Файл: Морозов, В. А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач-1.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 72
Скачиваний: 0
ш/ь выраженным в долях массы т\ (см. табл. VIII.1), что не отра жается на • результатах. Результаты вычислений приведены в табл. VIII.5.
Как видим, условия ортогональности форм собственных колеба ний выполнены с большой точностью: сумма произведений muXikXjh не превосходит 0,01% суммы абсолютных значений тех же произ ведений.
Определение коэффициентов сейсмичности, динамичности и формы. Расчетной сейсмичности моста, равной 7 баллам, соответ ствует коэффициент сейсмичности Кс = 0,025 (см. § VI.2).
Т а б л и ц а VIII. 6
№ точек k |
Tak |
|
’bft |
S№ T |
S2*’ * |
S3*' T |
|
1 |
0,08609 |
0,08724 |
0,06951 |
1,562 |
|
2,526 |
2,012 |
2 |
0,27498 |
0,26185 |
0,18886 |
4,988 |
|
7,581 |
5,468 |
3 |
0,45738 |
0,38180 |
0,21271 |
8,257 |
|
11,053 |
6,158 |
4 |
0,62974 |
0,42034 |
0,13220 |
11,424 |
|
12,169 |
3,827 |
5 |
0,78750 |
0,36646 |
— 0,00389 |
16,999 |
|
12,623 |
—0,134 |
6 |
0,93050 |
0,23516 |
- 0 ,1 1 7 2 2 |
34,434 |
|
13,887 |
—6,922 |
7 |
1,06170 |
0,06553 |
— 0,16761 |
22,918 |
|
2,257 |
— 5,774 |
8 |
1,17158 |
— 0,12621 |
—0,11267 |
21,255 |
— |
3,654 |
— 3,262 |
9 |
1,25313 |
—0,30313 |
0,02083 |
22,734 |
— |
8,776 |
0,602 |
10 |
1,30365 |
— 0,42973 |
0,15024 |
23,651 |
— 12,441 |
4,349 |
|
11 |
1,32152 |
— 0,47725 |
0,20680 |
13,067 |
— |
7,531 |
3,263 |
12 |
0,68506 |
0,18381 |
—0,15554 |
3,309 |
|
1,417 |
— 1,199 |
13 |
0,25529 |
0,07355 |
— 0,12244 |
1,512 |
|
0,695 |
— 1,157 |
14 |
0,03236 |
0,01103 |
—0,03359 |
0,228 |
|
0,124 |
—0,380 |
232
Коэффициенты динамичности определяем по графику, данному в главе СНиП II-A.12-69 (см. рис. VI.2) в зависимости от периодов собственных колебаний. Будем иметь:
1 = 1,88;
0,5325
— Рз— 3,0.
Коэффициенты формы определяем по формуле
2 |
QkXik |
riik= X ik ^ |
--------- , |
2
ft=l
где Qh — сосредоточенные грузы по табл. VIII. 1.
Значения коэффициентов формы, вычисленные по этой формуле,
приведены в табл. VIII.6. |
вычисляем |
|
Определение сейсмических сил. Сейсмические силы |
||
по первым трем формам собственных колебаний (■£= 1, 2, |
3). Значе |
|
ния сосредоточенных сейсмических сил находим по формуле |
||
•S«= |
* cfW Q * (/е=1, 2 , . . . , 14). |
|
Напомним, что S ik |
есть сосредоточенная поперечная |
сейсмиче |
ская сила, соответствующая г'-й форме собственного колебания и приложенная в точке /г.
Сейсмические силы по первым трем формам колебаний, вычи сленные по указанной формуле, приведены в табл. VIII.6 и на рис. VIII.15.
Определение сейсмических усилий по отдельным формам коле баний. В качестве расчетных принимаем сечения пролетного строе
ния 0, |
3, 6, 11 (над |
опорами, у середины |
крайнего и в середине |
||||||||||||
среднего пролетов) |
и сечения опоры 6, 13, |
15 (у |
верха, середины |
||||||||||||
|
|
|
I- |
tf |
Й5 |
к? |
% |
5? |
|
IN |
|
|
|
|
|
ч |
§ |
|
^ |
SJ |
SJ X? |
ч |
5- |
|
|
|
|
|
|||
m |
I т т т т |
СЧ? |
|
|
I 1 |
t |
4 |
8 9 10 11 |
|||||||
|
|
1 |
|
|
|||||||||||
0 / 2 J 4 5 В 7 8 9 10 И |
0 1 2 J |
4 |
8 |
7 |
ss |
* |
I |
||||||||
|
|
|
fiVJ.J/ |
|
|
|
|
|
|
/2 |
1,42 |
"«a* |
S* |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4? |
S' |
tvr |
||||
|
|
|
13 4,5! |
|
|
|
|
|
|
13 |
070 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
14 -0,23 |
|
|
SjK |
|
|
|
14 |
0,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г-s. |
^cT |
|
|
|
'Nj |
x»r |
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
«NT |
"3- |
1 |
|
1 |
8 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
( |
t |
|
|
i |
♦ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 1 2 |
J 4 |
V V |
* 9 10 n |
|||||
Рис. V III.15. |
Сейсмические силы по |
|
|
|
-1,20-12 |
|
|
|
|||||||
первым трем |
формам |
собственных |
|
|
|
-UB-13 |
|
|
|
||||||
|
|
колебаний |
|
|
|
|
|
-038 -14 |
|
|
|
9— 34G2 |
233 |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а V I I I . 7 |
|
|
|
формы |
|
|
|
сечен и й |
/ = 1 |
1=2 |
1 = 3 |
Р ас ч ет н ы е усилим |
|
|
|
|
||
|
|
Усилия по отдельн ы м формам |
|
||
|
|
И з г и б а ю щ и е м о м е и т ы, |
Тм |
|
|
|
3 |
1880,4 |
497,4 |
90,1 |
1914,0 |
|
6 |
3578,9 |
417,9 |
—97,5 |
3591,7 |
|
11 |
5961,0 |
—546,6 |
91, 6 |
5973,9 |
|
13 |
627,7 |
- 1 , 9 |
7,1 |
627,8 |
|
15 |
1267,5 |
15,1 |
- 6, 7 |
1267,6 |
|
|
П о п е р е ч н ы е силы, Т |
|
|
|
|
0 |
98,0 |
30,2 |
8,4 |
100,5 |
|
3 |
91,5 |
20,1 |
0,9 |
92,6 |
6 |
слева |
54,8 |
—29,6 |
- 8 , 9 |
59,0 |
6 |
справа |
138,1 |
— 16,3 |
—8,3 |
138,6 |
6 опора |
83,3 |
— 0,5 |
1,1 |
83,3 |
|
|
13 |
88,1 |
1,6 |
— 1,2 |
88,1 |
|
15 |
88,3 |
1,7 |
- 1 , 6 |
88,4 |
высоты и в заделке). В этих сечениях определяем сейсмические усилия — моменты и поперечные силы.
Предварительно строим линии влияния указанных усилий. С
этой |
целью используем линию влияния лишней неизвестной R |
(см. |
рис. VIII. 12). Далее сейсмические моменты М* и поперечные |
силы Qi в расчетных сечениях, отвечающие t-й форме собственного колебания, определяем путем загружения соответствующих линий влияния системой сосредоточенных сил S ih (см. рис. VIII.15).
Указанные статические расчеты, не содержащие каких-либо спе цифических особенностей, мы здесь не приводим. Определенные изложенным способом сейсмические усилия, соответствующие пер вым трем формам собственных колебаний, приведены в табл. VIII.7.
Определение расчетных сейсмических усилий. Расчетные сей смические усилия вычисляем в соответствии с указаниями § VI.2. На основе формулы (VI.2) для вычисления расчетных сейсмических моментов и поперечных сил получим выражения:
M = V m I + 0 , 5 |
М 23); |
Q — 1 ^ Q i + 0 , 5 ( Q 2 + Q 3 ) ,
где Mi, М2, М3 и Qi, Q2 , Q3 — моменты и поперечные силы по от дельным формам колебаний, приведенные в табл. VIII.8.
2 3 4
Значения расчетных моментов |
Поперечные силы (Т) |
|||
и поперечных сил, вычисленные |
|
|||
по указанным формулам, приве |
|
|||
дены в табл. VII 1.8. Эпюры рас |
|
|||
четных |
моментов |
и |
поперечных |
|
сил построены на рис. VIII.16. |
|
|||
Как усматривается |
из табли |
|
||
цы, учет высших форм колебаний |
|
|||
в данном случае не дает практи |
|
|||
ческих |
результатов. |
Расчетные |
|
|
усилия с учетом первых трех форм |
|
|||
отличаются от усилий по первой |
|
|||
(основной) форме не |
более, чем |
|
||
на 8%'. |
|
|
|
|
Эпюры расчетных усилий, дан |
|
|||
ные на рис. VIII.16, служат ос |
|
|||
новой для проверки сечений про |
Рис. VIII. 16. Эпюры расчетных сей |
|||
летного строения и промежуточ |
смических усилий |
|||
ной опоры моста |
с учетом попе |
|
речных сейсмических сил (при отсутствии временной нагрузки на мосту).
Аналогичным образом производят расчет при наличии времен ной вертикальной нагрузки на мосту. В этом случае в сосредоточен ные грузы вводят также веса временной нагрузки, сгруппирован ные на соответствующих участках.
§V III.2. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОПОР БАЛОЧНЫХ РАЗРЕЗНЫХ МОСТОВ
Пр и м е р № 1. Расчет промежуточной опоры железнодорож ного моста на продольное сейсмическое воздействие. Расчетная сейс мичность моста 9 баллов. Промежуточная опора (рис. VIII.17, а)
Рис. V III.17. К расчету опоры по примеру № 1:
а — фасад н сечения опоры; 6 — динамическая расчетная схема; в — эпюры единнч ных моментов
9* |
.235 |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а V I 11.8 |
||
№ |
Наименование части |
Площадь |
Момент |
Жесткость |
Вес Qk , |
Т |
Масса |
|
п/п |
|
опоры |
сечения, |
инерции J, |
1 0 -« Я/, |
Т.\Г' с е к - |
||
|
|
|
м* |
иг1 |
7'Л£2 |
|
|
|
1 |
Нижняя |
ступень фун |
73,0 |
351,20 |
930,65 |
525,3 |
|
53,55 |
2 |
дамента |
|
30,7 |
|
|
|
|
|
Верхняя |
ступень фун |
58,98 |
156,30 |
221,2 |
|
22,55 |
||
3 |
дамента |
|
7,8 |
|
|
|
|
18,22 |
Тело опоры |
4,34 |
11,64 |
178,8 |
|
||||
4 |
Подферменник |
— |
— |
— |
12,6 |
|
1,28 |
поддерживает разрезные пролетные строения, из которых одно оперто на нее подвижно, другое — неподвижно. Материал фунда мента и тела опоры — бетон марки 200, подфермениика — бетон марки 300. Подошва фундамента заложена на средиезерипстых песках с нормативным давлением 4 кГ/см2.
Для получения дискретной расчетной схемы опору разделяем на четыре части. Геометрические характеристики и веса этих частей приведены в табл. VIII.8. Вес каждой части представляем в виде сосредоточенного груза, приложенного в ее центре тяжести. Сосре доточенный груз от веса неподвижно опертого пролетного строения и временной нагрузки на нем, подсчитанный в соответствии с ука заниями § VI.2, равен 582,7 Т. Он приложен в уровне центра шар нира опорной части. Дискретная расчетная схема с числом степеней свободы /1= 5, полученная указанным путем, приведена на рис. VIII. 17, б.
Единичные перемещения вычисляем с учетом изгибных дефор маций опоры и упругого поворота подошвы фундамента. Жесткость
основания при повороте |
согласно формулам (VII.4), (VII.5) и |
с учетом приведенных в § |
VI 1.1 значений Cz равна: |
К 9= 2 •6000 ■351,2 = 4,214105 гм .
В качестве примера приведем вычисления для определения еди ничного перемещения 653. Эпюры единичных моментов Мъ, М з при ведены на рис. VIII.17, в. Интегралы в формуле VII.2 вычисляем по правилу Верещагина. Перемещение от изгибных деформаций опоры будет равно:
Ю685з= —— — [2-16,20 |
-10,775 —2-13,20 •7,775 + |
|||
6-930,651 |
’ |
■ т |
> |
> - г |
+ 16,20-7,775+13,20-10,775]Н— ^ - [ 2 |
•13,20-7,775 + |
|||
|
|
6■156,3 |
|
|
+ 2-10,20-4,775+13,20-4,775+10,20 - 7,775] + |
||||
+ J^ZZL ю . Ю,20 -4,775 |
+ 5,425 •4,775] = |
10,29 мТ~1. |
||
1 6- 11,641 |
|
1 |
J |
|
2 3 6