330.2011]), кПа; |
|
гf - |
коэффициент надежности (п. 11.1.12 [СП 20.13330.2011]); |
|
k - |
коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте; (табл. 11.4 [СП 20.13330.2011]); |
|
Ai - |
площадь проекции i-го элемента на грань расчетного поля; |
|
Cе - |
аэродинамический коэффициент i-го элемента конструкции, принимается по приложению Д. 1.3 [СП 20.13330.2011]; |
|
Wм - |
значение средней составляющей ветровой нагрузки, (кН/м2); |
|
Wмп - |
погонное значение средней составляющей ветровой нагрузки, (кг/м). |
Б) Предпосылки расчета
Расчет выполнялся методом конечных элементов в перемещениях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения узлов: X линейное по оси X, Y линейное по оси Y, Z линейное по оси Z, UX угловое вокруг оси X, UY угловое вокруг оси Y, UZ угловое вокруг оси Z. Ось Z условно принята за вертикальную ось.
Расчет производился на следующие нагрузки: загружение 1 - собственный вес конструкций надземного пешеходного перехода и пешеходная нагрузка; - загружение 2 - ветровая статическая нагрузка; - загружение 3 - ветровая нагрузка с учетом пульсации (динамическая ветровая нагрузка). В расчете учитывается заданное количество форм собственных колебаний (KF). Кроме динамических составляющих (количество которых ограничено предельной нормативной частотой для данного ветрового района), по которым раскладывается ветровая нагрузка, определяются величины статической составляющей ветровой нагрузки. Все сечения элементов мостового сооружения приняты согласно чертежам КМ, предоставленных эксплуатирующей организацией. Все элементы конструкции перехода в расчете приняты без учета условий, снижающих их несущую способность, то есть полагается что элементы конструкции не гнутые, коррозия отсутствует. Расчетная схема включает следующие типы элементов: тип 41. Универсальный прямоугольный КЭ оболочки и тип 44. Универсальный четырехугольный КЭ оболочки. Жесткостные характеристики элементов приняты согласно рисунку 15.
Рис. 15. Жесткостные характеристики сечений элементов (составлен авторами)
Для моделирования нагрузки от собственного веса конструкций пешеходного перехода использована стандартная функция ПК Лира-САПР для добавления собственного веса смоделированного сечения, при этом для расчетной нагрузки введен коэффициент надежности 1.1. Для упрощения расчетной модели вес вспомогательных конструкций, а также вес металлоконструкций, не участвующих в работе пролетного строения на изгиб в середине пролета, приложены с учетом коэффициента надежности 1.1 к несущим элементам в виде распределенной нагрузки.
Вес покрытия прохожей части прикладывается виде распределенной нагрузки по ортотропной плите: 0,06 м • 1,6 т/м3 • 1,5 =0,144 т/м2, где 0,06 м - толщина покрытия, 1,6 т/м3 - объемный вес материала покрытия, 1,5 - коэффициент запаса по п. 6.10 табл. 6.4 СП 35.13330.2011 “Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНИП 2.05.03-84*”.
Пешеходная нагрузка прикладывается к ортотропной плите в виде распределенной нагрузки: 0,4 т/м2 • 1,2 =0,480 т/м2, где 0,4 т/м2 - распределенная нагрузка от пешеходов по п.
6.21 СП 35.13330.2011 “Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНИП 2.05.03-84*”, 1,2 - коэффициент запаса по п.6.23 г табл.6.4 СП 35.13330.2011 “Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНИП 2.05.03-84*”.
Ветровая нагрузка прикладывается к элементам расчетной схемы мостового сооружения согласно значениям из таблицы 1 с коэффициентом надежности гf=1.4.
В) Результаты расчета
Результаты расчета, полученные с использованием программного комплекса ЛираСАПР приведены на рисунках 16 - 21.
Рис. 16. Перемещения от статической составляющей ветровой нагрузки. Перемещение узла 515 (середина пролета, поликарбонат с наветренной стороны) по оси Y вправо на 259 мм. (Составлен авторами)
Z Y
Рис. 17. Перемещения от динамической составляющей ветровой нагрузки (фаза 1). Перемещение узла 515 (середина пролета, поликарбонат с наветренной стороны) по оси Y вправо 316 мм. (Составлен авторами)
Составляющая 2
Z Y
Рис. 18. Перемещения от динамической составляющей ветровой нагрузки (фаза 2). Перемещение узла 515 (середина пролета, поликарбонат с наветренной стороны) по оси Y вправо 73,1 мм. (Составлен авторами)
Составляющая 4
Z Y
Рис. 19. Перемещения от динамической составляющей ветровой нагрузки (фаза 4). Перемещение узла 511 (середина пролета, поликарбонат с наветренной стороны) по оси Y вправо 89,6 мм. (Составлен авторами)
Z Y
X
Рис. 20. Эпюра усилий Ny от статической составляющей ветровой нагрузки. Максимальное усилие в элементе 458 (середина пролета, поликарбонат с наветренной стороны) N=5.93582 т/м2. (Составлен авторами)
ZY
X
Рис. 21. Эпюра усилий Ny от динамической составляющей ветровой нагрузки. Максимальное усилие в элементе 458 (середина пролета, поликарбонат с наветренной стороны) N=7.8551 т/м2. (Составлен авторами)
Анализ напряженно-деформированного состояния остекления из поликарбоната
Для анализа напряженного состояния из общего короба остекления была мысленно вырезана самая нагруженная секция, расположенная в середине пролета и рассмотрено ее деформированное состояние. На рис. 22 показана эпюра деформаций секции поликарбоната. На рис. 23 показана эпюра продольных усилий, построенная на деформированной схеме секции.
Z
Рис. 22. Эпюра деформаций секции из поликарбоната (составлен авторами)
Рис. 23. Эпюра продольных усилий N секции в плоской модели, построенная на деформированной схеме анализируемой секции (составлен авторами)
Реакции на левой опоре - 60,1 кг (на 2 зажима) и правой - 379,9 кг (на 2 зажима).
В результате расчета установлено, что максимальные напряжения в окружном направлении от изгиба листа поликарбоната равны:
Но, кроме изгибных деформаций, лист поликарбоната испытывает и продольные деформации, которые приводят к появлению цепных напряжений, равномерно распределенных по толщине листа поликарбоната. Найдем эти дополнительные цепные напряжения в поликарбонате. Расчет в ПК Лира-САПР показывает, что на длине листа 0,47 м удлинение составляет 0.0157 м. (рассматривалась первая слева (рис. 22) пластина из поликарбоната, имеющая закрепление к конструкции мостового сооружения). Согласно закону Гука:
где l - длина пластины (0,47 м), ??? - удлинение пластины под нагрузкой, E - модуль упругости (22500 кг/см2).
Отсюда:
Определим результирующие напряжения в поликарбонате и сравним их с допускаемыми напряжениями:
Аналогично выполним расчеты для остальных пластин поликарбоната и сведем результаты расчета в таблицу 2:
Таблица 2
Расчет суммарных напряжений в пластинах из поликарбоната и проверка условия прочности (составлена авторами)
Удлинение (укорочение), м |
дополнительные напряжения в поликарбонате от деформации, кг/см2 |
кг/см2 |
результирующая, кг/см2 |
Примечание |
|
0.01173699 |
564.4 |
88.2 |
652,6 |
Условие прочности не выполняется |
|
0.00642607 |
308.3 |
88.2 |
396,5 |
||
0.02350564 |
1123.6 |
88.2 |
1218,8 |
Условие прочности не выполняется |
|
-0.0010633 |
-52.1 |
88.2 |
36,1 |
||
0.01091973 |
529.1 |
88.2 |
617,3 |
Условие прочности не выполняется |
|
-0.0210331 |
-1011.4 |
88.2 |
-923,2 |
Условие прочности не выполняется |
|
0.03495106 |
1666.1 |
88.2 |
1754,3 |
Условие прочности не выполняется |
Вывод: условие прочности по первому предельному состоянию не выполняется почти у всех пластин, разрушение которых потянуло за собой последующее разрушение и остальных пластин поликарбоната и разрушение всего остекления мостового сооружения.
Литература
1. Савицкий Г.А. Ветровая нагрузка на сооружения. М. Изд-во литературы по строительству. 1972. 110 с.
2. Леденев В.В., Скрылев В.И. Предупреждение аварий. М. Изд-во АСВ. 2002. 238 с.
3. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. Киев. Изд-во «Сталь». 2002. 600 с.
4. Диагностика мостовых сооружений / И.Г. Овчинников, В.И. Кононович, О.Н. Распоров, И.И. Овчинников. Под общей ред. И.Г. Овчинникова: Саратов, Сарат. гос. техн. ун-т. 2003. 181 с.
5. Овчинников И.Г., Дядченко Г.С. Пешеходные мосты: конструкция, строительство, архитектура. Саратов. СГТУ. 2005. 226 с.
6. Добромыслов А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений. М. Справочное пособие. Изд-во АСВ. 2006. 256 с.
7. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения / В.Н. Гордеев, А.И. ЛантухЛященко, В.А. Пашинский, А.В. Перельмутер, С.Ф. Пичугин. Под общей ред. А.В. Перельмутера. М. Издательство АСВ. 2007. 482 с.
8. Экспериментальная динамика сооружений. Мониторинг транспортной вибрации: Монография / Е.К. Борисов, С.Г. Алимов, А.Г. Усов и др. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. - 128 с. 9. Попов, В.И. Городские мосты и транспортные развязки. МАДИ (ГТУ). М., 2009.
9. Корнеев М.М. Стальные мосты. Теоретическое и практическое пособие по проектированию мостов. Том.1. Киев. Изд-во «Академпресс». 2010. 532. с.
10. Корнеев М.М. Стальные мосты. Теоретическое и практическое пособие по проектированию мостов. Том.2. Киев. Изд-во «Академпресс». 2010. 490 с.
11. Рыбаков В.А. Основы строительной механики легких стальных тонкостенных конструкций: СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. - 207 с.
12. Казакевич М.И. Аэродинамика мостов. Краткий курс лекций. Днепропетровск. Изд-во Акцент. 2012. 188 с.
13. Сивцов А.А., Десятых Г.В. Примеры расчета металлических путепроводов. Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2014. 125 с.
14. Предотвращение аварий зданий и сооружений: Монография / Коллектив авторов под ред. К.И. Еремина. - Магнитогорск, 2014. - 400 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Назначение 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 05.10.2022Исследование жилого объекта недвижимости – индивидуального жилого дома с целью определения причин разрушения отделки фасада. Алгоритм составления экспертного заключения по техническому состоянию строительных конструкций, мероприятия по их реставрации.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 17.04.2015Назначение 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 27.02.2015Описание 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 28.05.2012Определение числа пролетов и размеров мостового перехода. Проектирование промежуточной опоры. Определение числа свай в фундаменте опоры. Расчет железобетонного пролетного строения. Подбор устоев моста по типовому проекту. Определение стоимости моста.
курсовая работа [77,2 K], добавлен 30.10.2010Описание вариантов мостового перехода. Расчет настила проезжей части. Максимальный изгибающий момент. Определение собственного веса пролетного строения. Расчет коэффициента поперечной установки и эквивалентной нагрузки. Подбор сечений элементов ферм.
курсовая работа [869,0 K], добавлен 14.02.2012Разработка конструктивной схемы пространственного решетчатого механизма типа "Кисловодск", определение его напряженно-деформированного состояния. Проектирование устройства скатной кровли и реконструкция стенового ограждения ремонтно-механической базы.
дипломная работа [8,8 M], добавлен 12.11.2010Вычисление 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 16.10.2013Системы деревянных мостов под автомобильную дорогу. Технические достоинства, определяющие условия строительства и эксплуатационные качества сооружения. Устои мостов под автомобильную дорогу. Долговечность конструкции и условия содержания моста.
курсовая работа [629,8 K], добавлен 07.08.2013Понятие "металлические конструкции": конструктивная форма, технология изготовления и способы монтажа. Описание конструкции, её назначение: пролетное строение кольцевой дороги. Обоснование марки стали для изготовления конструкции, несущая способность.
дипломная работа [4,9 M], добавлен 22.11.2010