5.6.3 Метод расчета по допускаемым напряжениям предусматривает использование интегрального коэффициента запаса
. В него входит коэффициент надежности Расчет по допускаемым напряжениям элемента конструкции n выполняют в следующей последовательности:
- вычисляют нагрузки от номинальных значений массовых сил и климатических воздействий с учетом коэффициентов динамичности
;- комбинируют нагрузки F1; F2; ... Fj;
- вычисляют напряжение рабочего состояния для рассматриваемого условия работоспособности или долговечности
- определяют предельное напряжение по рассматриваемому критерию работоспособности или долговечности (предел текучести, критическое напряжение потери устойчивости и др.)
;- проводят проверку соблюдения условия
.5.6.4 Применение методов расчета
5.6.4.1 Методы расчета по предельным состояниям и по допускаемым напряжениям в равной степени могут быть использованы для расчета элементов металлических конструкций и деталей механизмов по группам расчетных критериев I и II в случае линейной взаимосвязи между нагрузками и напряжениями в конструкции. В случае нелинейной зависимости между нагрузками и напряжениями следует применять метод расчета по предельным состояниям. Расчеты по группе расчетных критериев III проводят по номинальным нагрузкам.
5.6.4.2 При расчете действующих напряжений совместно с коэффициентами надежности, приведенными в настоящем стандарте, следует учитывать факторы, создающие концентрацию напряжений.
5.6.4.3 При проведении расчетов на сопротивление усталости применяют требования ГОСТ 25.504.
5.6.4.4 При расчете резервных элементов применяют метод расчета по допускаемым напряжениям.
5.7.1 В расчетных схемах и моделях с использованием соответствующих коэффициентов должны быть учтены возможные различия между действительными и теоретическими геометрическим параметрами, нагрузками, упругими и температурными деформациями и прочие факторы, вызывающие увеличение значений нагрузок.
5.7.2 Силы тяжести и инерционные нагрузки определяют как Gi = gmi и Fij = ajmi.
5.7.3 При наличии экспериментальных данных при вычислениях нагрузок могут быть использованы более точные значения коэффициентов динамичности.
5.8.1 Комбинации нагрузок включают перечень эксплуатационных воздействий, реализуемых одновременно, которые объединены в группы A, B и C (см. таблицы 1 и 2).
Таблица 2
5.8.2 Группы комбинаций нагрузок A1 - A3 применяют для расчетов по группам критериев I и II. При расчете методом предельных состояний по группе критериев II применяют повышенные значения частных коэффициентов надежности по каждой нагрузке. Для отдельных конструктивных элементов ППКД при расчетах по группе критериев I допустимо применять группы комбинаций нагрузок B1 - B3.
5.8.3 Группы комбинаций нагрузок B1 - B3 и C1 - C3 используют для расчетов по группе критериев II.
5.8.4 Для расчетов по группе критериев III комбинации нагрузок не используют.
5.8.5 Группы комбинаций нагрузок C6 - C8, при которых возникают непрогнозируемые ситуации, допускается исключать из рассмотрения.
Эксплуатационные нагрузки по частоте возникновения в процессе эксплуатации ППКД могут быть отнесены к регулярным, нерегулярным, исключительным и особым. Конкретные виды нагрузок, относящихся к этим категориям, зависят от условий эксплуатации:
а) регулярные нагрузки возникают во время нормальной работы и должны быть учтены при расчетах по всем критериям работоспособности и долговечности. Регулярные нагрузки обусловлены гравитацией, а также действием ускорений (замедлений), создаваемых механизмами при перемещении подвижного состава;
б) нерегулярные нагрузки возникают от воздействия климатических факторов, деформаций опор и т.д.;
в) исключительные нагрузки могут возникать при испытаниях ППКД, воздействии ветра нерабочего состояния, при землетрясении и в аварийных ситуациях;
г) особые нагрузки возникают при монтаже, демонтаже, транспортировании, замене каната и пр.
Инерционные нагрузки, возникающие при неустановившихся режимах работы привода (разгон-торможение), могут быть рассчитаны на основе моделей, учитывающих параметры привода, распределение движущихся масс и сил сопротивлений. Для учета динамических процессов, обусловленных упругими колебаниями, инерционные силы, связанные с переменной составляющей движущей силы привода (согласно схемам, показанным на рисунке 1), вычисляют следующим образом:
(1)где
.![]() --------- - график изменения движущей силы привода;
S1 - номинальная величина движущей силы; S2 - максимальная
(а) или минимальная (б) величина движущей силы;
t - период работы в неустановившемся режиме
Значения коэффициента
-
-
для приводов без люфта при плавном регулировании скорости;-
для приводов без люфта при ступенчатом регулировании скорости;-
6.3.1 В расчетах несущей способности конструктивных элементов должны быть учтены нагрузки, возникающие из-за деформаций опор.
6.3.2 Климатические воздействия должны быть учтены, если эти виды воздействий характерны для условий эксплуатации ППКД (см. таблицу А.1).
6.4.1 Ветровые нагрузки нерабочего состояния вычисляют в соответствии с требованиями нормативных документов, приведенных в таблице А.1. Для уточненного определения ветровых нагрузок допустимо использовать результаты экспериментов и численного анализа динамических моделей.
При рассмотрении условий нагружения ППКД при действии ветра нерабочего состояния следует учитывать массу и наветренную площадь подвижного состава, остающегося подвешенным на ППКД в нерабочем состоянии, а также максимальные воздействия других климатических факторов.
6.4.2 Нагрузку при статических испытаниях подвижного состава принимают с учетом двукратной полезной нагрузки. Полезную нагрузку при этом принимают в соответствии с 5.3.2 ГОСТ Р 71234-2024.
6.4.3 Нагрузку при динамических испытаниях на спуск и подъем принимают с учетом увеличенной в 1,2 раза полезной нагрузки на подвижной состав для ППКД длиной до 600 м включительно при загрузке 90% единиц подвижного состава и в 1,15 раза - для ППКД длиной более 600 м при загрузке 95% единиц подвижного состава на одной стороне трассы. Полезную нагрузку при этом принимают из расчета нагрузки от одного пассажира не менее 0,75 кН.
Значения коэффициента
.6.4.4 Нагрузки, вызванные аварийным выключением
Нагрузки, вызванные аварийным выключением, рассчитывают в соответствии с 6.2, учитывая наиболее неблагоприятное состояние привода при наложении аварийного тормоза.
Значение коэффициента
.6.4.5 Нагрузки, вызванные отказом механизма привода или его элементов
При расчете нагрузок, вызванных аварийным торможением при отказе механизмов привода или его элементов, значение коэффициента
6.4.6 Нагрузки при сейсмических воздействиях
Необходимость учета в расчетах сейсмических воздействий (группа комбинаций нагрузок C7), а также комбинирования их с другими нагрузками должна быть установлена в техническом задании.
6.4.7 Внезапное снятие нагрузки с ППКД
При расчете реакции в месте подвески подвижного состава и на линейных опорах при внезапном снятии нагрузки (сходе канатов с роликовых балансиров, падение кабины и пр.) коэффициент динамичности
6.5.1 Нагрузки, возникающие при монтаже, демонтаже и транспортировании
Нагрузки, действующие на каждой стадии процессов монтажа, демонтажа и транспортирования, включая ветровые нагрузки, должны быть учтены в расчетах. Значения нагрузок могут быть установлены в техническом задании.
7.1 При расчете конкретной ППКД структура расчетных комбинаций нагрузок должна быть конкретизирована в части состава нагрузок или набора комбинаций. Таблица нагрузок должна соответствовать реальным условиям эксплуатации ППКД.
7.2 Основные комбинации нагрузок по расчетным критериям групп I и II приведены в таблице 1. Таблица 2 содержит описания ситуаций, соответствующих комбинациям нагрузок. Расчетные комбинации объединены в группы. Группа комбинаций нагрузок A содержит регулярные нагрузки, а группа комбинаций B - регулярные нагрузки, объединенные с нерегулярными. Группа C содержит комбинации, представляющие собой совокупности регулярных и нерегулярных нагрузок, объединенных с различными видами исключительных или особых нагрузок.
7.3 При расчете напряжений в конструктивном элементе по указанным комбинациям нагрузок направление действия переменных нагрузок (инерционных сил, давления ветра и пр.), а также положение элементов выбирают из условия наиболее неблагоприятного напряженного состояния конструкции.
7.4 Комбинации нагрузок для подтверждения работоспособности
Расчеты по критериям группы II выполняют по методу предельных состояний или по методу допускаемых напряжений по комбинациям нагрузок из групп A, B и C, которые формируют в соответствии с особенностями конструкции ППКД и условиями ее эксплуатации. При этом используют соответствующие коэффициенты надежности или запаса прочности, приведенные в таблице 1.
7.5 Комбинации нагрузок для подтверждения долговечности
Расчеты по критериям долговечности проводят по комбинациям нагрузок, представленным в группах A и B. Для расчета на сопротивление усталости вводят специальные комбинации нагрузок для вычисления характеристик цикла нагружения в рассчитываемом конструктивном элементе. В расчетах элементов ППКД на долговечность используют данные о количестве циклов работы ППКД за время эксплуатации, установленное техническим заданием.
7.6 Комбинации нагрузок для подтверждения несущей способности при монтаже, демонтаже и транспортировании
Подтверждение несущей способности по группе комбинаций нагрузок C7 должно быть выполнено для каждой стадии процесса монтажа и демонтажа. При этом принимают во внимание соответствующие нагрузки и их сочетания, положение и условия закрепления элемента ППКД. В необходимых случаях выполняют аналогичные расчеты по нагрузкам, возникающим при транспортировании конструктивного элемента ППКД.
Расчеты по методу предельных состояний проводят в соответствии с 5.6.2. Расчетную нагрузку Fij от действия ускорения на массу mi вычисляют по формулам:
(2) (3)Расчетную нагрузку Fj от действия силы Fjn иного происхождения (например, ветровой нагрузки) вычисляют по формуле
(4)Коэффициент ответственности рассчитываемого конструктивного элемента ППКД
.Расчетное напряжение по каждой комбинации нагрузок групп A, B или C вычисляют с учетом всех нагрузок, входящих в комбинацию.
Расчеты по методу допускаемых напряжений осуществляются в соответствии с 5.6.3. Расчетную нагрузку Fij от действия ускорения на массу mi вычисляют по формулам
(5) (6)Расчетную нагрузку Fj от действия силы Fjn иного происхождения (например, ветровой нагрузки) вычисляют по формуле
(7)Расчетное напряжение по каждой комбинации нагрузок групп A, B или C вычисляют с учетом всех нагрузок, входящих в комбинацию.
Величину коэффициента запаса nf при расчетах элементов конструкций принимают с учетом ГОСТ Р 71233 и ГОСТ Р 71235.
Величина коэффициента запаса nf при расчете резервных элементов должна быть не менее 2,0. Если резервный элемент выполнен из каната, то при его расчете принимают величину коэффициента запаса nf не менее 3,0.
Ограничение упругих перемещений и колебаний конструкций ППКД имеет следующие цели:
- предотвращение столкновения элементов подвижного состава ППКД с направляющими;
- обеспечение заданной траектории перемещения подвижного состава ППКД с минимальными колебаниями;
- обеспечение проектных условий разгона и торможения привода ППКД с учетом деформаций конструктивных элементов ППКД под нагрузкой;
- предотвращение колебаний и относительного смещения каната ППКД, приводящих к его ускоренному износу.
Расчет жесткости конструкций ППКД в форме проверки перемещений (статическая жесткость) должен подтвердить выполнение условия
(8)где
L - характерный размер, относительно которого нормируется деформация;
Если требуется подтверждение динамической жесткости, т.е. проверки частот или времени затухания колебаний конструкции, эти характеристики вычисляют для ППКД с подвижным составом с полезной нагрузкой и расположении конструктивных элементов ППКД, при котором получается наименьшая частота колебаний.
Верхние и нижние значения частных коэффициентов надежности, отражающие возможный разброс нагрузок, возникающих в результате предусмотренных проектом деформаций линейных опор, приведены в таблице 3.
Таблица 3
для случаев деформаций линейных опор,
предусмотренных проектом
Значения частных коэффициентов надежности для случаев непреднамеренных смещений (например, обусловленных неравномерной осадкой оснований линейных опор и конструкций станций в определенных проектом пределах) приведены в таблице 4.
Таблица 4
для случаев непреднамеренных смещений линейных опор
и конструкций станций
9.1.1 Применительно к канатам должно быть определено следующее:
а) максимальные и минимальные силы натяжения канатов, в том числе, на опорах и в узлах крепления;
б) коэффициенты запаса прочности;
в) максимальные и минимальные силы, воздействующие на опоры (величина и направление);
г) максимальные провисания канатов в середине пролета и в других точках, в которых требуется проверка зазоров.
9.1.2 При расчете сил натяжения канатов необходимо учитывать:
а) силы сопротивления в подвижных частях натяжного устройства и отклонение фактической массы контргруза от расчетной с использованием коэффициента 1,03;
б) рабочий диапазон усилий в регулируемых натяжных устройствах;
в) силы сопротивления в механических устройствах, которые приводятся в действие канатом;
г) влияние изменений температуры окружающей среды;
д) дополнительные виды воздействия, например, инерционные, гравитационные, воздействие ветра, снеговые, гололедные и др.
9.1.3 Влияние температуры следует учитывать для соответствующего климатического района установки ППКД.
9.1.4 Нагрузки от воздействия ветра, снеговые и гололедные нагрузки, а также их сочетания следует учитывать в соответствии с требованиями ГОСТ 1451, СП 20.13330 и приведенными в главе 2.5 [1] (см. таблицу А.1).
9.1.5 Гололедные нагрузки на канаты должны приниматься во внимание, за исключением случаев, когда существуют особенно благоприятные климатические условия, и в этом случае различные участки канатной дороги должны быть рассмотрены индивидуально по мере необходимости.
Если обледенение не удаляется своевременно посредством движения канатов или иным способом, следует учитывать толщину ледяного покрытия по аналогии с указаниями по расчету гололедных нагрузок на провода высоковольтных линий электропередачи, приведенными в СП 20.13330.
9.2.1 Несуще-тяговые канаты
Минимальный коэффициент запаса прочности каната следует принимать в соответствии с ГОСТ 34952.
9.2.2 Натяжные и эвакуационные канаты, канаты для подвески электрических и сигнальных кабелей
Требования к силам натяжения и запасам прочности натяжных и эвакуационных канатов, а также канатов для подвески электрических и сигнальных кабелей определены в ГОСТ 34952.
9.3 Факторы, учитываемые при расчете продольного профиля подвесной пассажирской канатной дороги, конструкций опор и станций
В расчетах предполагают, что ППКД в плане прямолинейна с допустимыми отклонениями каната на опоре в плане не более 30'. При увеличении отклонения в плане должна быть установлена промежуточная станция со специальным оборудованием.
9.3.1 Нагрузки от собственного веса и полезные нагрузки
Нагрузки от собственного веса подвижного состава, канатов и кабелей принимают согласно данным поставщиков оборудования ППКД с повышающим коэффициентом 1,05.
Полезную нагрузку от пассажиров принимают в соответствии с 5.3.2 ГОСТ Р 71234-2024.
Динамические нагрузки следует рассчитывать с учетом ускорений разгона и торможения, указанных в ГОСТ Р 71233.
При расчете продольного профиля ППКД и расчете каната следует принимать следующие значения сил сопротивления движению каната по поддерживающим конструкциям в процентах от соответствующих нагрузок на опоры:
- для роликов балансиров с резиновой футеровкой 3,0%;
- роликов балансиров с пластиковой футеровкой 2,0%;
- шкивов с подшипниками качения 0,3%;
- шкивов с подшипниками скольжения 1,0%.
9.3.4 Нагрузки от климатических воздействий
Ветровые, снеговые и гололедные нагрузки, а также их сочетания следует рассчитывать в соответствии с указаниями ГОСТ 1451, СП 20.13330 и приведенными в главе 2.5 [1] (см. таблицу А.1).
Боковое отклонение канатов под действием ветра следует рассчитывать в соответствии с указаниями, приведенными в главе 2.5 [1].
9.3.5 Воздействия каната на балансиры опор
9.3.5.1 Нагрузка от несуще-тягового каната на опорный балансир - не менее 2 кН, а на один ролик балансира - не менее 0,5 кН.
9.3.5.2 Отношение между минимальным натяжением несуще-тягового каната ППКД и нагрузкой на ролик балансира опоры должно быть не менее 15.
9.3.5.3 Перегиб каната на одном ролике балансира должен быть не более 4°30'.
9.3.5.4 Изменение угла наклона касательных к канату в местах перегиба на балансирах опор при работе ППКД не должно превышать 0,15 рад.
Необходимо подтверждать требуемую величину тягового усилия на приводном шкиве, в случае нескольких приводных шкивов - на каждом приводном шкиве. Данное требование считается выполненным, если величина коэффициента запаса сцепления несуще-тягового каната с приводным шкивом K составляет не менее 1,25 при наиболее неблагоприятных условиях загрузки ППКД (с учетом сил инерции при пуске и торможении). Величина коэффициента запаса сцепления должна удовлетворять следующим условиям:
- при тяговом режиме работы привода
(9)- при тормозном режиме работы привода
(10)где S1 - натяжение набегающей ветви каната;
S2 - натяжение сбегающей ветви каната;
При расчете коэффициента трения
-
при динамических нагрузках согласно 9.3.2;-
при частичной потере давления в гидравлических натяжных устройствах;-
при динамических нагрузках согласно 9.3.2 и полной потере давления в гидравлических натяжных устройствах.Коэффициент трения для приводных шкивов с резиновой футеровкой
Расчет конструкций линейных опор и станций ППКД проводят по методу предельных состояний на действие наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок в соответствии с СП 20.13330. Эти сочетания устанавливают исходя из физически реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок.
11.2.1 Нагрузки на линейные опоры от сил сопротивления движению каната по балансирам следует принимать с учетом коэффициентов трения согласно 9.3.3.
11.2.2 Динамическую нагрузку в направлении оси каната от взаимодействия зажимов подвижного состава с роликами балансиров принимают равной 0,25P для опор с прижимными балансирами и 0,5P для опор с отжимными балансирами, где P - наибольшая нагрузка на балансир опоры.
11.2.3 Нагрузки, обусловленные климатическими воздействиями на канаты и подвижной состав, принимают согласно ГОСТ 1451, СП 20.13330 и главе 2.5 [1] (см. таблицу А.1).
Для станционных конструкций при определении расчетного значения силы натяжения каната должны быть учтены динамические и инерционные нагрузки в соответствии с 6.2.
11.4.1 Станционные конструкции и линейные опоры необходимо рассчитывать с учетом внецентренного приложения нагрузок, возникающих при монтажных работах и работах по техническому обслуживанию, например, при отсутствии канатов с одной стороны опоры. Расчетное значение силы давления каната на опору принимают согласно расчету для оставшихся на опорах канатов.
11.5.1 Общие положения
Расчетные значения исключительных и особых нагрузок определяют в соответствии с 9.3. Значения этих нагрузок получают путем умножения расчетного значения на коэффициент запаса.
11.5.2 Нагрузки на несущие конструкции станций, связанные с аварийным торможением
Для случая аварийного торможения в расчетах несущих конструкций станций нагрузки на несущие конструкции станций принимают равными инерционным нагрузкам, рассчитанным по 6.2.
11.5.3 Нагрузки, возникающие при сходе каната на ловитель опоры
11.5.3.1 За расчетное значение нагрузки на конструкцию при сходе каната на ловитель опоры следует принимать трехкратное значение наибольшей силы прилегания каната к роликам балансира.
11.5.3.2 Дополнительно учитывают силы трения каната о ловитель, которые определяют с учетом коэффициента трения, равного 0,3.
11.5.3.3 В расчете нагрузок на опору должна быть учтена 1,1-кратная величина расчетной силы сопротивления проскальзыванию зажима.
11.5.4 Нагрузки, обусловленные сейсмическими воздействиями
Нагрузки, обусловленные сейсмическими воздействиями на станции, линейные опоры и другие конструкции ППКД, следует определять в соответствии с СП 14.13330.
(обязательное)
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКТИВНЫЕ
ЭЛЕМЕНТЫ ПАССАЖИРСКИХ ПОДВЕСНЫХ КАНАТНЫХ ДОРОГ
Документы, устанавливающие требования к расчетам климатических воздействий на конструктивные элементы ППКД, представлены в таблице А.1.
Таблица А.1
воздействий на конструктивные элементы ППКД
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/gost-r_gosudarstvennyj-standart/1/gost_86045.html
На правах рекламы:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||