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
(рекомендуемое)
Расчет
конструкций пешеходных настилов из полимерных композитов
Общие положения
Расчет композитных полимерных секций настилов допускается производить в соответствии с действующими нормативными документами (СП 35.13330) с использованием следующего неравенства:
, (И.1)
где S - напряжение (деформация) в секции настила от воздействия нормативных нагрузок;
- коэффициент надежности по нагрузке;
- среднее значение сопротивления (деформация) полимерного композита секции настила, которые должны быть приняты по результатам не менее чем 12 испытаний в одной пробе полимерного композита с допустимой отбраковкой 2-х результатов, МПа;
v - коэффициент вариации (в долях единицы), характеризующий разброс свойств полимерного композита секции настила;
- коэффициент надежности для технологии изготовления, характеризующий разброс свойств для различных методов изготовления полимерного композита секций настилов (таблица И.1);
- обобщенный коэффициент надежности по материалу, определяемый с использованием частных коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов, снижающих физико-механические характеристики полимерного композита секций настилов в процессе эксплуатации.
Значение коэффициента вариации v принимают по результатам не менее чем 12 испытаний в одной пробе полимерного композита с допустимой отбраковкой двух результатов. На стадии вариантного проектирования допускается принимать коэффициент вариации v равным не менее 13%.
Таблица И.1 - Значения коэффициента надежности для различных технологий изготовления конструкций из полимерных композитов
Способ производства |
Коэффициент надежности |
|
Постотвержденный полимерный композит секций настилов |
Полимерный композит секций настилов без постотверждения |
|
Инфузия, в т.ч. вакуумная |
1,2 |
1,4 |
Пултрузия |
1,1 |
1,3 |
Обобщенный коэффициент надежности по материалу вычисляют по формуле:
, (И.2)
где: - коэффициент, учитывающий морозостойкость полимерного композита;
- коэффициент, учитывающий влагостойкость конструкций;
- коэффициент, учитывающий термостойкость конструкций;
- коэффициент, учитывающий климатическое старение полимерного композита за время эксплуатации моста;
- коэффициент, учитывающий ползучесть полимерного композита при долговременных нагрузках;
- коэффициент, учитывающий усталость полимерного композита.
Применение частных коэффициентов и их комбинаций в расчетах по первому или второму предельному состоянию осуществляется в соответствии с таблицей И.2.
Таблица И.2 - Комбинации частных коэффициентов для соответствующих предельных состояний
Коэффициенты пересчета для различных факторов |
Первое предельное состояние |
Второе предельное состояние |
||||
Прочность* |
Устойчивость** |
Выносливость* |
Жесткость** |
Динамические воздействия** |
Трещиностойкость** |
|
Морозостойкость |
х |
- |
х |
- |
- |
х |
Влагостойкость |
х |
х |
х |
х |
х |
х |
Термостойкость |
х |
х |
х |
х |
х |
х |
Климатическое старение |
х |
х |
х |
х |
х |
х |
Ползучесть |
х |
х |
- |
х |
х |
х |
Усталость |
х |
х |
х |
х |
х |
х |
Примечание: * - Применительно к пределам прочности; ** - Применительно к модулям упругости и сдвига. Для конструкций, изготовленных по технологии вакуумной инфузии, расчет по трещиностойкости не выполняется. |
При проектировании конструкций пешеходных мостов следует принимать значения коэффициентов согласно п. 5.2.9 и п. 5.2.10 настоящих рекомендаций.
В расчетах по предельным состояниям первой группы часть неравенства (И.1) следует умножать на коэффициент надежности по ответственности равный 1,1 согласно СП 35.13330.2011 (п. 5.36).
Прочность и выносливость
Расчет на выносливость рекомендуется производить в соответствии с неравенством И.1 без учета коэффициента надежности по нагрузке в зависимости от асимметрии цикла переменной нагрузки R, который характеризуется отношением наименьших (со знаком "-" для сжатия) и наибольших
(со знаком "+" для растяжения) напряжений.
Номинальное (теоретическое) значение расчетного числа циклов () переменной нагрузки с постоянной амплитудой до разрушения полимерного композита секций настилов допускается определять по формулам:
а) для симметричных нагрузок () с постоянной амплитудой (R = -1):
(И.3)
где: - расчетное значение прочности полимерного композита при растяжении
- амплитуда напряжений, равная половине разности между максимальным
(со знаком "+" для растяжения и "-" для сжатия) и минимальным значением напряжений
(со знаком "+" для растяжения и "-" для сжатия) в конструктивном элементе;
k - значение первой производной функции "напряжение - количество циклов" полимерного композита при растяжении в системе десятичных логарифмических осей координат (наклон кривой в логарифмическом представлении).
б) для асимметричных нагрузок с постоянной амплитудой:
(И.4)
где: - среднее значение напряжения, действующего в цикле;
- расчетная прочность полимерного композита на сжатие или растяжение, выбираемая, в зависимости от знака среднего значения напряжений (
), действующего в цикле.
Количество циклов знакопеременных напряжений, возникающих в секциях настилов допускается устанавливать на основании данных мониторинга за фактически эксплуатируемыми композитными настилами или с использованием аппарата численного моделирования пешеходных и автомобильных потоков, пропускаемых по данному сооружению.
Значение k определяется по результатам испытаний на выносливость. Допускается на стадии вариантного проектирования использовать значения k в соответствии с таблицей И.3.
Таблица И.3 - Значения параметра k [12]
Вид нагружения |
Материал |
Значение k |
Постоянная амплитуда |
Стекло/эпоксидная смола |
10 |
Стекло/полиэфир |
9 |
Оценку выносливости при циклических нагрузках с переменными амплитудами допускается выполнять путем выделения и последующего суммирования (численное интегрирование) предельных состояний, каждое из которых имеет одну и ту же величину амплитуды напряжений и значение R (правило Майнера):
(И.5)
где: М - количество отрезков времени с одинаковыми на данном отрезке значениями амплитуд напряжений и значений R;
- количество циклов внутри каждого отрезка времени с одинаковыми значениями амплитуд напряжений
и значений R;
- максимальное допустимое (предельное) количество циклов для данных
и R.
Ползучесть
Влияние ползучести на изменение модуля упругости при растяжении рекомендуется производить с использованием номинал
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.