Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение И
(обязательное)
Расчет
несущих конструкций пешеходных мостов и путепроводов из полимерных композитов по предельным состояниям
И.1 Общие положения
И.1.1 В основу надежности расчета несущих конструкций из полимерных композитов положено следующее основное неравенство:
,
(И.1)
где S - напряжения (деформации) в конструкции от воздействия нормативных нагрузок, МПа;
- коэффициент надежности по нагрузке;
R - нормативные значения сопротивлений (деформаций) полимерного композита, МПа;
- коэффициент надежности по материалу;
- специальный коэффициент пересчета.
Коэффициент надежности по материалу определяется как произведение:
,
(И.2)
где - частный коэффициент, учитывающий неопределенность при определении свойств материала в процессе испытаний и равный 1,35;
- частный коэффициент, учитывающий неопределенность свойств материала, обусловленную способом изготовления изделия (таблица И.1).
Для ламинатов, изготовленных с последующим отверждением методом вакуумной инфузии, значение = 1,2.
Минимальное значение коэффициента должно быть не менее 1,5 при расчете прочности и не менее 2,5 при расчете устойчивости.
Таблица И.1 - Значения коэффициента надежности в зависимости от метода изготовления конструкции
Способ производства |
Коэффициент надежности |
|
Постотвержденный полимерный композит |
Полимерный композит без постотверждения |
|
Инфузия (RTM) |
1,2 |
1,4 |
Вакуумная инфузия (VaRTM) |
1,2 |
1,4 |
Формование из препрега |
1,1 |
1,3 |
Пултрузия |
1,1 |
1,3 |
Ручная выкладка |
1,4 |
1,7 |
С помощью специального коэффициента пересчета учитывается неблагоприятное воздействие температуры, влажности и морозостойкости, длительное действие нагрузки (ползучесть) и циклическое действие нагрузки (усталость) на полимерный композит.
Коэффициент пересчета определяется из произведения частных коэффициентов:
,
(И.3)
где - частный коэффициент, учитывающий влияние температуры;
- частный коэффициент, учитывающий влияние влажности;
- частный коэффициент, учитывающий влияние ползучести;
- частный коэффициент, учитывающий влияние усталости;
- частный коэффициент, учитывающий влияние пониженных температур (морозостойкость).
Применение частных коэффициентов и их комбинации при расчете по первому или второму предельному состоянию осуществляется в соответствии с таблицей И.2.
Таблица И.2 - Комбинации частных коэффициентов пересчета для соответствующих предельных состояний
Коэффициенты пересчета |
Первое предельное состояние |
Второе предельное состояние |
||||
Прочность |
Устойчивость |
Выносливость |
Жесткость |
Вибрации |
Первая трещина |
|
По температуре |
х |
х |
х |
х |
х |
х |
По влажности |
х |
х |
х |
х |
х |
х |
По ползучести |
х |
х |
- |
- |
- |
х |
По выносливости |
- |
х |
х |
х |
х |
х |
По морозостойкости |
х |
- |
х |
- |
- |
х |
Частный коэффициент, учитывающий влияние температуры = 1.
Частный коэффициент, учитывающий влияние влажности для конструкций, находящихся в условиях переменной влажности = 1,1.
Частный коэффициент, учитывающий влияние усталости = 1,1.
Частный коэффициент, учитывающий влияние пониженных температур (морозостойкость), = 1,07.
И.1.2 Частный коэффициент , учитывающий влияние ползучести, следует применять для долговременных нагрузок на конструкцию и рассчитывать по формуле:
,
(И.4)
где t - продолжительность нагрузки, ч;
n - показатель степени, зависящий от типа армирования.
Продолжительность нагрузки для 100 лет эксплуатации = 876600 ч, для 40 лет эксплуатации
= 350640 ч.
Показатель степени, зависящий от типа армирования, при расположении волокон по направлению нагрузки:
- n = 0,01 - для однонаправленно-армированных слоев;
- n = 0,04 - для дву- или многонаправленно-армированных слоев;
- n = 0,1 - для хаотично-армированных слоев (слоев из мата).
Расчетные значения частного коэффициента для однонаправленно-армированных слоев полимерного композита, дву- или многонаправленно-армированных слоев и хаотично-армированных слоев (слоев из мата) приведены в таблице И.3.
Таблица И.3 - Значения частного коэффициента , в зависимости от времени действия нагрузки
Продолжительность действия нагрузки t, ч |
Значение частного коэффициента |
||
0,01 |
0,04 |
0,1 |
|
876600 (100 лет) |
1,15 |
1,73 |
3,93 |
350640 (40 лет) |
1,14 |
1,67 |
3,59 |
И.1.2.1 Для материала с различной ориентацией волокон, в том числе комбинированных с матом, частный коэффициент определяется по формуле (И.4).
И.1.2.2 Рассчитываются деформации исследуемого материала в направлении действия долговременной нагрузки. В расчете не принимаются слои, волокна которых не ориентированы по направлению долговременной нагрузки, и производится второй расчет деформаций от долговременной нагрузки.
И.1.2.3 Определяется коэффициент увеличения деформаций как отношение деформаций, полученных из второго расчета к первому.
И.1.2.4 Обобщенный расчетный коэффициент надежности по ползучести равен произведению коэффициента увеличения деформаций на коэффициент ползучести, полученный по формуле (И.3).
И.1.2.5 В том случае, если армирование волокном в направлении действия долговременной нагрузки различается по типу армирования, например, комбинацией однонаправленных слоев, ткани или мата, то должно быть определено значение суммарного показателя степени n.
И.1.2.6 Включение в работу каждого типа армирования определяется путем перемножения, соответствующего данному типу армирования показателя n, на толщину слоя и на процентное содержание волокон в этом слое с последующим делением полученного значения на произведение суммы толщин всех слоев, умноженных на процентное содержание в них волокон (только для ламелей с волокнами, ориентированными по направлению долговременной деформации). Двунаправленно-армированные и разнонаправленно-армированные ламинаты должны рассматриваться в качестве пакета однонаправленно-армированных слоев с различной ориентацией волокон.
И.2 Расчет на прочность и устойчивость
И.2.1 Основное неравенство при расчете на прочность записывается в следующем виде:
,
(И.5)
где - коэффициент надежности по ответственности;
- напряжения (деформации) от нормативных величин нагрузок, МПа;
- коэффициент надежности по нагрузке.
Значение коэффициента надежности по ответственности должно быть = 1,1.
И.2.1.1 Нормативные значения сопротивлений (деформаций) R, МПа, полимерного композита определяются по формуле:
,
(И.6)
где - нормативное значение сопротивления, МПа;
- среднее значение сопротивления, МПа;
- фактический коэффициент вариации.
Фактический коэффициент вариации определяется по результатам испытаний не менее чем 50 образцов.
Коэффициенты и
определяются в соответствии с И.1.1.
И.2.2 Расчеты на устойчивость выполняются в со
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.