PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
Powrót do spisu treści
Poprzednia strona
6. ZASADY PROJEKTOWANIA
6.1. Dobór materiałów. Zalecane do stosowania klasy betonu w róŜnych elementach mostowych podano w 3.1 i 3.2.
Zestaw asortymentów stali stosowanych w budowie mostów betonowych podano w 4.1 i 4.2. Zaleca się:
- stosowanie wyŜszych klas stali do wyŜszych klas betonu,
- stosowanie do betonu zbrojonego prętów Ŝebrowanych,
- stosowanie lin do strunobetonu,
- stosowanie odmiany I cięgien spręŜających,
- preferowanie kabli n ⋅ 15,5 lub innych podobnych zamiast lin wielozwitych.
6.2. Schematy zastępcze. Obliczeniowe schematy zastępcze powinny moŜliwie dokładnie odpowiadać rzeczywistej pracy mostu.
6.3. Rozpiętości obliczeniowe
6.3.1. Dźwigary główne. Rozpiętości obliczeniowe l t przęseł dźwigarów głównych naleŜy przyjmować:
- jako rozpiętość przęsła w osi łoŜysk,
- dla małych rozpiętości przy podparciu bez łoŜysk dla l t ≤ 10 m, l t = 1,05 l 0, gdzie l 0 - rozpiętość w świetle krawędzi podparcia, z tym Ŝe l t ≤ l 0 + h, gdzie h - wysokość dźwigara na podporze,
- jako rozstaw osiowy rygli i słupów w ustrojach ramowych,
- w dźwigarach ze wspornikami dla wspornika jego długość od osi podpory do końca wspornika.
6.3.2. Elementy drugorzędne. Rozpiętości obliczeniowe elementów drugorzędnych naleŜy przyjmować:
- jako rozstaw osiowy elementów połączonych monolitycznie z dźwigarami, jeśli szerokość tych elementów nie jest większa od 1/6 ich rozstawu,
- w innych przypadkach l t = 1,05 l 0 z tym, Ŝe l t ≤ l 0 + h, (wg 6.3.1), gdzie h - wysokość dźwigara drugorzędnego na podporze, lub wysięg od krawędzi utwierdzenia dla wsporników.
6.3.3. Inne przypadki. MoŜna przyjmować inne rozpiętości elementów lub rozpatrywać inne przypadki konstrukcji i ich modelu geometrycznego pod warunkiem właściwego uzasadnienia.
6.4. Zasady obliczeń wytrzymałościowych i wymiarowanie. Konstrukcje mostowe z betonu niezbrojonego, Ŝelbetowe i z betonu spręŜonego naleŜy wymiarować przy załoŜeniu liniowego rozkładu odkształceń i napręŜeń w betonie z pominięciem strefy rozciąganej z wyjątkiem przypadków w których załoŜono inaczej.
Schematy róŜnych przypadków rozkładu napręŜeń podano na rys. 4.
Rys. 4. Schematy rozkładów napręŜeń w róŜnych przypadkach:
a) przekrój, b) przypadek fazy I (zginanie), c) przypadek fazy II (zginanie); wykres trójkątny napręŜeń w strefie ściskania, d) zginanie elementu betonowego bez zarysowania, e) przypadek przekroju z rysą, f) przypadek fazy III; wykres prostokątny w strefie ściskania przy sprawdzaniu nośności granicznej, g) przypadek ściskania mimośrodowego elementów Ŝelbetowych lub spręŜonych
Wymiarowanie polega na spełnieniu warunków (27), (28), (29) lub (30), czyli na porównaniu napręŜeń obliczeniowych z wytrzymałościami obliczeniowymi
(27)
(28)
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 1
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
(29)
lub porównaniu obliczeniowych sił przekrojowych S d z odpowiednią nośnością obliczeniową R d (30)
Przykłady zastosowania metody NL podano w załączniku 1.
Fazę I (z uwzględnieniem rozciągania betonu) naleŜy przyjmować w obliczeniach elementów z betonu niezbrojonego, betonu zbrojonego przy ściskaniu z małym mimośrodem, spręŜonego przy spręŜeniu pełnym oraz ograniczonym i przy określaniu sztywności na zginanie elementów Ŝelbetowych i spręŜonych (rys. 4b), d) i g).
Fazę II (bez uwzględniania rozciągania betonu) stosuje się do wymiarowania elementów Ŝelbetowych i częściowo spręŜonych oraz do obliczania ugięć elementów zarysowanych wg rys. 4c).
Faza III. Sprawdzenie nośności granicznej w załoŜeniu uplastycznienia fazy ściskanej wg rys. 4f).
6.5. Przekroje
6.5.1. Przekrój brutto i netto. Przekrój brutto jest to całkowity przekrój elementu bez potrącania otworów na pręty zbrojeniowe i cięgna spręŜające oraz osłony lub kanały kablowe, uwaŜany jako jednolity przekrój betonowy.
Przekrój netto jest to pole przekroju elementu z potrąceniem wszystkich otworów na pręty zbrojeniowe i zbrojenie spręŜające.
6.5.2. Przekrój sprowadzony, uŜywany do wyznaczania napręŜeń i sztywności, jest to przekrój zastępczy równy całkowitemu polu przekroju brutto powiększonemu o pole przekroju stali zbrojeniowej lub spręŜającej pomnoŜonemu przez liczbę n stanowiącą stosunek współczynnika spręŜystości liniowej stali do analogicznego współczynnika betonu uwzględniającego wpływ czasu obciąŜenia.
ObciąŜenia krótkotrwałe są to obciąŜenia doraźne, w tym ruchome i inne zmienne, w tym stałe których okres nie przekracza jednego miesiąca. ObciąŜenia długotrwałe są to obciąŜenia stałe lub prawie stałe, w tym wywołane siłami spręŜającymi. Rzeczywiste obciąŜenia są obciąŜeniami długotrwałymi z nakładającymi się na nie obciąŜeniami krótkotrwałymi. Jeśli siły wewnętrzne lub napręŜenia wywołane obciąŜeniami zmiennymi w miarodajnych przekrojach (punktach) nie przekraczają 25% obciąŜeń długotrwałych umownie uznaje się obciąŜenia długotrwałe jako dominujące.
Jeśli obciąŜenia długotrwałe wynoszą nie więcej niŜ 25% obciąŜeń krótkotrwałych obciąŜenia krótkotrwałe uznaje się za dominujące.
Przy obciąŜeniach krótkotrwałych przyjąć naleŜy wartość n jako stosunek wartości współczynnika E = 200 000 MPa do współczynnika spręŜystości betonu wg rozdz. 3 tabl. 3 lub innych udokumentowanych wartości
(31)
Dla betonów stosowanych w mostach Ŝelbetowych moŜna przyjąć n = 7. Jeśli nie uwzględnia się wpływów reologicznych i skurczu przy obciąŜeniach długotrwałych naleŜy przyjąć 3 n lub n = 20. Przy obciąŜeniach pośrednich moŜna przyjąć 2 n lub n = 15 w odniesieniu do wszystkich obciąŜeń.
Przy obliczeniach konstrukcji mostów z betonu spręŜonego moŜna stosować te same zasady przyjmując n = 6 dla obciąŜeń krótkotrwałych i n = 18 dla obciąŜeń długotrwałych lub przyjmować E b podzielone przez wartość 1 + ϕ(t0, t) (32)
gdzie ϕ(t0, t) współczynnik pełzania wg tabl. 5.
Dla przekrojów złoŜonych z betonów o róŜnych właściwościach naleŜy uwzględnić cechy spręŜyste tych betonów łącznie z ich odkształceniami skurczu i pełzania, wprowadzając
- dla obciąŜeń krótkotrwałych
(33)
gdzie E b1 i E b2 - współczynniki spręŜystości betonu w części 1 i 2 przekroju zespolonego zgodnie z tabl. 3
- dla obciąŜeń długotrwałych
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 2
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
(34)
gdzie E 1 i E 2 - współczynniki spręŜystości betonu uwzględniające czas obciąŜenia t 1 i t 2 kaŜdej części przekroju zgodnie z tabl. 3 i punktem 3.6.2.
(35)
(36)
gdzie
- współczynniki pełzania w części 1 lub 2 wg tabl. 5 i punktu 3.6.2 dla czasów obciąŜeń t 1 i
t 2 na okres t = ∞.
Do obciąŜeń długotrwałych zalicza się tu cięŜary własne i siły spręŜające.
Przekrój sprowadzony naleŜy stosować w obliczeniach napręŜeń w elementach z betonu zbrojonego lub spręŜonego przy zapewnieniu zespolenia cięgien z betonem.
6.5.3. Szerokość współpracująca płyty z Ŝebrem
6.5.3.1. Warunki współpracy płyty z Ŝebrem. Współpracę płyty z Ŝebrem w belce teowej naleŜy uwzględniać, jeśli są spełnione następujące warunki:
a) grubość płyty t jest nie mniejsza niŜ 0,05 całkowitej wysokości belki h (Ŝebra wraz z płytą), b) płyta jest monolityczna lub zespolona z Ŝebrem,
c) zbrojenie połączenia płyty monolitycznej z Ŝebrem jest wykonane zgodnie z 8.4.
6.5.3.2. Szerokość współpracująca przy zginaniu. Jeśli nie wykonuje się dokładnych obliczeń dźwigarów płytowych, belkowo-płytowych i rusztów moŜna wprowadzić zastępczy model szerokości współpracującej zapewniający w przybliŜeniu równowaŜne wyniki przy obliczaniu wymiarów lub sprawdzaniu bezpieczeństwa wg rys. 5.
Rys. 5. Schemat płyt współpracujących
Do obliczeń statycznych naleŜy przyjmować przekrój brutto.
Przy określaniu wymiarów przekrojów, ustalaniu zbrojenia, wyznaczaniu napręŜeń porównywalnych z wytrzymałościami obliczeniowymi zgodnie z zasadami wg 6.4 w przekrojach układów belkowo-płytowych naleŜy przyjmować szerokość współpracującą płyty po jednej lub obydwu stronach Ŝebra.
Szerokość współpracującą płyty z jednej strony Ŝebra naleŜy wyznaczać korzystając ze współczynnika λ
oznaczającego stosunek tej szerokości do połowy rozpiętości płyty w świetle lub do wysięgu wspornika płyty wg wzorów (37)
w których:
b 1 - całkowity wysięg wspornika,
b 2 - połowa rozpiętości w świetle płyty pola skrajnego,
b 3 - połowa rozpiętości w świetle płyty pola wewnętrznego,
b m1 - szerokość współpracująca płyty na wsporniku,
b m2 - szerokość współpracująca płyty z jednej strony Ŝebra w polu skrajnym,
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 3
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
b m3 - szerokość współpracująca płyty z jednej strony Ŝebra w polu pośrednim.
Wartości λ podane w tabl. 10 obliczono w zaleŜności od:
t/ h, b 0/ l oraz b 1/ l przy określaniu b m1/ b 1
t/ h, b 0/ l oraz b 2/ l przy określaniu b m2/ b 2
t/ h, b 0/ l oraz b 3/ l przy określaniu b m3/ b 3
gdzie:
b 0 - szerokość Ŝebra,
t - grubość płyty,
h - całkowita wysokość Ŝebra łącznie z płytą,
l - rozpiętość podporowa l t przęsła swobodnie podpartego,
- odległość miejsc zerowych momentów zginających w układach ciągłych, którą w przybliŜeniu moŜna przyjąć: dla przęsła skrajnego l = 0,8 l t
dla przęseł wewnętrznych l = 0,6 l t.
Dla wsporników o wysięgu b 1 miarodajną do wyznaczenia szerokości współpracującej wartość l naleŜy przyjąć równą 1,5 b 1.
Nad podporami Ŝeber (dźwigarów) współczynnik λ zmniejsza się do wielkości λs = 0,6 λ, a szerokość współpracującą płyty do wielkości 0,6 λ b mi.
Na długości przypodporowej c ≤ 0,25 l t wartości λ oraz b mi naleŜy obliczać wg interpolacji liniowej (rys. 6).
Szerokości współpracujące płyt ściskanych naleŜy uwzględniać przy wymiarowaniu dźwigarów teowych, dwuteowych, skrzynkowych na działanie momentów zginających i sił poprzecznych, jeśli nie wykonuje się dokładnych obliczeń rozkładu napręŜeń w przekroju poprzecznym. W odniesieniu do płyt rozciąganych moŜna wykorzystywać szerokości współpracujące przy załoŜeniu, Ŝe maksymalne napręŜenie rozciągające w betonie nie przekroczy wartości wytrzymałości obliczeniowej na rozciąganie.
Gdy jednostronny wysięg płyty b 1 ≤ 0,3 h, naleŜy przyjmować λ = 1.
Tablica 10. Wartości współczynnika λ do wyznaczania szerokości współpracującej płyty b 1/ l lub b 2/ l lub b 3/ l
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,10
0,18
0,20
0,22
0,26
0,31
0,38
0,48
0,62
0,82
1,00
0,10
0,05
0,18
0,20
0,22
0,26
0,31
0,38
0,48
0,62
0,82
1,00
0,02
0,19
0,22
0,25
0,28
0,33
0,39
0,48
0,62
0,82
1,00
0,10
0,19
0,21
0,24
0,28
0,32
0,39
0,49
0,63
0,82
1,00
0,15
0,05
0,20
0,22
0,25
0,28
0,33
0,40
0,50
0,64
0,83
1,00
0,02
0,23
0,26
0,28
0,32
0,37
0,44
0,53
0,67
0,84
1,00
0,10
0,21
0,23
0,26
0,30
0,35
0,42
0,52
0,66
0,84
1,00
0,20
0,05
0,23
0,26
0,30
0,34
0,38
0,45
0,55
0,68
0,85
1,00
0,02
0,30
0,33
0,36
0,41
0,47
0,54
0,63
0,75
0,88
1,00
0,10
0,28
0,31
0,35
0,39
0,44
0,50
0,58
0,70
0,86
1,00
0,30
0,05
0,32
0,36
0,40
0,44
0,50
0,56
0,63
0,74
0,87
1,00
0,02
0,42
0,46
0,50
0,55
0,62
0,69
0,78
0,85
0,91
1,00
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 4
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
Rys. 6. Schemat rozkładu λ wzdłuŜ długości przęseł
Poza szerokością współpracującą płyta równieŜ podlega działaniu sił wewnętrznych i napręŜeń o wartości wynikającej z obliczeń. Jeśli nie wykonuje się dokładnych obliczeń moŜna załoŜyć rozkład napręŜeń według rys. 7. Przyjęto w nim załoŜenie, Ŝe na szerokości Ŝebra napręŜenia odpowiadają poziomowi wyznaczonemu przy załoŜeniu szerokości współpracującej, na odległości b mi wynoszą połowę tej wartości, zaś w odległości 2 b mi wynoszą zero. Siły wewnętrzne wywołane lokalnymi naciskami kół poza szerokością współpracującą mogą się nakładać z siłami wewnętrznymi stanowiącymi normową podstawę wymiarowania Ŝebra z płytą współpracującą.
Rys. 7. Uproszczony rozkład napręŜeń rzeczywistych
6.5.3.3. Szerokość współpracująca płyty w przenoszeniu sił spręŜających. Szerokość współpracującej płyty w przenoszeniu siły podłuŜnej zaczepionej w przekroju końcowym zmienia się liniowo w zaleŜności od odległości x. W
miejscu przyłoŜenia, przy x = 0 odpowiada szerokości Ŝebra, czyli b = b 0. W odległości x szerokość ta wynosi b = b 0 + x, co wynika z zaleŜności b = b 0 + 2×tgα. Kąt rozkładu siły z miejsca obciąŜenia przyjęto α = 26,5° (rys. 8).
6.5.3.4. Szerokość współpracująca pasm płytowych przy obciąŜeniu skoncentrowanym. ObciąŜenie skoncentrowane na pasmie płytowym rozumianym zgodnie z 6.6.3 moŜe być traktowane jako przenoszone przez wycinek pasma o szerokości b m w sposób równomierny. Szerokość b m zaleŜy od połoŜenia obciąŜenia, szerokości INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 5
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
pasma i jego grubości oraz sposobu podparcia pasma. W tabl. 11 przytoczono wartości b m dla czterech wariantów podparcia przy wyznaczaniu zastępczych wartości momentów zginających m w przekroju podporowym utwierdzenia oraz w przęśle i sił poprzecznych q w przekrojach podporowych.
Rys. 8. Szerokość współpracująca b m płyty obciąŜonej siłą podłuŜną na końcu Ŝebra
6.6. Rodzaje elementów ze względu na modele mechaniczne
6.6.1. Dobór modelu. Do określania sił przekrojowych naleŜy dobrać odpowiedni model mechaniczny elementu.
W budownictwie mostowym mogą to być:
- elementy prętowe (belki o róŜnych przekrojach - w tym skrzynkowych, słupy, łuki, pale).
- płyty, dźwigary belkowo-płytowe,
- tarcze, układy tarczowe,
- powłoki, sklepienia,
- bryły.
Tablica 11. Szerokości zastępcze pasm płytowych obciąŜonych na polu prostokąta INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 6
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
Schemat
Wielkość
b m
m L
V A
m L
m A
V A
V B
m L
m A
V A
m L
b m = t y + 1,5 x
V A
b m = t y + 0,3 x
M - maksymalny moment,
V - maksymalna siła poprzeczna na podporze z indeksem A (lub B),
x - współrzędna osi obciąŜenia.
6.6.2. Elementy prętowe. Jaku pręty naleŜy traktować elementy o dowolnym przekroju poprzecznym, w których jeden wymiar jest co najmniej czterokrotnie większy od kaŜdego z pozostałych. Elementy zginane, w których odległość sąsiednich miejsc zerowych wartości momentów zginających równa się co najmniej dwukrotnej wysokości całkowitej przekroju moŜna obliczać korzystając z modelu mechaniki prętów lub układów prętowych.
ObciąŜenie przyłoŜone do powierzchni elementu naleŜy sprowadzić do osi środków cięŜkości w przekrojach poprzecznych rozkładając je pod kątem 45° przez warstwy niekonstrukcyjne (np. nawierz chnię i warstwy nadbetonu) oraz samą belkę. Taki rozkład obciąŜenia naleŜy przewidzieć od strony podparć i łoŜysk. ObciąŜenie rozłoŜone wzdłuŜ
osi musi być równowaŜne obciąŜeniu przyłoŜonemu do elementu.
Warunkiem, aby elementy o przekrojach cienkościennych, otwartych lub zamkniętych mogły być traktowane jako pręty jest warunek nieodkształcalności przekroju poprzecznego.
W odniesieniu do prętów obowiązują wytrzymałościowe kryteria bezpieczeństwa wg 6.4 oraz warunki bezpieczeństwa ze względu na groźbę utraty stateczności.
Łuki są to pręty krzywoliniowe obciąŜone w płaszczyźnie od strony wypukłej. Metoda obliczania łuku zaleŜy od wyniosłości łuku f/ l oraz jego szerokości b, gdzie: f - strzałka łuku, l - rozpiętość teoretyczna łuku.
Dla łuków bezprzegubowych l naleŜy przyjmować jako odległość między środkami przekrojów zamocowania, dla łuków przegubowych jako odległość między środkami przegubów.
Łuki z betonu niezbrojonego powinny być obliczane ze względu na warunek nie wystąpienia rozciągań, przy stałych obciąŜeniach według metody linii ciśnień. Jeśli f/ l ≥ 1/3 moŜna nie uwzględniać w obliczeniach części poniŜej wezgłowi.
Obliczenia za pomocą metody linii ciśnień mogą być zastosowane, jeśli; b/ l ≥ 1/4, f/ l ≥ 1/3, 1 ≤ 20 m dla mostów drogowych i l ≤ 10 m dla mostów kolejowych, zaś odległości między górnym poziomem zwornika i nawierzchni 0,50 m dla mostów drogowych oraz 1,50 m dla mostów kolejowych.
Do bardziej płaskich łuków naleŜy stosować beton zbrojony i uwzględniać wpływ części budowli poniŜej wezgłowi, a szczególnie fundamentów na działanie sił rozporowych wywołanych obciąŜeniami i wpływem temperatury.
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 7
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
Długość wyboczeniową L w dla łuków bezprzegubowych naleŜy obliczać wg wzoru
w którym współczynnik µw w zaleŜności od wyniosłości łuku f/ l naleŜy przyjmować wg tabl. 12.
Tablica 12. Współczynnik µw do obliczania długości wyboczeniowej Lw mostów łukowych f/ l
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
µw
0,36
0,37
0,38
0,40
0,42
0,45
0,48
0,51
0,54
Dla łuków dwuprzegubowych naleŜy przyjąć współczynniki µw1 = 1,55 µw, dla łuków trójprzegubowych µw2 1,60 µw.
6.6.3. Płyty. Jako płytę naleŜy traktować płaski element obciąŜony prostopadle do płaszczyzny środkowej, w której wymiar grubości płyty t jest co najmniej czterokrotnie mniejszy od mniejszego z pozostałych lub od odległości między punktami zerowymi krzywizny w układach ciągłych.
ObciąŜenie skoncentrowane, działające na płytę naleŜy sprowadzić do płaszczyzny środkowej płyty zakładając jego rozkład pod kątem 45° przez warstwy niekonstrukcyjne i połow ę grubości płyty w kierunkach prostopadłych względem obwodu zarysu obciąŜenia. Dla obciąŜenia na polu prostokąta a× b przy grubości warstw niekonstrukcyjnych s oraz grubości płyty t pole rozkładu obciąŜenia wyniesie
Płaszczyzną środkową płyty jest płaszczyzna przechodząca przez środek grubości płyty, niezaleŜnie od występującego w niej zbrojenia.
Minimalną grubość płyt Ŝelbetowych pomostu mostów drogowych i kolejowych naleŜy projektować zgodnie z rozdz. 12, nawet gdyby obliczenie statyczne wykazywało moŜliwość zastosowania płyty o mniejszej grubości.
Płyty o kącie naroŜa w planie róŜniącym się od kąta prostego nie więcej niŜ 15° mo Ŝna obliczać jak prostokątne.
Płyty o skosach większych naleŜy obliczać jako płyty ukośne.
Pasmem płytowym nazywa się płytę prostokątną, której naprzemianległe boki są znacznie dłuŜsze od pozostałych.
Pasmem płytowym jest płyta oparta na dwóch równoległych podporach lub utwierdzona jednostronnie i swobodnie nadwieszona na pozostałych lub przynajmniej na przeciwległym boku.
6.6.4. Tarcze. Płaski element, którego długość jest mniejsza od czterokrotnej wysokości, obciąŜony w płaszczyźnie środkowej, naleŜy traktować jako tarczę i obliczać według zasad mechaniki budowli.
Efekt tarczy naleŜy uwzględniać w strefie przekrojów podporowych jako lokalny wpływ obciąŜenia skupionego w strefie podparcia oraz w strefie zakotwień, jeśli nie stosuje się przestrzennego modelu. Efekt tarczowy występuje w węzłach rusztów, np. w połączeniu elementów poprzecznych z podłuŜnymi.
Elementy tarczowe mogą podlegać jednoczesnemu zginaniu. Wtedy naleŜy stosować nakładanie się wyników obliczeń elementu jako tarczy i jako płyty zgodnie z wymaganiami mechaniki dźwigarów powierzchniowych.
Przyczółki są kombinacjami elementów tarczowych i płytowych. Studnie o przekroju prostokątnym, dźwigary skrzynkowe i inne są równieŜ kombinacjami elementów tarczowych i innych.
6.6.5. Powłoki. Element przestrzenny o krzywoliniowej powierzchni środkowej i grubości nie większej niŜ 1/4
najmniejszego wymiaru poprzecznego, naleŜy traktować jako powłokę i obliczać według zasad mechaniki budowli.
Sklepienia są to powłoki o zmiennej w jednej płaszczyźnie krzywiźnie projektowane i wymiarowane na zasadzie linii ciśnień jako powłoki minimalnie zbrojone, nawet zbrojone wyłącznie tylko ze względu na skurcz.
W projektowaniu ich obowiązują zasady i warunki jak przy łukach. Ich cechą jest stała grubość w przekroju poprzecznym.
Rurociągi i przepusty o przekroju kołowym lub innym są równieŜ powłokami o przekroju zamkniętym o stałej lub zmiennej krzywiźnie w płaszczyźnie prostopadłej do osi. To samo moŜna odnieść do studni o przekroju kołowym.
6.6.6. Bryły. Elementy zwarte o wymiarach nie odpowiadających warunkowi pręta, płyty lub tarczy naleŜy traktować jako bryły i obliczać według specjalnych zasad mechaniki budowli lub stosować metody uproszczone.
Jako bryły sztywne naleŜy traktować fundamenty przy obliczaniu nacisków na grunt i na grupy pali, masywne przyczółki i ściany oporowe niezbrojone lub minimalnie zbrojone przy sprawdzaniu ich na stateczność. Jako bryły naleŜy INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 8
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
traktować wszystkie elementy prefabrykowane w czasie transportu i montaŜu przy sprawdzaniu ich stateczności w czasie montaŜu.
6.7. Rozkład obciąŜeń z miejsc ich przyłoŜenia
6.7.1. ObciąŜenie płyty pomostu. ObciąŜenie prostopadłe do płyt pomostów i innych elementów poddanych zginaniu naleŜy przyjmować jako siły rozkładające się z miejsca przyłoŜenia obciąŜenia pod kątem 45° a Ŝ do płaszczyzny środkowej płyty oraz 30° przez warstwy gruntowe lub 15° przez tłucze ń, jeśli nie ma innych udokumentowanych danych.
Jeśli przy rozkładzie nacisków kilku kół w szeregu poprzez warstwy nawierzchni i płytę pomostu występują odcinki nakładania się nacisków naleŜy przyjąć długość łączącą skrajne punkty nacisków skrajnych kół jako odcinek równomiernego rozłoŜenia sumy nacisków.
6.7.2. ObciąŜenie pod zakotwieniami wywołane siłami spręŜania dźwigarów kablobetonowych elementów płaskich moŜna przyjmować w obliczeniach jako rozkładające się względem osi kabli pod kątem 30° w płaszczy źnie elementu.
ZałoŜenie takie naleŜy przyjąć przy określaniu zasięgu spręŜania w strefie przylegającej do zakotwienia przy braku bardziej dokładnych podstaw.
6.8. Wpływ róŜnic i zmian sztywności
6.8.1. RóŜnice sztywności w układach ciągłych i ramowych. Przy obliczaniu belek ciągłych i ram naleŜy uwzględnić róŜnice sztywności, jeśli stosunek największego momentu bezwładności do najmniejszego przekracza wartość 2,00 i jeśli ta róŜnica dotyczy długości nie mniejszej niŜ 10% długości przęsła lub elementu ramy.
Sztywność elementów B przy obliczaniu konstrukcji statycznie niewyznaczalnych naleŜy przyjmować dla przekrojów brutto i niezarysowanych wg wzoru
(38)
w którym:
E b - współczynnik spręŜystości wg rozdz. 3,
I b - sprowadzony moment bezwładności.
6.8.2. Wpływ sztywności połączenia słupów z płytą na dobór schematu. W układach słupowo-płytowych ze słupami zamocowanymi w płycie, w których spełniony jest warunek
(39)
w którym:
E sł I sł - sztywność giętna wszystkich słupów podpory równa sumie sztywności pojedynczych, h - wysokość podpory od spodu przęsła do wierzchu fundamentu, dla podpór palowych wysokość od spodu przęsła do rzeczywistego utwierdzenia w fundamencie lub umownego utwierdzenia w gruncie,
E pł I pł - sztywność giętna całego przęsła,
l - rozpiętość krótszego przęsła sąsiadującego z podporą,
płytę przęsła lub przęseł naleŜy traktować w przybliŜonych obliczeniach jako swobodnie podpartą na słupach, zaś obrót słupów w utwierdzeniu w płycie przyjmować równy obrotowi płyty w przekroju podparcia.
Jeśli spełniona jest nierówność
(40)
układ ten naleŜy traktować jako ramowy lub płytowo-prętowy.
6.8.3. Wpływ zmian sztywności w czasie i na skutek uszkodzeń. W określonych przypadkach wpływy reologiczne powodują w konsekwencji obniŜenie sztywności na skutek wzrostu odkształceń betonu w wyniku pełzania. Wpływ ten naleŜy uwzględniać w elementach z betonu spręŜonego i częściowo spręŜonych. NaleŜy uwzględnić zmiany sztywności przy wyznaczaniu sił wewnętrznych oraz w rozkładzie napręŜeń w przekrojach.
Wpływ redukcji sił w elementach z betonu zbrojonego na skutek wpływów reologicznych z ewentualnym zarysowaniem naleŜy uwzględniać w ustrojach ramowych przy rozpiętości przęseł powyŜej 30 m jako wpływ na rozpór skrajnej podpory od obciąŜenia działającego długotrwale zgodnie ze wzorem
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 9
PN-91/S-10042 Obiekty mostowe Konstrukcje betonowe, Ŝelbetowe i spręŜone Projektowanie Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrzeŜone.
(41)
w którym:
H - wartość rozporu bez uwzględniania redukcji,
H 1 - wartość rozporu po uwzględnieniu redukcji,
- współczynnik pełzania zgodnie z rozdz. 3,
e - liczba Eulera.
Następna strona
Powrót do spisu treści
INTEGRAM BUDOWNICTWO
Część 7 Strona 10