Sert Çerçeve Köprülerinin Tasarımı (Diyagramlı)

Bu makaleyi okuduktan sonra, rijit çerçeveli köprülerin tasarımını diyagram yardımıyla öğreneceksiniz.

Sert Çerçeve Köprülerine Giriş:

Sert çerçeve köprülerinde, güverte dayanaklar ve ayaklara sağlam bir şekilde bağlanır. Bu yapı tipi, Şekil 12.1'de gösterildiği gibi tek açıklıklı bir birim veya çok açıklıklı bir birim olabilir. Sürekli açıklıklı bir köprünün tüm avantajları burada bulunmaktadır.

Aşağıdaki özellikler, sert çerçeve köprülerinin sürekli olanlara göre ek avantajlarıdır:

i) Yapının daha sertliği.

ii) Güvertede daha az dakika kısmen destekleyici üyelere aktarılır.

iii) Yatak gerekmez.

iv) Sürekli açıklık yapısından daha iyi estetik görünüm.

Sürekli açıklıklı köprülerde olduğu gibi, bu yapılar da kalıcı olmayan temel malzemeleri gerektirir. Bununla birlikte, analiz eskisinden daha zahmetlidir.

Çerçeveler, Şekil 12.1'de gösterildiği gibi tabanda menteşeli veya sabitlenebilir. Menteşe alındığında, tabana taşınan momentler sadece dikey destekleri döndürür, böylece anları büyük ölçüde azaltır ve temellere hiçbir an taşınmaz; Sadece dikey yük ve menteşe seviyesindeki itme kuvvetinin neden olduğu, ayakların tasarımında dikkate alınmalıdır.

Diğer yandan, sabit taban yapılarında, üst yapıdan gelen anlar, temel olarak dikey tabanlar, tabanları yanlarında döndürmeden bağımsız olarak dönemediklerinden tabanlara taşınır. Bu nedenle, menteşeli çerçevelerde, desteklerin tabanındaki ve sallardaki anların çok daha az olduğu, ancak aralık anlarının sabit çerçevelerdekinden daha büyük olduğu açıktır.

Sabit çerçeveler, dikey elemanların tabanda dönmediği varsayımıyla tasarlandığından, bu durumun elde edilmesi ancak temel, sağlam kayaya veya verimsiz temel üzerine dayanabiliyorsa başarılabilir.

Sert Çerçeve Köprü Çeşitleri:

Şekil 4.5 ve 4.6'da birkaç tip rijit çerçeve köprüsü gösterilmiştir. Masif döşeme sert çerçeve 25 m açıklığa kadar köprüler mümkün olabilirken, döşeme ve kiriş tipi sert çerçeveler 35 m'ye kadar kullanılabilir. Köprülerden geçen yollarda, Şekil 4.6'da gösterildiği gibi konsol tipi portal çerçeveler yaygın olarak tercih edilmektedir.

Sert çerçeve kutusu menfezleri veya küçük köprüler (tek veya çoklu Şekil 4.5) genellikle temel toprağının zayıf olduğu ve temel türünün izin verdiği güvenli değerler dahilinde temel basıncının düşürülmesi için daha geniş temel alanlarının kullanılması istenen alanlarda kabul edilir.

Rijit Çerçeve Köprülerinin Orantılı Yapıları:

Sert çerçeve köprülerinin ara uç bitimine oranı aşağıdaki gibi olmalıdır:

Döşeme köprüler için 1, 20 - 1, 30

Döşeme ve kirişli köprüler için 1, 35 - 1, 40

Kesimin kaba tahmininde, orta açıklığın ve masif döşeme köprüleri için destek bölümünün boyutları sırasıyla L / 35 ve L / 15 olarak alınabilir. Sert çerçeve köprüleri için alt eğriler genellikle sürekli köprüler için olanlarla aynıdır.

Sert Çerçeve Köprülerinin Analiz ve Tasarımla İlgili Yöntemleri:

Rijit çerçeve yapılarının analizinde moment dağılım yöntemi yaygın olarak kullanılır. Sürekli köprülerle uğraşırken, moment dağılım yöntemi pratik tasarım için en uygun yöntemdir, çünkü yapıların bölümleri diğer yöntemlerin zahmetli olduğu ve dolayısıyla uygun olmadığı farklı noktalarda farklılık gösterir.

Sertlik faktörlerinin, taşıma faktörlerinin ve rijit bir çerçeve yapısının farklı derzleri için sabit uç anların değerleri biliniyorsa, moment dağıtım yönteminin kullanımı çok basittir.

Sıcaklık Etkisi:

Sıcaklığın yükselmesi veya düşmesi, aşağıda açıklandığı gibi dikey elemanlar üzerinde sabit uç anlara yol açan güvertelerin uzamasına veya daralmasına neden olur (Şekil 12.2).

T = = 2 = L2 αt sıcaklık değişimlerinden dolayı BC güvertesinin uzaması veya daralması.

T = δ 1 = L 1 αt sıcaklık değişimlerinden dolayı güverte AB veya CD'sinin uzaması veya daralması ancak, BC güvertesinin BC2 ile uzaması veya daralması nedeniyle, A veya C'nin sıfır hareketi olacaktır (δ 1 + + ½ be 2 ).

Atalet momenti, I ve sapma, δ olan düşey bir eleman üzerindeki sabit uç momenti;

FEM = 6 EIδ / (L) 2 (12.1)

12.1 denklemine göre tüm dikey elemanların üstünde ve altında çok gelişmiş olan sabit uç momentleri tüm üyelere dağıtılabilir.

Büzülme, Rüzgar, Sismik ve Su Akımının Etkisi:

Betonun büzülmesinden dolayı, güverte büzülmekte ve böylece sıcaklık düşüşü ile aynı etki doğasına neden olmaktadır. Normal olarak, büzülmeye bağlı etkinin, sıcaklık düşüşü tarafından oluşturulana eşdeğer olduğu varsayılır.

İskelelere eğimli bir şekilde esen rüzgar, dağıtımdan sonra çerçevenin tüm üyeleri tarafından paylaşılacak olan sallanma momentlerine yol açabilir.

Güverte, iskeleler ve dayanaklara etki eden sismik kuvvet, rüzgar kuvvetinin neden olacağı şekilde şasi elemanlarında anlara neden olacaktır.

Nehirden akan çapraz akım, iskelelere ve dayanaklara saldırır ve bu, üyelerin rüzgar gibi yapacağı anları tetikler.

Sert Çerçeve Köprülerinin Tasarım Prosedürü:

1. Saha koşullarına ve köprü tipine uygun uç ve ara açıklıklar için aralık uzunluklarını seçin. Orta açıklıktaki ve desteklerdeki derinlikler varsayılmalıdır.

2. Alt eğriyi seçin ve çeşitli bölümlerdeki derinlikleri bulun. Hindistan Beton Birliği Bombay tarafından yayınlanan “Moment Distribution Uygulaması” gibi standart tasarım tablolarından tek tip dağılmış ölü yük ve çarpma yükü nedeniyle sabit uçtaki momentleri hesaplayın.

3. A, a B, r A, r B, h c gibi kare sabitlerinin değerlerini değerlendirdikten sonra tasarım tablolarından rijitlik faktörlerinin ve taşıyıcı faktörlerin değerlerini bulun.

Dağılım faktörleri aşağıdaki gibi belirlenebilir:

D AB = AB üyesi için dağıtım faktörü.

S AB = AB için rijitlik faktörü.

ΣS = Bu eklemin tüm üyelerinin sertlik faktörlerinin toplamı.

4. Sabit yük sabit uç momentleri dağıtılacak ve gerekirse Sway düzeltmesi yapılacaktır.

5. Üyelerdeki canlı yük momentlerini değerlendirmek için her üyenin etki çizgi hattının çizilmesi gerekir. Momentler her bir bölüme birim yük koyarak (aralık uzunluğuna bağlı olarak her yayında 5 ila 10 bölüm olabilir) ve salınım düzeltmeli birim yük nedeniyle sabit uç momentleri dağıtmak suretiyle elde edilecekse yordam uygulanacaktır. gerekli.

Aşağıdaki prosedür uygulandığında yöntem basitleştirilebilir.

6. Ünite yükünü herhangi bir konuma yerleştirin (Şekil 12.3) ve sabit uç momentlerini x ve y'nin B ve C uçlarına getirin. Bu sabit uç momentleri tüm üyelere dağıtın. Çeşitli bölümlerde bu şekilde elde edilen momentler, incelenen ünite yükü nedeniyle hareketli yük momentleridir (elastik).

Gerekli salınım düzeltmesinden sonra, x ve y cinsinden moment denklemi, bu birim yük için çeşitli bölümlerde bükülme momenti etki çizgisi diyagramının koordinatını verecektir. Şimdi, tablolardan veya grafiklerden, farklı yük konumlarındaki birim yük için x ve y değerleri, etki çizgisinin koordinatlarının kazıdığı bilinen olabilir. farklı yük pozisyonları için çeşitli bölümlerde hesaplanabilir.

Yukarıda ana hatlarıyla belirtilen prosedürde bir aralık moment dağılımı ve her aralık için moment denklemlerinin bir set düzeltme düzeltmesi gerekir.

Açıklanan yöntem ile elde edilen etki çizgisi diyagramı sadece elastik an için olacaktır. Nett etki çizgisi çizgisini elde etmek için serbest moment diyagramının üzerine yerleştirilmesi gerekir. Canlı yük momentleri bundan sonra etki çizgisi diyagramından elde edilebilir.

7. Sıcaklık, büzülme, rüzgâr, su akımları, dayanaklar üzerindeki toprak basıncı, sismik kuvvet vb.

8. Yukarıda sayılan çeşitli yüklemeler ve etkiler nedeniyle elde edilen momentler, tasarım momentleri olası tüm kombinasyon durumları için maksimum olacak şekilde toplanabilir.

9. Kesitlerin beton gerilmelerindeki yeterliliğini kontrol edin ve tasarım anını sağlamak için gerekli donatıyı sağlayın.

10. Donatıyı uygun şekilde detaylandırın.