Определение усилий в стойках опоры

4.4 Определение усилий в стойках опоры

Рис. 4.2 Схемы к определению усилий в насадках и стойках рамно-свайной опоры.

Определение расчетных давлений

 

 

где  - количество пакетов в пролетном строении; - динамический коэффициент, для , для ;  - коэффициент сочетаний для временной вертикальной нагрузки от подвижного состава железных дорог; - нормативная временная вертикальная нагрузка СК соответственно при расчете пакетов, кН/м; - площадь линии влияния соответственно при расчете пакета, м;  – коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ;  - коэффициент надежности по временной вертикальной нагрузке;

Усилия в уровне верха стоек №1 и №2  () и  () обычно определяют в предположении разрезности насадки над стойками. Линии влияния усилий  () и  (), построенные исходя из такого предположения, приведены на рисунке

 

 

 

где ,  - сосредоточенное давление, передаваемое с каждого бруса на насадку;  – количество составных брусьев в одном пакете;  – ординаты соответствующей определяемому усилию линии влияния под осями брусьев пакета;  – коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ; - веснасадки, опирающейся на прокладные брусья;  – вес насадки, опирающейся на стойки;  – вес прокладного бруса.

Вертикальные усилия в стойках в уровне сопряжения их с нижними насадками  и  можно получить, увеличив соответствующие усилия в уровне верха стоек на расчетное воздействие, приходящееся на стойку от собственного веса стоек и веса поперечных и продольных связей опоры , считая, что последние поровну распределяются между стойками опоры:

 

 

 

 

где ,  - сосредоточенное давление, передаваемое с каждого бруса на насадку;  – количество составных брусьев в одном пакете;  – ординаты соответствующей определяемому усилию линии влияния под осями брусьев пакета;  – коэффициент надежности по нагрузке к весу деревянных конструкций ;  – вес стоек;  – вес стоек.

4.4.1 Расчет насадок на смятие в местах соединения со стойками

Условие прочности

 

где - расчетное усилие смятия (, , , ), кН;  - соответствующая усилию площадь смятия (, , , , м2; mq – коэффициент условий работы древесины на смятие поперек волокон для расчета соединения насадок в сопряжении со стойками, принимаемый: при эксплуатации элементов конструкции выше горизонта воды равным 1,2, при соприкасающихся с грунтом или находящихся в грунте – 0,85; постоянно увлажняемых или находящихся в воде – 0,75;  - расчётное сопротивление древесины местному смятию поперёк волокон на части длины элемента, МПа.

 

 

Верхняя насадка:

 

 

 

 

 

;

Нижняя насадка:

 

 

 

 

Анализ результатов:

;

  4.5 Расчет стоек рамы

Эти расчеты выполняют в сечениях стоек, наиболее неблагоприятных с точки зрения данных расчетов. Такими являются сечения, где усилия наибольшие, сечения в наибольшей степени ослаблены и расчетные характеристики дерева снижены вследствие повышенной влажности. Обычно это нижние части стоек. Для данного случая расчеты на сжатие и по устойчивости выполняем по формулам:

- для наклонной стойки

 

 

где  - расчетная площадь поперечного сечения стойки, м2; = - площадь поперечного сечения нетто стойки, м2;  – расчетное сопротивление сосны сжатию вдоль волокон для древесины с влажность ниже 25%, МПа;  – коэффициент понижения несущей способности при проверке устойчивости центрально-сжатых элементов.

=/cos14=180.36/cos14=185.55

Коэффициент  понижения несущей способности при проверке устойчивости центрально сжатых элементов определяется в зависимости от расчетной гибкости , которая определяется по формуле:

 

где  - расчетная длина сжатой стойки, т.е. расстояние от насадки до сроста;  - радиус инерции поперечного сечения брутто стойки.

 

 

 

 

Находим гибкость

следовательно, коэффициент понижения несущей способности будем находить по формуле

 

Проверка условия прочности:

 

 

 

Условие выполняется

Проверка условия устойчивости

 

 

 

Условие выполняется

Анализ результатов:

по прочности на сжатие

 

на устойчивость

 

Вывод: Уменьшить диаметр стоек нельзя, так как не пройдет расчет по смятию