OBLICZENIA STATYCZNO WYTRZYMAŁOŚCIOWE
1. ZAŁOŻENIA OGÓLNE
Obiekt zaprojektowano dla klasy obciążenia „D”
Rozpiętość teoretyczna (podporowa) przęsła lt = 13,20 m
Użytkowa szerokość pomostu bu = 6 + 2.1,80 = 9,60 m
2.PROJEKTOWANIE POKŁADU JEZDNI
Nawierzchnia asfaltowo-betonowa gr.5-12cm na dylach ułożonych w rąb na poprzecznicach.
2.1 OBCIĄŻENIE STAŁE NA 2 DYLE O SZEROKOŚCI 2x10 cm na DŁUGOŚCI
WYSZCZEGÓL− NIENIE |
WYMIAR [m] |
WYMIAR [m] |
CIĘŻAR OBJĘTOŚCIOWY MATERIAŁU [KN/m3]
|
OBCIĄŻENIE CHARAKT. [KN/m] |
WSPÓŁ. OBCIĄŻENIA |
OBCIĄŻENIE OBLICZENIOWE |
ASFALTOBETON |
0,2 |
0,1 |
23,0 |
0,44 |
1,5 |
0,66 |
DYL SOSNOWY |
0,2 |
0,14 |
6,0 |
0,19 |
1,2 |
0,23 |
SUMA OBCIĄŻEŃ |
|
|
|
0,63 |
- |
0,89 |
2.2 OBCIĄŻENIE ZMIENNE
2.2.1 Rozkład obciążenia kołem
− równolegle do osi mostu
− prostopadle do osi mostu
2.2.2 Obciążenie taborem samochodowym „K”+q
Dla klasy obciążenia ″D″ K = 320,0 kN (nacisk na oś 80kN)
2.2.3 Obciążenie pojazdami samochodowymi „S”
Dla klasy obciążenia ″D″ S=200,0 kN (nacisk na osie P1=80kN, P2=120kN)
- obciążenie równomiernie rozłożone na jezdni : qj = 1,60 kN/m2
- obciążenie równomierne tłumem chodników : qt = 2,5 kN/m2
- nacisk koła taboru samochodowego „K”
- nacisk koła samochodowego „S”
Do dalszych obliczeń przyjęto obciążenie Ps=60,0kN
2.2.4 Obliczeniowe obciążenie równomiernie rozłożone na 1 m
- współczynnik dynamiczny :
φ =1,35 - 0,005 l t ≤ 1,325
l t=1,05.lo =1,05.1,0 = 1,05 m
φ =1,35 - 0,005.1,05= 1,344 < 1,325 ⇒ przyjęto φ =1,325
- obciążenie równomiernie rozłożone przypadające na b1 x b2
Ps =60,0kN b1=0,5m b2=0,9m γf = 1,5 φ =1,325
Obciążenie równomiernie rozłożone przypadające na dwa dyle
2.3 OBLICZENIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH
- moment zginający w środku przęsła
- moment zginający dyl od obciążenia użytkowego:
- moment zginający dyl od ciężaru własnego:
- moment maksymalny zginający dyl:
- siła tnąca na podporze
0,89
0,54
1,05
siła tnąca od obciążenia użytkowego:
siła tnąca od ciężaru własnego:
maksymalna siła tnąca przy podporze:
2.4 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI BALA
2.4.1 Charakterystyka geometryczna przekroju
- wskaźnik wytrzymałości na zginanie
- moment bezwładności przekroju brutto
- moment statyczny brutto połowy przekroju względem osi xo
- pole przekroju:
PRZYJĘTO:
Drewno klasy K27 o W=15%:
2.4.2 Nośność belki na zginanie
NOŚNOŚĆ NA ZGINANIE JEST ZAPEWNIONA
2.4.3 Nośność belki na ścinanie
WARUNEK NA ŚCINANIE JEST SPEŁNIONY NA 93%
3. PROJEKTOWANIE POPRZECZNICY
3.1 OBCIĄŻENIA STAŁE NA 1 m POPRZECZNICY
WYSZCZEGÓL NIENIE |
WYMIAR [m] |
WYMIAR [m] |
CIĘŻAR OBJĘTOŚCIOWY [KN/m3] |
OBCIĄŻENIE CHARAKT. [KN/m] |
WSPÓŁ. OBCIĄŻENIA γf |
OBCIĄŻENIE OBLICZENIOWE [KN/m] |
ASFALTOBETON |
1 |
0,1 |
23,0 |
2,3 |
1,5 |
3,45 |
BAL SOSNOWY |
1 |
0,14 |
6 |
0,84 |
1,5 |
1,26 |
POPRZECZNICA SOSNOWA |
0,2 |
0,26 |
6 |
0,312 |
1,2 |
0,374 |
SUMA |
- |
- |
- |
3,452 |
- |
5,08 |
Obciążenia stałe: g = 5,08kN/m
η2=1-(b1/2l)=1-(0,54/2*1)=0,73
3.2 OBCIĄŻENIA ZMIENNE
3.2.1 Rozkład obciążenia kołem (Ps)
- współczynnik dynamiczny dla poprzecznicy:
φ =1,35 - 0,005 l t ≤ 1,325
lt = 1,05* lo = 1,05.1 =1,05
φ =1,35 - 0,005.1,05= 1,344≥ 1,325 ⇒ przyjęto φ =1,325
- obciążenie równomiernie rozłożone na długości b1:
Ps2=60,0kN b1=0,41m γf=1,5 φ =1,325
- obciążenie przypadające na poprzecznice:
- obciążenie równomiernie rozłożone przypadające na jednostkę długości poprzecznicy:
- prostopadle do osi mostu na długości b2
b2=c2+2(h+hp/2)= 0,6+2*(0,24+0,26/2)=1,34
3.3 OBLICZENIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W POPRZECZNICY
- moment zginający w środku przęsła
- moment maksymalny zginający poprzecznicę:
- siła tnąca na podporze
siła tnąca od obciążenia użytkowego:
3.4 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI POPRZECZNICY
3.4.1 Charakterystyka geometryczna przekroju
- wskaźnik wytrzymałości na zginanie
- moment bezwładności przekroju brutto
- moment statyczny brutto połowy przekroju względem osi xo
- pole przekroju:
3.4.2 Nośność belki na zginanie
NOŚNOŚĆ NA ZGINANIE JEST ZAPEWNIONA
3.4.3 Nośność belki na ścinanie
WARUNEK NA ŚCINANIE JEST SPEŁNIONY na 97%
4. PROJEKTOWANIE DŹWIGARÓW
4.1 OBCIĄŻENIE STAŁE NA 1m PRZĘSŁA MOSTU
|
|
WYMIAR [m] |
WYMIAR [m] |
CIĘŻAR OBJĘ. [kN/m3] |
OBCIĄŻ. CHARAKT. [kN/m] |
WSPŁ. OBLICZEN. γf |
OBCIĄŻ. OBLICZEN. [kN/m] |
WSPÓŁ. OBLICZEN. γf |
OBCIĄŻ. OBLICZEN. [KN/m] |
1. JEZDNIA
1.1 ASFALTO- BETON
1.2 DYL SOSNOWY
1.3 POPRZECZ. SOSNOWA |
1/1 |
1,0
1,0
0,2 |
0,1
0,14
0,26 |
23,0
6
6 |
2,3
0,84
0,312 |
0,9
0,9
0,9 |
2,07
0,756
0,281
|
1,5
1,5
1,5 |
3,45
1,26
0,327 |
|
|
|
|
|
|
gjd-= |
3,107 |
gjd+= |
4,947 |
2.CHODNIK
2.1 Podkład sosnowy
2.3 poprzecznica chodnika
2.4 podłużnica chodnika
2.5 Poprzecznica sosnowa |
1/1
2/1,8
1/1 |
1,0
0,16
0,16
0,2 |
0,06
0,16
0,16
0,26 |
6
6
6
6
|
0,36
0,15
0,17
0,312 |
0,9
0,9
0,9
0,9 |
0,324
0,14
0,15
0,28 |
1,5
1,5
1,5
1,5 |
0,486
0,217
0,23
0,422 |
|
|
|
|
|
|
gchd-= |
0,894 |
gchd-= |
1,355 |
3. PORĘCZE |
|
- |
- |
- |
0,5 |
0,9 |
0,45 |
1,5 |
0,75 |
4. DŹWIGARY HEB 550 |
1,3 |
- |
- |
- |
2,587 |
0,9 |
2,328 |
1,2 |
3,1 |
4.2 OBCIĄŻENIA ZMIENNE NA 1 m PRZĘSŁA MOSTU
- Współczynnik dynamiczny dla dźwigara
φ = 1,35 - 0,005 lt ≤ 1,325
lt = 13,2m
φ = 1,35 - 0,05 lt = 1,35-0,005.13,2 = 1,284 ≤1,325
- Przyjęto φ = 1,284
Obciążenie normowe
Obciążenie równomiernie rozłożone w obrębie jezdni:
qj=1,6 kN/m2
Obciążenie tłumem na chodniku:
qt=2,5 kN/m2
c) Nacisk koła taboru samochodowego „K”
d) Nacisk koła pojazdu samochodowego „S” γf = 1,5
(
przyjęto wg tab.1 PN-85/S-10030 Obiekty mostowe. Obciążenia)
4.3 ROZDZIAŁ POPRZECZNY OBCIĄŻEŃ NA 1 m PRZĘSŁA MOSTU
4.3.1 Dla dźwigara " A"
A) Obciążenia stałe (ciężar własny)
Gp = 0,75kN Gdź =3,1 kN gchd+ = 1,355 kN/m
b) Obciążenia zmienne
qtd = 3,25 kN/m
4.3.2 Dla dźwigara " B"
A) Obciążenia stałe
Gp = 0,45kN Gdź = 3,1 kN gjd = 4,947kN/m gchd- = 0,894kN/m gchd+ = 1,355kN/m
B) Obciążenia zmienne
a) od obciążenia równomiernie rozłożonego.
qtd = 3,25 kN/m ; qjd = 2,4 kN/m ;
b) od obciążenia pojazdem ,,K”
c) od obciążenia pojazdem ,,S”
4.3.3 Dla dźwigara "C"
A) Obciążenia stałe
Gdź = 3,1kN gjd = 4,947kN/m gchd+=1,355kN/m
B) Obciążenia zmienne
a) od obciążenia równomiernie rozłożonego.
qjd = 2,4kN/m qtd=3,25kN/m
b) od obciążenia pojazdem ,,K”
c) od obciążenia pojazdem ,,S”
4.3.4 Dla dźwigara "D"
A) Obciążenia stałe
Gdź = 3,1kN ; gjd = 4,947kN/m
B) Obciążenia zmienne
a) od obciążenia równomiernie rozłożonego.
qjd = 2,4kN/m
b) od obciążenia pojazdem ,,K”
c) od obciążenia pojazdem ,,S”
4.4 OBLICZENIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W DŹWIGARZE GŁÓWNYM
4.4.1 Obciążenie pojazdem " K "
a) Moment zginający w połowie rozpiętości dźwigara
G"D" = 10,03kN /m Q"D" = 3,4kN/m PkD = 77,04kN
b) Siła tnąca na podporze
G"D" = 10,03kN /m Q"D" = 3,4kN/m PkD = 77,04kN
4.4.2 Obciążenie pojazdem samochodowym "S"
a) Moment zginający w połowie rozpiętości dźwigara
G"D" = 10,03kN/m Ps1”D”=77,04kN Ps2”D”=115,56kN
b) Siła tnąca na podporze
G"D" = 10,03kN/m Ps1”D”=77,04kN Ps2”D”=115,56kN
Obciążenie pojazdem "K" wywołuje większe wartości sił wewnętrznych w dźwigarze niż obciążenie pojazdem "S"
- do dalszych obliczeń przyjęto:
4.5 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI DŹWIGARA GŁÓWNEGO
4.5.1. Nośność dźwigara na zginanie
Przyjęto dźwigar ze stali 18G2A o R=280Mpa
wg PN-90/B-03200
Wstępne wyznaczenie wymaganego wskaźnika wytrzymałości na zginanie
Przyjęto dźwigar HEB 550 którego Wx=4970cm3
- sprawdzenie naprężeń
Wytrzymałość na zginanie wykorzystana w około 85%
NOŚNOŚĆ DŹWIGARA NA ZGINANIE ZACHOWANA
4.5.2. Nośność dźwigara na ścinanie
Tmax = 354,4kN tw=1,5cm h=55cm
- sprawdzenie naprężeń stycznych
WARUNEK NA ŚCINANIE JEST SPEŁNIONY
4.5.3. Sprawdzenie ugięcia
Maksymalna wartość momentu zginającego od obciążeń charakterystycznych
qj=1,6kN/m2 Pk=40kN lt = 13,2m
Zgodnie z punktem 4.4.1
- dopuszczalna strzałka ugięcia
- rzeczywista strzałka ugięcia
Mchar=479,59kNm Ix=136700cm4 lt=13,2m E=206 GPa
WARUNEK NA UGIĘCIE JEST SPEŁNIONY
5. Projektowanie poręczy
5,1 Zestawienie obciążeń
Zestawienie obciążeń:
obciążenia stałe:
obciążenie zmienne (użytkowe) :
(
przyjęto wg tab.1 PN/S-10030 Obiekty mostowe. Obciążenia)
5,2 Obliczenie momentów zginających:
- od sił pionowych:
- od sił poziomych:
5,3 SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI:
- obliczenie wskaźnika wytrzymałości:
- sprawdzenie naprężeń zginających:
- względem x:
0,11MPa
- względem x:
WARUNEK ZOSTAŁ SPEŁNIONY - PORĘCZ POPRAWNIE ZAPROJEKTOWANA.