» » Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Опорные части скольжения с шаровым шарниром

23.04.2016

Опорные части скольжения с шаровым шарниром допускают всесторонние перемещения и всестороннее вращение. Применение направляющих элементов делает эти опорные части односторонне подвижными.
Для опорных частей скольжения с шаровым шарниром определяют напряжения смятия в политетрафторэтилене и в бетоне по швам между опорной частью, пролетным строением и опорой, напряжения смятия по Герцу, рассчитывают плиту с политетрафторэтиленом, плиту скольжения, нижнюю опорную плиту, находят деформации плиты с политетрафторэтиленом, производят расчет на восприятие горизонтальных сил.
В расчетах приняты следующие условные обозначения:
Vg — постоянная вертикальная сила (расчетный случай нагрузки I);
mах V и min V — наибольшая и наименьшая вертикальные силы (расчетный случай нагрузки II);
φx и φy — углы поворота плиты скольжения относительно нижней опорной плиты в продольном и поперечном направлении;
φ = √φ2х + φ2у — результирующий угол поворота;
Dт — диаметр политетрафторэтиленовой плиты;
hgf — плечо горизонтальной силы относительно шва скольжения;
Dd — диаметр поверхности, на которую распределяется давление, по шву между опорной частью и пролетным строением;
h0 — плечо горизонтальной силы относительно шва между опорной частью и пролетным строением;
epac — максимальное расчетное перемещение опорной части относительно опорной оси;
eкон — дополнительное возможное перемещение.
Напряжения смятия для политетрафтор-этиленовой плиты определяют с учетом равномерного распределения давления.
При расчетном случае нагрузки I(H) для центральной составляющей справедлива формула
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Краевые напряжения смятия определяют по формуле
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

При расчетном случае нагрузки II(Н и Z) для центральной составляющей справедлива формула
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Максимальные напряжения смятия определяют по формуле
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Плиту со слоем политетрафторэтилена рассчитывают с учетом равномерного распределения давления, центрально симметричной или антиметричной нагрузки, распределения вертикальной силы под углом 45° до горизонтальной линии, проходящей через центр тяжести несущей плиты (рис. 4.5).
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Порядок расчета такой же, как и для опорных частей с шаровым шарниром с учетом
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Напряжения определяют только в середине плиты. Из вертикальной силы V получим
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Деформации плиты не должны превышать 0,5 мм. Их определяют следующим образом.
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Расчет на смятие по шву между пролетным строением и опорной частью также производят с учетом равномерного распределения давления. Для центральной составляющей:
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Расчет плиты скольжения производят с учетом равномерного распределения давления. Необходимую длину плиты определяют по формуле (рис. 4.6)
L = Dd + 2ерас.

Длина верхнего слоя скольжения (второго элемента скольжения)
Lр = Dт + 2ерас + 2екон.

Расчет этой плиты аналогичен расчету, приведенному для опорных частей с шаровым Шарниром.
В расчете на восприятие горизонтальных сил рассматривают два случая. Если R≥v/μб, то горизонтальные силы воспринимаются трением по шву бетон—сталь. При этом
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

где μптфэ — коэффициент трения для политетрафторэтилена;
Hтр.птфэ — соответствующая сила трения.
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

В случае R≤v/μб рекомендуется разгружать опорные части скольжения от горизонтальных сил и предусматривать отдельные направляющие опорные части для их восприятия. Напряжения смятия для направляющих поверхностей (рис. 4.7):
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Применяют различные конструкции направляющих элементов и их крепления, например с помощью высокопрочных болтов (см. рис. 4.7). При креплении направляющего элемента без упора (рис. 4.7, а) напряжения смятия по зажимной поверхности определяют с учетом силы предварительного напряжения болта Pv:
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Рекомендуется принимать b = 4d. При числе болтов n=bm/3d (принимают целое число) горизонтальная сила Hyn=Hy/n и напряжения смятия эксцентр. р=HynhHy6/ldb2 ≤ zul р.
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Раскрытия шва по зажимной поверхности не будет при условии (рис. 4.7, б):
центр. р ≥ эксцентр. р.

При этом растягивающее усилие должно составлять
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Допустимая сила трения, передаваемая в направлении, перпендикулярном к оси болтов,
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

где zulN — допустимая сила по техническим условиям; растягивающее усилие в направлении оси болтов.
Если центр. р ≤ эксцентр. р, то применяют направляющие элементы с упором (см. рис. 4.8, а). Разумеется, эту конструкцию можно использовать и при центр. р ≥ эксцентр. р.
Здесь горизонтальный сдвиг воспринимается поверхностью упора между направляющим элементом и плитой скольжения, в то время как момент UyhНy воспринимается высокопрочными болтами.
Напряжения смятия по поверхности упора
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

В случае центр. р ≤ эксцентр. р, когда момент вызывает раскрытие шва (рис. 4.8, б), изменяется напряженное состояние в конструкции крепления высокопрочными болтами и остаточной сжатой поверхности. При этом рекомендуется принимать b = 3d.
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

В соответствии с рис. 4.8, в справедливы следующие условия равновесия:
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

откуда можно определить ширину сжатой поверхности
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

и момент инерции по отношению к нейтральной оси
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Растягивающая сила в болте составит:
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Напряжения по площади остаточной сжатой поверхности
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Изгибающие напряжения в направляющих элементах определяют по формуле
Опорные части скольжения с шаровым шарниром

Местные изгибающие напряжения в плите скольжения (см. 4.7, а и 4.8, а)
Опорные части скольжения с шаровым шарниром