تصميم جسور إطار جامدة (مع رسم بياني)
بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن تصميم جسور إطار جامدة بمساعدة الرسم التخطيطي.
مقدمة إلى جسور الإطار الجامدة:
في الجسور الهيكلية الصلبة ، يرتبط السطح بشكل صارم بالدعامات والأرصفة. قد يكون هذا النوع من البنية عبارة عن وحدة واحدة أو وحدة متعددة الأوجه كما هو موضح في الشكل 12.1. جميع مزايا جسر الامتداد المستمر موجودة هنا.
الميزات التالية هي المزايا الإضافية للجسور الهيكلية الصلبة على الجسور المستمرة:
ط) أكثر صلابة الهيكل.
2) يتم نقل لحظات أقل في سطح السفينة جزئيًا إلى الأعضاء الداعمين.
ج) لا توجد أي محامل مطلوبة.
4) مظهر جمالي أفضل من بنية الامتداد المستمر.
وكما هو الحال في الجسور ذات الامتداد المستمر ، تتطلب هذه الهياكل أيضًا مواد أساسية غير قابلة للاصطدام. ومع ذلك ، فإن التحليل أكثر جدية من السابق.
قد تكون الأطر مثبتة أو مثبتة في القاعدة كما هو موضح في الشكل 12.1. عندما تتوقف ، فإن اللحظات التي يتم نقلها إلى القاعدة تدور فقط الدعامات الرأسية مما يقلل من اللحظات بشكل كبير للغاية ولا يتم نقل أي لحظات إلى المسيرات ؛ يجب النظر فقط في الحمولة الرأسية والحظة التي يسببها الدفع على مستوى المفصل عند تصميم الحواجز.
في الهياكل الأساسية الثابتة ، من ناحية أخرى ، يتم نقل اللمحات من البنية الفوقية في النهاية إلى المسيرات حيث أن الدعامات الرأسية لا يمكن أن تدور بشكل مستقل دون تدوير الرواسب إلى جانبها. ومن الواضح ، إذن ، أنه في الأطر المفصلية ، تكون لحظات قاعدة الدعائم والقوارب أقل بكثير ولكن لحظات الامتداد أكبر من تلك التي في الأطر الثابتة.
وبما أن الأطر الثابتة مصممة على افتراض أن الأعضاء الرأسية لا تدور في القاعدة ، فمن الممكن تحقيق حالة الشرط هذه فقط إذا كان يمكن أن ترتكز القاعدة على صخرة صلبة أو أساس غير مستقر.
أنواع جسور الإطار الجامدة:
تم توضيح عدد قليل من جسور الأطر الصلبة في الشكل 4.5 و 4.6. ﻗد ﯾﮐون ﻣن اﻟﻣﻣﮐن وﺟود إطﺎر ﺻﻟب ﺟﺎﻣد ﺻﻟب ﯾﺻل إﻟﯽ 25 ﻣﺗرًا ، ﻓﻲ ﺣﯾن ﯾﻣﮐن اﺳﺗﺧدام إطﺎرات ﺻﻟﺑﺔ ﻣن اﻷﻟواح واﻟﻘﺿﺑﺎن ﺣﺗﯽ 35 ﻣﺗرًا. في الجسور فوق الجسور ، يتم تفضيل النوع الكابولي لإطارات المداخل كما هو مبين في الشكل 4.6.
عادة ما يتم تبني عبارات مربعات الإطار الجاسئة أو الجسور البسيطة (أحادية أو متعددة الشكل 4.5) في المناطق التي تكون فيها التربة الأساس ضعيفة ، وتكون مساحة الأساس الأوسع مرغوبة لإسقاط ضغط الأساس ضمن قيم آمنة مسموح بها لنوع التربة.
الهياكل التناسبية لجسور الإطار الجامدة:
ينبغي أن تكون نسبة المدى المتوسط إلى النهاية من الجسور الهيكلية الصلبة كما يلي:
لجسور البلاطات 1.20 إلى 1.30
للبلاطات العارضة والبلاط من 1.35 إلى 1.40
بالنسبة للتقدير التقريبي للقسم ، يمكن أخذ أبعاد القسم الأوسط وقسم الدعم للجسور المصنوعة من الألواح الصلبة على شكل L / 35 و L / 15 على التوالي. عموما المنحنيات soffit للجسور الإطار جامدة جعلت نفسها كتلك للجسور المستمرة.
طريقة تحليل واعتبارات تصميم جسور الإطار الصلب:
في تحليل هياكل الأطر الصلبة ، يتم استخدام طريقة توزيع اللحظة بشكل شائع. إن التعامل مع الجسور المستمرة ، طريقة توزيع اللحظات هي الأنسب للتصميم العملي لأن أقسام الهياكل تختلف في نقاط مختلفة والتي تكون طرق أخرى شاقة وبالتالي غير مناسبة.
إذا كانت قيم عوامل الصلابة وعوامل الترحيل وحالات النهاية الثابتة للمفاصل المختلفة لهيكل الإطار الصلب معروفة ، فإن استخدام طريقة توزيع اللحظة بسيط للغاية.
تأثير درجة الحرارة:
يؤدي ارتفاع أو انخفاض درجة الحرارة إلى إطالة أو تقلص الطوابق التي تؤدي إلى لحظات نهاية ثابتة على الأعضاء العمودية كما هو موضح أدناه (الشكل 12.2).
استطالة أو تقلص سطح السفينة BC بسبب تغير درجة الحرارة t = δ 2 = L 2 αt.
استطالة أو تقلص سطح السفينة AB أو CD بسبب اختلاف درجة الحرارة t = δ 1 = L 1 αt ولكن بسبب استطالة أو تقلص سطح السفينة BC قبل δ 2 ، تكون الحركة الصافية لـ A أو C (δ 1 + + ½ δ 2 ).
يمكن إعطاء لحظة النهاية الثابتة على عضو رأسي له لحظة القصور الذاتي ، I و الانحراف ، by ، بواسطة
FEM = 6 EIδ / (L) 2 (12.1)
يمكن توزيع لحظات النهاية الثابتة المطورة على أعلى وأسفل جميع الأعضاء الرأسيين حسب المعادلة 12.1 على جميع الأعضاء.
تأثير الانكماش والرياح والزلازل والماء الحالي:
بسبب انكماش الخرسانة ، فإن عقود سطح السفينة تسبب بالتالي نفس طبيعة التأثير كما يفعل سقوط الحرارة. عادةً ، يُفترض أن التأثير الناتج عن الانكماش يعادل في المقدار الذي ينتج عن سقوط الحرارة.
قد تهب الرياح التي تهب عند الميل إلى الأرصفة إلى لحظات التأرجح التي يتقاسمها جميع أعضاء الإطار بعد التوزيع.
ستؤدي القوة الزلزالية التي تعمل على سطح السفينة وأرصفة ودعامات إلى لحظات في أعضاء الإطار عندما تحفز قوة الرياح.
يتدفق التيار المتدفق عبر النهر الأرصفة والدعامات وهذا سيحفز اللحظات على الأعضاء كما تفعل الرياح.
إجراءات التصميم لجسور الإطار الصلب:
1. حدد أطوال الامتداد للأطوال المتوسطة والوسيطة المناسبة لظروف الموقع ونوع الجسور. من المفترض أن يتم افتراض الأعماق في منتصف النطاق وفي الدعامات.
2. حدد منحنى soffit والعثور على الأعماق في مختلف الأقسام. قم بحساب لحظات النهاية الثابتة بسبب الحمل الموحد الموزع بشكل موحد وحمولة التقليب من جداول التصميم القياسية مثل "تطبيقات توزيع اللحظة" ، التي نشرتها جمعية كونكريت الهندية ، بومباي.
3. العثور على قيم عوامل الصلابة والعوامل المرحلّة من جداول التصميم بعد تقييم قيم ثوابت الإطار مثل A ، a B ، r A ، r B ، h c إلخ.
يمكن تحديد عوامل التوزيع على النحو التالي:
حيث D AB = عامل التوزيع لعضو AB.
S AB = عامل صلابة AB.
ΣS = مجموع عوامل الصلابة لجميع أعضاء ذلك المفصل.
4. يتم توزيع لحظات النهاية الثابتة للحمل الميت وتصحيح الصويام إذا لزم الأمر.
5. لتقييم لحظات التحميل الحية على الأعضاء ، يجب رسم مخطط خط التأثير لكل عضو. سيكون الإجراء شاقًا إذا تم الحصول على لحظات من خلال وضع حمل الوحدة على كل قسم (قد يكون هناك 5 إلى 10 أقسام في كل فترة اعتمادًا على طول الامتداد) وتوزيع لحظات النهاية الثابتة بسبب حمل الوحدة مع تصحيح الوصلة حيث ضروري.
يمكن تبسيط الطريقة إذا تم اتباع الإجراء الموضح أدناه.
6. ضع حمولة الوحدة في أي موضع (الشكل 12.3) واحصل على لحظات النهاية الثابتة x و y في نهاية B و C. وزع هذه اللحظات الطرفية الثابتة على جميع الأعضاء. اللحظات التي يتم الحصول عليها في أقسام مختلفة هي لحظات التحميل المباشر (مرونة) بسبب حمل الوحدة قيد النظر.
بعد تصحيح التأثير الضروري ، ستعطي معادلة اللحظية من حيث x و y إحداثيات مخطط خط تأثير لحظة الانحناء في الأقسام المختلفة لتحميل الوحدة. الآن ، من الجداول أو الرسوم البيانية ، يمكن معرفة قيم x و y لوحدة التحميل في مواقع التحميل المختلفة التي تنبثق منها خطوط رسم خط التأثير. في أقسام مختلفة لموقف الحمل المختلفة يمكن حسابها.
سيتطلب الإجراء الموضح أعلاه مجموعة واحدة من توزيع اللحظة ومجموعة واحدة من تصحيح التأثيرات في معادلات اللحظات لكل فترة.
مخطط خط التأثير الذي تم الحصول عليه بالطريقة الموضحة سيكون فقط للحظة مطاطية. يجب وضع مخطط اللحظة الحر فوقه للحصول على مخطط خط تأثير الصافي. بعد ذلك يمكن الحصول على لحظات التحميل المباشر من مخطط خط التأثير.
7. عمل لحظات على مختلف الأعضاء وفي أقسام مختلفة بسبب درجة الحرارة ، والانكماش ، والرياح ، والتيارات المائية ، وضغط الأرض على الدعامات ، والقوة الزلزالية الخ.
8. يمكن تلخيص اللحظات التي يتم الحصول عليها بسبب عمليات التحميل والتأثير المختلفة كما تم توصيفها أعلاه بطريقة تجعل اللحظات التصميمية القصوى لكل حالات الجمع الممكنة.
9. تحقق من كفاية الأقسام فيما يتعلق بالضغوط الخرسانية وتوفير التعزيز اللازم لتلبية احتياجات لحظة التصميم.
10. التفاصيل من التعزيز بشكل صحيح.
