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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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