Расчет элементов ортотропной плиты по устойчивости

Ш.10 Местная устойчивость листа настила между продольными ребрами, продольных полосовых ребер, свесов поясов тавровых продольных и поперечных ребер должна быть обеспечена согласно 8.45 и 8.47, а стенки тавровых ребер - согласно приложению X. При этом следует выбирать наиболее невыгодную комбинацию напряжений от изгиба ортотропной плиты между главными балками и совместной ее работы с главными балками пролетного строения.

Ш.11 Общая устойчивость листа настила, подкрепленного продольными ребрами, должна быть обеспечена поперечными ребрами.

Момент инерции поперечных ребер I_s (по Ш.3) сжатой (сжато-изогнутой) ортотропной плиты следует определять по формуле

(Ш.11)

где α - коэффициент, определяемый по таблице Ш.3;

ψ - коэффициент, принимаемый равным: 0,055 при k = 1; 0,15 при k = 2; 0,20 при k ≥ 3;

k - число продольных ребер рассчитываемой ортотропной плиты;

L - расстояние между стенками главных балок или центрами узлов геометрически неизменяемых поперечных связей;

l - расстояние между поперечными ребрами;

I_sl - момент инерции полного сечения продольного ребра (по Ш.3);

σ_cr - действующие напряжения в листе настила от совместной работы ортотропной плиты с главными балками пролетного строения, вычисленные в предположении упругих деформаций стали;

σ_x.cr.ef - напряжение, вычисленное по таблице 8.23 по значению σ_x.cr = σ_xc.

Таблица Ш.3

ω		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95	1,0
α		0,016	0,053	0,115	0,205	0,320	0,462	0,646	0,872	1.192	1,470	2,025

Допускается также определять σ_x.cr.ef по следующей формуле

(Ш.12)

Примечание - Коэффициент ω определяется по формуле ω = σ_x/(φ₀R_y), где φ₀ следует находить по таблице Ш.4 в Ш.12 при l_ef = l.

Для сжатой ортотропной плиты, не воспринимающей местной нагрузки, в формуле (Ш.11) коэффициент а следует принимать равным 2,025, что обеспечивает равенство расчетной длины l_ef продольных ребер расстоянию между поперечными ребрами l.

Ш.12 Расчет по общей устойчивости ортотропной плиты в целом (сжатой и сжато-изогнутой) при обеспечении условия (Ш.11) следует выполнять по формуле

σyc ≤ φ0Rym,

(Ш.13)

σ_yc - см. Ш.11

φ₀ - коэффициент продольного изгиба, принимаемый по таблице Ш.4 в зависимости от гибкости λ0;

m - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 8.15 в 8.19. Гибкость следует определять по формуле

(Ш.14)

где l_ef - расчетная (свободная) длина продольных ребер, определяемая из выражения Коэффициент ω находят из таблицы Ш.3 по значению

(Ш.15)

а - расстояние между продольными ребрами;

t_h - толщина листа настила;

ξ - коэффициент, принимаемый равным 1,0 - для ортотропной плиты нижнего пояса и по таблице Ш.5 - для плиты верхнего пояса коробчатых главных балок;

А - площадь полного сечения продольного ребра;

- здесь I_t, - момент инерции полного сечения продольного ребра при чистом кручении).

Сжато-изогнутую ортотропную плиту железнодорожных мостов на общую устойчивость следует проверять по формуле (8.35), принимая гибкость по формуле (Ш.14) при ξ = 1,0.

Таблица Ш.4

Гибкость λ0, λ1	Коэффициент φ0 для классов прочности стали
С235	С325 - С345	С390
	1,00	1,00	1,00
	1,00	1,00	1,00
	1,00	1,00	0,96
	1,00	0,92	0,88
	1,00	0,87	0,83
	0,95	0,76	0,72
	0,83	0,64	0,59
	0,73	0,56	0,49
	0,64	0,50	0,43
	0,59	0,44	0,38
ПО	0,53	0.39	0,33
	0,47	0,34	0,28
	0,41	0,30	0,25
	0,36	0,26	0,22
	0,32	0,23	0,20
	0,29	0,21	0,17
	0,26	0,19	0,16
	0,23	0,17	0,14
	0,21	0,15	0,13
	0,20	0,14	0,11

Таблица Ш.5

f/i	Коэффициент ξ
	1,00
0,01	0,75
0.05	0,70
0,10	0,66
Примечание - f прогиб продольного ребра между поперечными ребрами; i - радиус инерции полного сечения продольного ребра.

Ш.13 Тавровые продольные ребра (рисунок Ш.1, в, г) сжатой ортотропной плиты нижнего пояса коробчатых главных балок при изгибно-крутильной форме потери устойчивости следует рассчитывать по формуле (Ш.13), принимая коэффициент продольного изгиба φ₀ в зависимости от гибкости λ₁.

Гибкость λ₁ следует определять по формуле

(Ш.16)

где I_p = I_y + I_z + A (h_w - e)²

l - см. Ш.3;

h_w - высота стенки ребра толщиной t_w (рисунок Ш.1, г);

е - расстояние от центра тяжести полки шириной b_f, толщиной t_f до центра тяжести таврового продольного ребра (рисунок Ш.1, г);

I_y, I_z - соответственно момент инерции сечения таврового продольного ребра относительно горизонтальной оси у и вертикальной оси z;

	(Ш.17)
	(Ш.18)
A = bftf + hwtw;	(Ш.19)

Для обеспечения местной устойчивости элементов таврового сечения продольного ребра толщина полки и стенки должна удовлетворять требованиям 8.45:

при b_f > 0,3 h_f продольное ребро полного сечения следует считать двутавром;

при b_f = 0 продольное ребро полного сечения следует считать тавром;

при 0 < b_f ≤ 0,3 h_w требования к толщине стенки определяются по линейной интерполяции между нормами для двутавра и тавра (b_f = 0).

Приложение Щ
(обязательное)