МОСТОВИ - University of Belgradeimksus.grf.bg.ac.rs/nastava/BETON-NOVI NASTAVNI...

Грађевински факултет Универзитета у Београду

МОСТОВИ

Aнализа оптерећења и утицајиВежбе 3

Програм предмета Датум бч. Предавања бч. Вежбе

1 22.02. 4 Уводно предавање – -

2 01.03. 3Дефиниције, системи, распони и

материјали за мостове1

Пропозиције предмета и подела на групе – постери и задаци

3 08.03. 2 Коловозна конструкција 2 Коловозна конструкција

4 15.03. 2 Субструктура моста 2 Анализа оптерећења и утицаји

5 22.03. 2 Утицаји који делују на мост 2 Рад на часу – Задатак 1

6 29.03. 2 Гредни системи 2 Субструктура моста,Рад на часу–Задатак 1

7 05.04. 2 Лучни и оквирни системи 2 Предаја и одбрана Задатка 1

8 12.04. 2 Извођење мостова 2 I Колоквијум

9 19.04. 2 Пропадање конструкције 2 Рад на часу – Задатак 3

11 03.05. 2 Преглед мостова 2Упутство за прегледање мостова

И прорачун рејтинга моста

12 10.05. 2 Одржавање мостова 2 Упутство за израду Задатка 2

13 17.05. 2 Управљање мостовима 2 Рад на часу – оцена стања мостова

14 24.05. 2 Презентација постера 2 Презентација постера

K 2 II Колоквијум

Оптерећење мостова

Прописи и правилници

Важећи домаћи прописи Усвојени стандарди

• Правилник о техничким нормативима за оптерећења носећих грађевинских конструкција (с.л. СФРЈ 26/88)

• ЈУС.У.Ц7.123(1988.) – Сопствена тежина конструкција и неконструктивних елемената и ускладиштеног материјала који се узима у обзир при димензионисању

• Правилник о привременим техничким прописима за грађење у сеизмичим подручјима (с.л. СФРЈ 39/64 – не важи за објекте високоградње)

• Правилник о техничким нормативима за пројектовање инжењерских објеката у сеизмичким подручјима (1986 – нацрт)

• ЈУС.У. Ц7.113 (1991.) Основе прорачуна грађевинских конструкција . Оптерећење ветром. Оптерећење ветром осталих грађевинских конструкција осим зграда.

• Правилник о техничким нормативима за одређивање оптерећења мостова (с.л. СФРЈ 1/91)

• Правилник о техничким нормативима за одређивање величине оптерећења и категоризација железничких мостова, пропуста и осталих објеката на железничким пругама (с.л. СФРЈ 23/92)

EN 1991-1:

• EN 1991-1-1: Дејства на конструкције —Део 1-1: Општа дејства — Запреминске тежине, сопствена тежина, корисна оптерећења за зграде

• EN 1991-1-3 - Дејства на конструкције — Део 1-3: Општа дејства — Оптерећења снегом

• EN 1991-1-4 - Дејства на конструкције — Део 1-4: Општа дејства — Дејства ветра

• EN 1991-1-5 - Дејства на конструкције — Део 1-5: Општа дејства — Топлотна дејства

• EN 1991-1-6 - Дејства на конструкције - Део 1-6: Општа дејства - Дејства током извођења

• EN 1991-1-7 - Дејства на конструкције - Део 1-7: Општа дејства - Инцидентна дејства

EN 1991-2: Дејства на конструкције - Део 2: Саобраћајно оптерећење на мостовима

Југословенски правилници и стандарди за грађевинске конструкције

Еврокодови

Друмски мостови (1991)

Основна Допунска Изузетна

•сопствена тежина

•корисно оптерећење

•стални терет на мосту

•силе које настају од ПН

•скупљање и течење (ПН,СП)

•оптерећење водовима

•активни притисак тла

•притисак и маса мирне воде

•деловање текуће воде

•узгон

•притисак на ограду

•деформације настале као последица начина изградње

•промене температуре

•скупљање и течење (АБ)

•ветар

•снег

•удар леда

•сила при покретању и заустављању возила

•отпори у лежиштима

•центрифугугална сила

•могуће померање темељног тла

•земљотрес Z1

•удари возила и пловних објеката

•земљотрес Z2

•ванредна оптерећења

•привремена стања при грађењу

Оптерећења мостова према важећим правилницима

5

Железнички мостови (1992)

Основна Допунска Посебна

•сопствена тежина

•стални терет на мосту

•стални притисак земље

•статички притисак воде

•силе од возних водова

•претходно напрезање

•скупљање и течење бетона

•покретно оптерећење (воз)

•динамички утицаји

•центрифугална сила

•оптерећење пешачких стаза оптерећења настала у току грађења

•бочни удари

•трења у лежиштима

•силе кочења и покретања

•ветра

•утицаји температурне промене, разлике и хоризонталних сила дугог шинског трака

•оптерећење пешачких стаза (за прорачун главних носача)

•могуће померања грађевинског тла

•удари друмских возила о стубове моста

•удар и термички притисак леда

•утицај прекида возних водова контактне мреже

•сеизмичке силе

•утицај исклизнућавоза

Оптерећења мостова према важећим правилницима

6

Сопствена тежина и стални терет на друмском мосту

7

Запреминска тежина материјала γ (kN/m3)Застор друмских мостоваЛивени асфалт и асфалт бетон 24-25Мастик бетон 18-22Вруће ваљани асфалт 23* EN 1991-1-1:2002 Eврокод: Дејства на конструкције

Сопствена тежина и стални терет на железничком мосту

8

Запреминска тежина материјала gk (kN/m3)Застор железничких мостоваБетонски заштитни слој 25Нормални туцанички застор (гранит, гнајс) 20Застор од базалта 26

Oптерећење по јединичној дужини засторног корита gk (kN/m)Две шине UIC60 1.2ПН бетонски прагови и причврсни прибор 4.8Дрвени прагови и причврсни прибор 1.9* EN 1991-1-1:2002 Eврокод: Дејства на конструкције

Важећи правилник – Правилник о нормативима за одређивање велична оптерећења мостова

Саобраћајна оптерећења друмских мостова

9

Категорија моста

Тип саобраћајнице

Рачунска шема оптерећења

I Аутопут V600+300

IIМагистрални, регионални и

градски путевиV600

III, B < 6.0 mОстали путеви

V300III, B > 6.0 m V300+300

Типско возило

Типска возила V600 и V300 приказана у основи

[cm]

*Правилник о техничким нормативима за одређивање оптерећења мостова (с.л. СФРЈ 1/91)


10


Динамички коефицијент за оптерећења у главној траци Kd=1.4 - 0.008 x L


11


Вертикална оптерећења - 4 модела:1. ЛМ1 за глобалну анализу2. ЛМ2 за локанлу3. Специјална возила4. Пешачка навала


12

LM1 за глобалну анализу LM2 за локалну анализу

Еврокод – Правилник о нормативима за одређивање велична оптерећења мостова

* LM – Load Model

**TS – Tandem system

*EN 1991-2: Дејства на конструкције - Део 2: Саобраћајно оптерећење на мостовима

5 група (центрифугалне силе, кочење...)5 модела за контролу замора


13

Еврокод – Правилник о нормативима за одређивање велична оптерећења мостова

*EN 1991-2: Дејства на конструкције - Део 2: Саобраћајно оптерећење на мостовима

Оптерећење LM 1

14*Oвим вредностима обухваћени су и динамички коефицијенти увећања

Друмски мостови – саобраћајне и номиналне траке

15

Шеме саобраћајног оптерећења у основи

Важећи правилник (V600+300) Еврокод (LM1)

Kd=1.4-0.008 x L

16На пешачким стазама 3.0 kN/m2

Динамички коефицијент већ у оптерећењу

На пешачким стазама 3.0 kN/m2

17

Шеме саобраћајног оптерећења у основи

Стандардни саобраћај - UIC71 Стандардни саобраћај - LM71

Саобраћајна оптерећења железничких мостова

18

Важећи правилник Еврокод

Оптерећење се множи коефицијентима:1. α = 0.75 - 0.83 - 0.91 - 1.0 - 1.1 - 1.21 - 1.332. Φ - динамички коефицијент:

Модел оптерећења железничког саобраћаја на европским ширококолосечним пругама за одређивање статичких утицаја вертикалног оптерећења услед уобичајеног саобраћаја

* Вредности оптерећења се односе на један колосек и могу се прекидати сходно утицајној линији носача

Оптерећење се множи динамичким коефицијентом Φ:

Пажљиво одржавани колосек:

Стандардно одржавани колосек:LΦ – меродавна дужина

Саобраћајна оптерећења железничких мостова

19

1. SW/-22. SW/03. SW/14. SW/2

1. Стандардни саобраћај - SW/02. Тежак саобраћај - SW/23. Путнићки возови великих брзина HSLM

(HSLM-A или HSLM-B) v > 200 km/h4. Неоптерећен воз - qvk =10 kN/m

једнакоподељено оптерећење (за контроле стабилности на претурање)

Важећи правилник Еврокод

Модел оптерећења специјалног железничког саобраћаја на европским ширококолосечним пругама

* Оптерећење се односе на један колосек и не може се прекидати

Динамички коефицијент Φ

Рапростирање оптерећења кроз плочу

20

АБ плоча Застор

Рапростирање оптерећења кроз плочу

21

V600+V300

Пример 1 - Плочасти друмски мост

22

Одредити линијску шему оптерећења на плочастом друмском мосту статичког системапросте греде распона 14.5 m чији је попречни пресек приказан на скици испод.Ширина АБ плоче је 7.44 m, висина конзолне плоче је 25 cm, дужина конзолнe плоче1.2 m а ширина коловоза 6.6 m.

Мост је оптерећен сталним теретом према скици и тежином ограде од 0.4 kN/m.Тежина префабриковане пешачке стазе, ивичњака и АБ венца је 13.25 kN/m. Усвојититежину слојева коловозне конструкције према препорукама из стандарда Еврокод (EN1991-1-1:2002 Eврокод: Дејства на конструкције). Усвојити шему саобраћајногоптерећења према стандарду Еврокод (EN 1991-2: Дејства на конструкције - Део 2:Саобраћајно оптерећење на мостовима).

1. Сопствена тежина конструкције

• Површина попречног пресека моста (Ab), AB (g = 25.0 kN/m3)

• gst = 0.7 m x 7.44 m x 25 kN/m3 = 130.2 kN/m

Стално оптерећење



• gst = 0.7 m x 7.44 m x 25 kN/m3 = 130.2 kN/m

2. Додатни стални

• Слојеви: хидроизолација 1 cm (g = 21.0 kN/m3), асфлат 7 cm (g = 22.0 kN/m3)

gsl = (10.1 x 0.01) m2 x 21 kN/m3 + (6.6 x 0.07) m2 x 22 kN/m3 = 12.3 kN/m




• gst = 0.7 m x 7.44 m x 25 kN/m3 = 130.2 kN/m


• Слојеви: хидроизолација 1 cm (g = 21.0 kN/m3), асфaлт 7 cm (g = 22.0 kN/m3)

gsl = (10.1 x 0.01) m2 x 21 kN/m3 + (6.6 x 0.07) m2 x 22 kN/m3 = 12.3 kN/m

• Пешачка стаза

gps = 2 x (0.25 x 1.2) m2 x 25 kN/m3 + 2 x 13.25 kN/m + 2 x 0.4 kN/m = 42.5 kN/m

Укупно стално оптерећење:

g = 130.2 kN/m + 12.3 kN/m + 42.5 kN/m = 184.8 kN/m

Плочаст попречни пресек - по метру ширине плоче:

g = 184.8 kN/m / 7.44 m = 24.84 kN/m (по m’ плоче)


Саобраћајно оптерећење

26

Пешачке стазе на мосту

LM1

27

По метру ширине плоче


Површинско оптерећење

Распростирање оптерећења

28

По метру ширине плоче!

Концентрисане силе – распростирање оптерећења кроз АБ плочу

Линијске шеме оптерећења

29

По метру ширине плоче!

Пример 2 - Плочасти железнички мост

30

Одредити линијску шему оптерећења на плочастом железничком мосту статичког система простегреде распона 12.5 m чији је попречни пресек приказан на скици испод. Ширина АБ плоче је 4.42m а дужина конзолних делова плоче 1.8 m. Усвојити да је површина попречног пресека плоче саконзолама 6.39 m2. Тежина једне префабриковане пешачке стазе са каналом је 16.75 kN/m.

Мост је оптерећен сталним теретом према скици и тежином ограде од 0.5 kN/m. Дебљинаколовозног застора је 50 cm, хидроизолације 1 cm, бетонске заштите хидроизолације 5 cm. Намосту се налазе ПН бетонски прагови и UIC60 шине. Усвојити тежину слојева коловознеконструкције према препорукама из стандарда Еврокод (EN 1991-1-1:2002 Eврокод: Дејства наконструкције). Усвојити шему саобраћајног оптерећења према стандарду Еврокод (EN 1991-2:Дејства на конструкције - Део 2: Саобраћајно оптерећење на мостовима).


• gst = 6.39 m2 x 25 kN/m3 = 159.75 kN/m


• Слојеви: застор, хидроизолација, заштита хидроизолације

gsl = (4.42 x 0.5) x 20 + (4.42 x 0.01) x 21 + (4.42 x 0.05) x 25 = 50.65 kN/m

• ПН прагови и шине

gpš = 4.8 + 1.2 = 6.0 kN/m



Oптерећење по јединичној дужини засторног корита gk (kN/m)Две шине UIC60 1.2ПН бетонски прагови и причврсни прибор 4.8Дрвени прагови и причврсни прибор 1.9


• gst = 6.39 m2 x 25 kN/m3 = 159.75 kN/m


• Слојеви: застор, хидроизолација, заштита хидроизолације

gsl = (4.42 x 0.5) x 20 + (4.42 x 0.01) x 21 + (4.42 x 0.05) x 25 = 50.65 kN/m

• ПН прагови и шине

gpš = 4.8 + 1.2 = 6.0 kN/m

• Пешачке стазе

gps = 2 x 16.75 + 2 x 0.5 = 34.5 kN/m

Укупно стално оптерећење:

g = 159.75 + 50.65 + 6.0 + 34.5 = 250.9 kN/m (по m’ плоче)

Плочаст попречни пресек - по метру ширине плоче:

g = 250.9 / 4.42 = 56.8 kN/m (по m’ плоче)



Oптерећење по јединичној дужини засторног корита gk (kN/m)Две шине UIC60 1.2ПН бетонски прагови и причврсни прибор 4.8Дрвени прагови и причврсни прибор 1.9


33

Упрошћена шема оптерећења у подужном правцу: 4x250/6.4 = 156.25 kN/m

LM71

Оптерећење се множи:

1. Коефицијентом који зависи од категорије пруге = 1.33

2. Динамичким фактором

156.25 kN/m

4 x 250= kN/m

Распростирање оптерећења

34

Линијска шема оптерећења

35

80x1.33x1.38/4.42 = 33.2 kN/m 156.25x1.33x1.38/4.42 = 64.9 kN/m

qvk = 33.2 kN/m qvk = 33.2 kN/m

qvk = 64.9 kN/m

156.25 kN/m

Пример 3 – Друмски ребрасти мостОдредити линијску шему оптерећења и статичке утицаје на ребрастом друмскоммосту статичког система просте греде распона 15 m чији је попречни пресек приказанна скици испод. Ширина моста је 10.0 m а дужина конзолних делова плоче 1.5 m. Каоширину коловоза усвојити укупну ширину моста од 10 m.

Мост је оптерећен сталним теретом према скици и тежином бетонске ограде од 5.0kN/m. Дебљина асфалта је 8 cm и хидроизолације 1 cm. Усвојити тежину слојеваколовозне конструкције према препорукама из стандарда Еврокод (EN 1991-1-1:2002Eврокод: Дејства на конструкције). Усвојити шему саобраћајног оптерећења премастандарду Еврокод (EN 1991-2: Дејства на конструкције - Део 2: Саобраћајнооптерећење на мостовима).

Расподела саобраћајног оптерећења на више главних носача

• Користи се приближан поступак који даје задовољавајуће резултате

• Претпоставка: Попречни носачи / коловозна плоча „веома крути“

• Утицајне линије попречне прерасподеле су праве линије у попречном пресеку

• За прелиминарне прорачуне може се усвојити да сви носачи подједнако учествују у преношењу оптерећења (није на страни сигурности!)

37



• gst = 5.5 m2 x 25 kN/m3 = 137.5 kN/m


• Слојеви: хидроизолација 1 cm (g = 16.0 kN/m3), асфлат 8 cm (g = 24.0 kN/m3)

• gsl = (10 x 0.01) m2 x 16 kN/m3 + (10 x 0.08) m2 x 24 kN/m3 = 20.8 kN/m

• Ограда

• gog = 2 x 5 kN/m = 10 kN/m

• guk = 137.5 + 20.8 + 10 = 168.3 kN/m

По једном главном носачу:

• g= guk/4 = 168.3/4 = 42.1 kN/m



Укупно:

По једном носачу:

Статички утицаји


g = 42.1 kN/m

Mg = (g x L2)/8 = (42.1 x 152)/8 = 1184 kNm

Tg = (g x L)/2 = (42.1 x 15)/2 = 315.8 kN



Mq = 150 x 3.75 + 150 x 3.15 + 11.1 x 2 x 3.75 x 7.5/2 = 1063 kNm

Tq = 150 x 1.0 + 150 x 0.92 + 11.1 x 1.0 x 15/2 = 371.3 kN


Утицајна линија за максимални момент:

Утицајна линија за максималну трансверзалну силу:

Пример 3а – Друмски ребрасти мостОдредити линијску шему саобраћајног оптерећења на ребрастом друмском мостустатичког система просте греде распона 15 m чији је попречни пресек приказан наскици испод. Ширина моста је 10.0 m а дужина конзолних делова плоче 1.5 m. Каоширину коловоза усвојити укупну ширину моста од 10 m.

Усвојити шему саобраћајног оптерећења према важећем правилнику за шему V600Еврокод (EN 1991-2: Дејства на конструкције - Део 2: Саобраћајно оптерећење намостовима).

МОСТОВИ - University of Belgradeimksus.grf.bg.ac.rs/nastava/BETON-NOVI NASTAVNI...

Documents

Transcript of МОСТОВИ - University of Belgradeimksus.grf.bg.ac.rs/nastava/BETON-NOVI NASTAVNI...