一、 桥梁设计作用的分类: 1. 概念:
作用——公路桥涵设计术语
直接作用(荷载):施加在结构上的一组集中力或分布力 间接作用:引起结构外加变形或约束变形的原因 2. 分类:
1 结构重力(包括结构附加重力)2 预加力3 土的重力永久作用4 土侧压力5 砼收缩及徐变作用6 水的浮力7 基础变位作用
1 汽车荷载2 汽车冲击力3 汽车离心力4 汽车引起的土侧压力5 人群荷载可变作用6 汽车制动力7 风荷载8 流水压力9 冰压力10 温度(均匀温度和梯度温度)作用11 支座摩阻力 1 地震作用偶然作用2 船舶或漂流物的撞击作用3 汽车撞击作用
二、 桥梁工程作用取值方法
(一) 设计时,对不同的作用采用不同的代表值
1. 永久作用:采用标准值作为代表值
2. 可变作用:根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值、准永久值作为代表值
标准值:承载能力极限状态设计、按弹性阶段计算结构强度
频遇值:正常使用极限状态按短期效应组合设计 准永久值:按长期效应组合设计 3. 偶然作用:采用标准值作为代表值 (二) 代表值的取用规定
1. 永久作用的标准值:
结构自重(包括结构附加重力):按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定 2. 可变作用的标准值: (1) 汽车荷载:
汽车荷载分为公路—I级和公路—II级
车辆荷载汽车荷载车道荷载集中荷载
车道荷载:桥梁结构整体计算
均布荷载 车辆荷载:桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台、挡土墙土压力等的计算
车辆荷载和车道荷载的作用不重叠 (2) 车道荷载的计算图式:
(3) 公路—I级车道荷载: 均布荷载标准值:q k=10.5kN/m 集中荷载标准值:
桥梁计算跨径≤5m,Pk=180 kN
5m<桥梁计算跨径<50m,采用直线内插求得 桥梁计算跨径≥50m,Pk=360 kN
计算剪力效应,上述集中荷载标准值Pk×1.2 (4) 公路—II级车道荷载:
均布荷载标准值q k和集中荷载标准值Pk按公路—I级车道荷载的0.75倍采用
(5) 车道荷载的分布:
均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同好影响线上
集中荷载标准值只作用于相应影响中一个最大影响
精选课件 线峰值处
(6) 人群荷载标准值的采用规定:
桥梁计算跨径≤50m,人群荷载标准值3kN/㎡ 50m<桥梁计算跨径<150m,由线性内插得人群荷载标准值
桥梁计算跨径≥150m,人群荷载标准值2.5kN/㎡ 对跨径不等的连续结构,以最大计算跨径为准 城郊行人密集区的公路桥梁:人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍
专用人行桥梁:人群荷载标准值为3.5 kN/㎡ (7) 可变作用频遇值=可变作用标准值×频遇系数φ1 (8) 可变作用准永久值=可变作用标准值×准永久值系数φ2 3. 偶然作用:
应根据调查、试验资料,结合工程经验确定其标准值 (三) 作用的设计值规定为作用的标准值×相应的作用分项系数
三、 作用的组合效应
(一) 公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计: 1. 参与组合的效应:
结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合 结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,应以不同方向的最不利的作用效应进行组合
2. 不参与组合的效应:
可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不参与组合
实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,按规定不考虑其作用效应的组合
3. 施工阶段作用效应的组合
按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑
组合式桥梁,把底梁作为施工支撑时,作用效应宜分为两个阶段,底梁受荷为第一阶段,组合梁受荷为第二阶段
4. 几个偶然作用不同时参与组合
(二) 公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用的效应组合:
1. 基本组合:永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合
2. 偶然组合:永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合 偶然作用的效应分项系数取1.0
与偶然作用同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值
地震作用标准值及其表达式按规范规定采用
(三) 公路桥涵结构按正常使用极限状态设计,根据不同的设计要求,应采用的效应组合: 1. 作用短期效应组合:
永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合 2. 作用长期效应组合:
永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合
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