» » Нормы на опорные части

Нормы на опорные части

25.04.2016

Строительные нормы разделяют в общем на основные (например, для нагрузок) и специальные (например, для определенных видов сооружений). В настоящее время разрабатываются нормы, отражающие расчет, конструирование, контроль качества, монтаж и применение опорных частей. Для опорных частей, на которые отсутствуют специальные нормы, учитывают требования других соответствующих норм. Предусматривается разработка общих инструкций, норм на стальные шарнирные опорные части, катковые, стаканообразные, армированные эластомерные, специальные опорные части, опорные части скольжения. Разделение норм в зависимости от функций опорных частей, выполняемых ими в сооружении (неподвижные, подвижные, деформирующиеся опорные части), было бы, очевидно, труднее. Ниже изложены требования некоторых норм, относящиеся к опорным частям.
Нормы ДИН 1045, 1972. Железобетон. В длинных сооружениях или конструкциях, в которых вследствие влияния колебаний температуры и ползучести могут появляться дополнительные усилия, следует предусматривать соответствующие конструктивные меры для ограничения трещинообразования, например деформационные швы, соответствующую арматуру и свободное опирание.
При расчете усилий в сечениях или деформаций, вызываемых изменениями температуры, должны, как правило, принимать температуру во всем сооружении одинаковой.
В расчетах учитывают в качестве предельных средние колебания температуры элементов сооружения, вызываемые влиянием атмосферных условий: ±15°С — общие; 10°C для элементов с минимальными размерами 70 см и более; 7,5°С для элементов, защищенных от воздействия температуры засыпкой или другим способом.
Первые две температуры в некоторых случаях увеличивают на 5°С для элементов, находящихся на открытом воздухе. При значительных температурных различиях внутри элемента или между смежными элементами влияние их следует учитывать. Для бетона и стальной арматуры приник мают коэффициент температурного расширения αТ=10в-5°C-1, если в отдельных случаях для бетона испытаниями не установлена другая величина.
Для усилий в сечении от нагрузки для железобетона принимают коэффициенты запаса V = 1,75 или 2,10 в зависимости от условий выхода из строя поперечного сечения. Для дополнительных усилий принимают v=1.
При загружении части площади смятия F1 поперечного сечения сжимающей силой P напряжения смятия определяют по следующей формуле, если растягивающие усилия, раскалывающие бетон, могут восприниматься, например, арматурой:
Нормы на опорные части

Предусматриваемая расчетная площадь F, на которую распределяется нагрузка P (рис. 7.1), должна удовлетворять следующим условиям:
а) высота h в направлении действия нагрузки должна соответствовать условиям рис. 7.1. (h≥b2—b1; h≥d2—d1);
б) центр тяжести расчетной площади F, на которую распределяется нагрузка, должен соответствовать в направлении действия нагрузки центру тяжести площади смятия F1;
в) размеры расчетной площади F должны быть не более трехкратных размеров площади смятия F1;
г) если на бетонное поперечное сечение действует несколько сжимающих сил Р, то расчетные площади F не должны пересекаться в пределах высоты h.
Нормы на опорные части

При устройстве тонких швов из цементного раствора сжимающие напряжения определяют по приведенной формуле, если отношение наименьшей рабочей ширины шва к его толщине b/d≥7. Здесь за F1 принимают площадь поперечного сечения раствора шва, F — площадь поперечного сечения меньшего прилегающего элемента и βR — расчетную прочность бетона примыкающего элемента.
Если сжимающие напряжения в растворе шва превышают величину βR/2,1 для бетона примыкающего элемента, то следует промерить возможность восприятия растягивающе-раскалывающих сил в примыкающих элементах (например, арматурой).
Нормы ДИН 1050, ДИН 1000. Расчет и конструирование стальных конструкций. Действующие на сооружение нагрузки разделяют нa основные H и дополнительные Z. Основные нагрузки: постоянная и подвижная (включая снег, но без ветровой нагрузки), силы инерции машин. Дополнительные нагрузки: ветровая нагрузка, тормозные силы, горизонтальные боковые силы (например, от кранов), воздействие температуры и др.
В расчетах учитывают случаи нагрузки: H (сумма основных нагрузок) и HZ (сумма основных и дополнительных нагрузок).
Допускаемые напряжения для элементов опорных частей и шарниров по нормам ДИН1050 приведены в табл. 7.1.
Нормы на опорные части

Нормы ДИН 1052, 1969. Деревянные сооружения. Для деревянных несущих конструкций с большими пролетами можно применять те же опорные части, что и для железобетонных и стальных конструкций, а также опорные части из твердой древесины. Деревянные опорные части следует пропитывать средствами для защиты древесины и защищать от влаги специальными прокладками. Опорные части следует предохранять от сдвига. Ко всем деревянным элементам должен быть обеспечен свободный доступ воздуха.
Нормы ДИН 1072, 1967. Нагрузки для мостов. Сопротивление трения в общем должны принимать для опорных частей скольжения 0,2 и катковых опорных частей 0,03 опорного давления. При опорных частях, конструкция которых обеспечивает надежную защиту от коррозии или загрязнения и не требует ухода, органы строительного надзора могут допустить после соответствующих испытаний меньшие расчетные коэффициенты трения. Для качающихся опорных элементов или валков высотой до 0,03 м сопротивление трения принимают таким же, что и для катковых опорных: частей, а при высоте качающихся элементов более 3 м — равным нулю. Промежуточные значения интерполируют.
Для качающихся элементов или валков, радиус поверхности которых не равен половине их высоты, кроме перекоса, обусловленного перемещениями опорных частей, учитывают дополнительный перекос качающегося элемента величиной 1%. Реактивные силы от сопротивлений перемещениям опорных частей и перекосов качающихся элементов должны восприниматься неподвижными опорными частями. В случае разгружающего влияния сопротивления, которое наблюдается при расположении неподвижных опорных частей между подвижными, должны учитывать только половину его значения.
Коэффициенты трения должны учитывать неизбежные неточности в горизонтальном положении опорных поверхностей. Уменьшенные коэффициенты трения следует применять только после очень тщательных испытаний. При этом следует учитывать практически ожидаемое загрязнение опорных частей и возрастание коэффициента трения, если особенно большие перемещения возникают после меньших перемещений. Меньшие коэффициенты трения могут быть допущены, например, для опорных частей из специальной нержавеющей стали, а также опорных частей, защищенных от проникания пыли и перемещающихся по незасмаливаемому маслу.
Пластические шарниры устраивают, например, из неопрена или свинца, причем последние применять не рекомендуется из-за быстро наступающего их раскатывания.
Следует заметить, что тормозные силы частично воспринимаются подвижными опорными частями, поэтому на неподвижные опорные части полностью не передаются. При гибких опорах уменьшение тормозных сил может быть меньшим вследствие влияния упругости опор. Однако в запас учитывают полную передачу этих нагрузок на неподвижные опорные части.
При гибких опорах может оказаться целесообразным расположить неподвижные опорные части на двух или даже нескольких опорах. При этом тормозные и реактивные силы распределяются на несколько опор. Уменьшаются также дополнительные напряжения от колебаний температуры, ползучести и усадки.
Нормы ДИН 1075, 1968. Массивные мосты, расчет. При определении напряжений в опорных частях и шарнирах из стали, чугуна и свинца сначала следует рассчитать напряжения от основных, усилий и затем, если действуют значительные дополнительные силы, определить сумму напряжений от основных сил и напряжений от дополнительных усилий. При определении основных усилий учитывают влияние постоянной нагрузки, подвижной нагрузки, центробежных сил, усадки и ползучести бетона и смещений устоев и опор, а при определении дополнительных усилий — влияние температуры, ветровой нагрузки, тормозных сил, боковых ударов и сопротивления трения подвижных опорных частей.
Коэффициент температурного расширения принимают равным 0,00001 для бетона, стали, стальной арматуры в бетоне и чугуна, 0,000008 для кладки из тесаного штучного и бутового камня, 0,000005 для кирпичной кладки.
При расчете шарниров необходимо определить наибольшие нормальную и поперечную силы. Шарнирный шов рекомендуется располагать ортогонально к кривой давления от постоянной нагрузки.
Бетонную опорную плиту под опорными частями достаточно армировать круглой сталью. Вместо отдельных блоков целесообразно, как правило, устраивать по всей длине устоя или опоры сплошную жесткую на изгиб опорную плиту из железобетона. Высота опорной плиты должна составлять минимум половину ее ширины или 1,5 ширины стальной опорной плиты, причем выбирают наибольшую величину. При расчете продольной арматуры опорной плиты учитывают, что опорное давление распределяется от края стальной опорной плиты под углом 45°.
В качестве минимального продольного армирования принимают вверху и внизу по пять стержней 012 мм в расчете на 1 м ширины плиты, а в качестве минимального поперечного армирования — четыре замкнутых хомута 010 мм на 1 пог. м плиты.
Допускаемые напряжения для элементов опорных частей из чугуна, стали и свинца приведены в табл. 7.2.
Нормы на опорные части
Нормы на опорные части

Допускаемые напряжения для контактных поверхностей неподвижных опорных частей, опорных частей скольжения и катковых с одним и двумя катками, в которых в незагруженном состоянии касание происходит только по линии или в одной точке, при расчете по формуле Герца принимают в соответствии с табл. 7.3.
Для свинцовых шарниров допускаемые напряжения принимают в зависимости от твердости свинца (см. табл. 7.2). Толщину свинцовых плит шириной примерно до 30 см назначают равной минимум 1/9 длины стороны плиты, расположенной в направлении вращения шарнира. Минимальная толщина должна быть 8 мм. Эксцентриситет силы, возникающей в таких шарнирах при перемещениях, как правило, не учитывают.
В широких шарнирах толщина свинцовых плит должна составлять 30 мм. Появляющиеся в таких шарнирах значительные эксцентриситеты усилий не должны превышать
Нормы на опорные части

где b — ширина свинцовой плиты; d — толщина плиты; σ — средние напряжения в свинцовом шарнире.
Эту формулу используют, если большой поворот в шарнире наблюдается только 1 раз в течение короткого времени, например, при раскружаливании свода, в то время как остальные позднейшие повороты происходят в течение длительного времени (например, вследствие ползучести, усадки, сезонных колебаний Температуры в толстых элементах сооружения) или очень малы (например, от подвижной нагрузки и суточных колебаний температуры толстых элементов сооружения), так как свинец при медленных поворотах деформируется пластически. Если этот эксцентриситет влияет на силы, например, в своде, то следует учитывать связанные с ним дополнительные напряжения в несущей конструкции.
В катковых шарнирах из бетона с кривыми поверхностями касания, рассчитываемых по формуле Герца и имеющих ширину касания величиной 1/5 ширины шарнира в направлении вращения или меньше, напряжения не должны превышать 0,5 W28, но и не быть более 300 кгс/см2. Для таких шарниров применяют бетон марки не ниже В300.
Все поперечные растягивающие напряжения воспринимаются стальной арматурой. Растягивающие напряжения могут распределяться параболически. При выборе радиусов кривизны шарниров и их устройстве следует учитывать ожидаемый путь катания.
Допускаемые контактные напряжения в опорных швах и под опорными балками и плитами принимают следующими:
Нормы на опорные части

В соответствии с нормами ДИН 1078, 1955, которые перерабатываются, для автодорожных мостов объединенной конструкции принимают коэффициент теплового расширения стали и бетона равным 0,000012. В расчетах, например, при определении перемещений опор и опорных реакций рам принимают колебания температуры ±15°С.
Нормы ДИН 1079, 1970. Стальные автодорожные мосты. Отдельные элементы опорных частей следует проектировать с учетом простоты содержания, пологости формы и возможности замены. Опорные части должны допускать деформации сооружения. Перемещению их не должны препятствовать деформационные швы, перила, трубопроводы, коллекторы и др. У катков и валков должны быть направляющие устройства.
Поверхности катания опорных частей следует обрабатывать учетом обеспечения предусмотренного коэффициента трения.
Армированные резиновые опорные части можно применять в качестве подвижных опорных частей в мостах с малыми и средними пролетами. Резиновые стаканообразные опорные части применимы в качестве неподвижных опорных частей при больших опорных давлениях. Они допускают небольшие повороты относительна любой горизонтальной оси. В сочетании с катками или слоям скольжения из полимерного материала их можно использовать в качестве подвижных опорных частей.
Для защиты от загрязнения и влаги катки следует помещать в закрытые коробки с незасмаливающейся смазкой. Коробку должны быть съемными для возможности замены смазки и проверки катков.