Файл: Кулиш В.И. Современные конструктивные формы клееных деревянных мостов учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РС*СР
хабаровский политехнический институт
В. И. !(У Л IIШ
СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ФОРМЫ
КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫ Х МОСТОВ
(теория н расчет)
г.Хабаріаск
П!73 г.
Министерство высмго к вредного спеціальнаго
обраэоіания РСФСР
Хабаровск»! полятехвяческ*# «иствтут
В.И. Култа
г
современные конструктивные юрмы клееных
а ЕРЕВАНtu X ‘ОСТОВ
Учібта* пособие
X 8 б € р о в е н
- 1973 -
Гфс. публичная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
научно - техническая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
библиотек» |
СоОР |
rU |
/ |
4 f |
|
|
|
|
|
||||
ЭКЗЕМПЛЯР |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
I ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
А Н Н О Т А Ц И Я |
|
|
|
|
|
||||
Щ і - |
чебное |
пособие |
поовящено вопросам исследования обла - |
||||||||||
гороженной древесины в пролетных строениях автодорожных |
|||||||||||||
мостов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В главе I собраны материалы |
, характеризующие развитие |
||||||||||||
конструктивных форм деревянных мостов, вскрыты преимущества |
|||||||||||||
конструкций |
из клееной |
древесины |
и определена область при - |
||||||||||
ненения мостов из древесины, |
|
|
|
|
|
||||||||
|
В силу того, что |
древесина о новых позиций раооматри - |
|||||||||||
■ается как |
билинейный |
анизотропный |
авуиодулькый материал,в |
||||||||||
главе |
П приводятся |
соображения |
по расчету |
|
элементов воо - |
||||||||
принимающих |
растяжение |
, сжатие |
, изгиб и кручение . В заклю |
||||||||||
чении |
|
главы даны |
рекомендации |
по оценке |
общей деформатнв- |
||||||||
ноетж клееинх деревянных прогонов. |
|
|
|
|
|||||||||
|
В |
последней |
главе |
|
рассмотрены |
вопросы |
расчеты |
клееных |
|||||
деревянных |
балок |
, |
объединенных о железобетонной плитой. |
||||||||||
Особое внимание |
уделено |
характеристике |
жеоткости |
связую- |
|||||||||
ких элементов деревобетэнных мостов. Дана их классификация. |
|||||||||||||
Разработан алгоритм расчета комбинированных сечеийй при воз |
|||||||||||||
действии постоянных |
и временных |
нагрузок и оценено |
действие |
||||||||||
усадки |
, ползучести и температурных |
перепадов. |
|
||||||||||
|
Пособие |
обобщает |
|
исследования клееных деревянных |
|||||||||
конструкций |
|
, проводимые на кафедре |
" 'Аосты и тоннеля" о |
||||||||||
1962 года, |
и |
предназначается для студентов |
специальностей |
||||||||||
1211,1212, |
|
инженеров |
н аспирантов. |
|
|
|
|
В В Е Д Е Н И Е
Освоение природных богатств и развитие ішродяого хозяй
ства в восточных районах страны тесно связано с ростом тран-
/
спортной сети, а это ставит перед дорол з-строительнымк ор ганизациями большие задачи по расширению объемов строитель-
но-монтахных работ, совершенствованию технологии строитель ства, повышению производительности труда. В комплексе меро приятий по строительству и эксплуатации транспортной сети особое место прииадлекмт наиболее сложным и трудоемким эле ментам дорог - мостам.
Во веек многообразии искусственных сооружений на авто мобильных дорогах Севера европейской части, Урала, Сибири н Дальнего Востока основным типом являются мосты малых и сред них пролетов, большее количество из которых - это деревянные мосты традиционных конструктивных форм. Трудоемкое.неяяяуотрк альное изготовление и монтаж, небольшой срок службы (10 - 15
лет), необходимость квалифицированной рабочей силы явилось причиной недооценки древесины как конструкционного материала для мостов. Но древесина продолжает оставаться наиболее рас пространенным Местным материалом> доступным для быстрого ос воения и дающим наибольший народнохозяйственный эффект, поэ тому разрешение проблемы автодорожного мостостроения нужно искать во всемерном внедрении деревянных клееных конструкций,
индустриальное изготовление которых позволит в. короткий срок обеспечить дорожные организации строительными элементами и деталями, необходимыми для во: ндеикя искусственных сооруже ний. Деревянные клееные пролетные строения не требуют боль ших затрат в процессе строительстве, обладают хорошими экс плуатационными ;:ачества.ми, долговечностью и при этом .в эяа-
-I* -
«тельной степени »веноыятой дорогостояща« строительные мате-
равлы; цеиеит и сталь*
Оші прлмеыеннл клееных конструкций а ОША наилучвиѵ *<3-
равеы всдгаерадает целесообразность а зффеитиенот нспояь-
ееаамл ехонстой древесам а мостостроении (1}.
ОДиефмеа сояераваетаовамв а внедрение а првлтаау отреательотеа хлееих пролетных строевая домне адта по прев уяуевеяал качества вхеванх tueв, пршмаекм эффевтнммх антя-
емтарувяңх матеріюлов, нопольэоаамив цедефнцнтіых пород ле ва а раеумвш еочеТаннеи на е меоаопрочаоя деемежноі, пре» віімв* Шеаінрованжоі фанеры а полимерных катарйадоя.
- 5 -
ГЛАВА I. РЕТРОСПЕКТИВА ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ
I. Опоха и ее роль в формировании рабочих гипотез.
"Первый'исторический акт,- писали К.Маркс и Ф»Энгельс в
"Ненецкой идеологии", - человекообразных индивидов, благода ри которому они отличаются от животных, состоя* не в- теи,что они шалят, а в том, что они начинают производить себе сред ства к существоваииюл .
Вот почему История развития общества се свойственной еядг сменой общественно-экономических укладов отражает в остав ленных конструктивных формах сооружений уровень рагвитИя тех ники, экономическое отношение, эстетические взгляды людей я принципы теорий расчета.
В настоящее время появилось очень интересное направле ние, которое должно заинтересовать каждого - футурологіи« Появление этой науки, связанной с вопросами оценки будущего,
требует обоснованной базы для ее использования. Естественно,
такой базой должна быть методологическая основа естествозна ния, покоящаяся на двух принципах: принципе взаимной связи ж обусловленности процессов к явлений окружающего мира к прин ципе движения, Изменения, развития. Логическое заверкенке отмеченных принципов навяо отражение в трех всеобщих заколах диалектики, открытых Гегелем: закон отрицания отрицания {за кон перехода количественных изменений в качественные; закон единства и борьбы противоположностей.
Идея познания диалектического материализма сфэрмулкраиа-
»
на В.И.Лениным: "От живого созерцания к абстрактному мыжлеиня и ОТ него к практике - таков диалектический путь поэиакхя ис тины, познания объективной реальности*.[ з ] .
-6 -
В"Набросках к критике политической экономии" Ф,Энгельс
выразил сли^ющую интересную мысль, касающуюся скорости раз витая: "Наука движения вперед пропорционе ,яа массе знаний,
унаследованных ею от прздэе<"вующего поколения” [2].
Если математизировать эту мысль
н решить |
это дифференциальное уравнение, |
то получим уравне |
|
ние, характеризующее развитие |
|
|
|
|
|
|
(2) |
В |
уравнении (2) смысл |
константы А |
раскрывается при |
времени |
t = О. |
|
|
Таким образом развитие |
характеризуется, эвепотенциальннм |
законом изменения во времени. В уравнении (2) неизвестен коэф фициент пропорциональности " к ", характеризуемый развитием
производительных сил дайной |
эпохи я уровнем |
знаний. Естест |
венно,этот коэффициент будет |
непостоянным на протяжении раз |
|
личных эпох и уравнение •) поэтому следует |
рассматривать |
|
как приближенное. |
|
|
Проследим формирование мировоззрения человечества на при мере становления конструктивных форм пролетных строений мос тов.
Естественно предположить, что первым мостом, созерцаемым человеком н используемым им для переправы через водные пре пятствия^ были: поваленное дерево или бревно,случайно перебро-
веннос с берега на берег.
В дальнейшем зарождение торговли способствовало возник новению рабовладельческого строя и. образованию государств.
Это создало наряду с излишками продуктов труда наличие бес-
піатной рабочей силы. Необходимость пропуска войск и повышен
и и их маневренность, »месте с развитием торговли,трсбова-
-7 -
да возведения постоянных кортов на яавбчлеѳ оживленных мв~
правлениях, в этот нокент и появляется тенденции для аоаваха
ния крупных капитальных сооружений из камня. К т о строг ап >
ства - Рим, время - второй век до н.э. замечательным приме ром этому служит иост в Варове (Италия) и мост Трояна вАль-
кантаре (Испания),построенный в 106 г, н.а.
Ревшвруя этот ранний этап развития мостостроения, необ ходимо,прежде всего,отметить ограниченность строителей того времени в конструкционных материалах (древесина, камень) и
второе, касаюцеесд того момента, что деревянным мостам сужде но будет пройти через все эпохи с прогресеярумвй эволюцией,
не закончившейся я в настоящее время. Каменные же мости рва-
него периода Практически навека остались непревзойденными не-
деврамм строительного искусства, поражающими наше иоображеімй и сейчас.
ЕЯв оО одном явлении необходимо упомянуть здесь, до на чала П Х века в мостостроении руководствовалась в основяоа только Традициями « рецептами,накоплениями ранее. Как нм раз нообразными били архитектурные формы вооружений, o n с жвЖе-
яеркой точки зрения ливъ подражали прекша,. онравдавнм себя в практике сооружениям.
Нельзя сказать, что не было попыток создать теорию рас чета, напротив, в 1638 году:на уединенную виллу ДрчВтрм бяіз Флоренции уже ослепшему к Тому временя Галлмлѳю (I564-I64£ri0 .
доставшим "Беседы н ѵатематичеекме доказательства, касавщме-
ся двух новых отраслей науки*, в этбй книге Галлилей залехкл
основы учения о прочности я динамике, интересно, что первой исследование прочности.исходило Из предельного состояния) .
стержня. Для сравнительной оценки прочности изгибаемого ■
~ я _
стержня < к тоиѵ времена неизвестны Онли характеристики абсо лютно! ярочаости материала) Галлилей принял, что усилие в жеряе консоли изгибаемого стертая растягисамцее и равномер но распределено по сечеяиіі; иэл* а консоли происходит путем раскрытия трещин сверху и вращения вокруг нижнего ребра сече ния (рио.ц).
Составляя условия равенства моментов относительно этого ребра*он нанел, что прочность стержня прямоугольного сечения пропорціональна ияркне и квадрату высоты, а круглого сечеяня-
-кубу диаметра. Оба вывода верны, но оьиНочная предпосылка
ораспределении усилий привела его У. следующим значениям мо
ментов сопротивления.
Для прямоугольного сечения
W = |
ЬЬ‘ |
(3 ) |
Для круглого сечения
я л 3
- w '= — |
00 |
Для дальнейшего анализа небезынтересно отметить следую |
|
щую очень сильную теорему Парана, |
сформулированную ям в |
І7ІЗ ГОДУ.
Теорема Каков бы Ия был закон распределения напряжений в сочетая С? °j\ y ) а где бы ни проходила нейтральная яняия, мо
. я „
мент сопротивления прямоугольного vsPJ лого) профиля вмр&зит-
ся w-wf/m ; w = 3ic(J/n , причем число |
m |
(п ) будет фуициона- |
лом от j (у ),нѳ зависящим от размеров |
сечевнл. |
|
История сопротивления материалов |
знала несколько зако |
нов распределения напряжений по поперечному сечений. Иариотт н Лейбниц считали начало координат расположенным на крав се чения ; Паран помещал начало координат посредине высоты |
Навье располагал начало координат в центре тяжести сечения.
Положение нейтральной линия сечеакя в центре тякэсга счита лось правильный до недавнего временен лишь в последнее хра ня в связи с появлением расчета для материалов,работами* на сжатие с различными модулями упругости (древесина, Нотой,
пластмасса),это положение оказалось неверным. |
|
В этой связи функционалами приведения ■ m я л |
дик |
прямоугольного и круглого сечения принимали еялдумде ииаЧо-
ния:
|
|
|
|
|
|
Таблица I |
|
|
Галлилей |
Мариотт- |
Парам |
Навьа |
Пластически* |
|
|
|
Дейбинц |
|
|
стадии работы |
m ! |
2 |
Э |
6 |
6 |
и |
|
п |
L |
i ____ |
12,6 |
32 |
32 |
18,64 |
|
Заканчивая характеристику работ прямоугольных сечей*!,
хочется подчеркнуть, что о такой сильной теореме яспомяхяк лииь спустя четверть тысячелетий.
Для изгибаемых элементов наряду с оценкой прочности нормальных напряжен« особое значение приобретает и провер ка прочности по касательный напряжениям,- честь открытия ко торых в 1855 г. принадлежит осяойоположнику русской «колы мостовиков Д.Я. Яуравсному (1821-18'Я іг.).
•Заканчивая вопрос теоретического становлеяи* инженер-