桥梁的设计荷载ppt课件.ppt
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1、2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,1,第三章 桥梁的设计荷载,荷载的种类、型式、大小的确定是否得当,既关系到桥梁建设的投资,也关系到桥梁的安全 特点 荷载标准并不是一成不变的 作用于桥梁结构上的荷载(及其组合)可能会越来越复杂 对结构行为和材料行为的认识在逐步加深 本章内容:介绍各类荷载及其组合的基本概念和计算方法,实际设计时荷载取值按铁路桥涵设计基本规范和公路桥涵设计通用规范计算 结构设计方法的发展简介(第九章),2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,2,术语解释(公路),作用(Action)施加在结构上的一组集中力或分布力(直接作用,或荷载),或引起结构
2、变形的原因(间接作用) 永久作用(Permanent action) 可变作用(Variable action) 偶然作用(Accidental action) 作用代表值(Representative value of an action)结构或构件设计时,针对不同设计目的所采用的各种作用规定值,包括作用标准值、准永久值和频遇值。,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,3,术语解释(续),设计基准期(Design reference period)在进行结构可靠性分析时,考虑持久设计状态下各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数。100年 作用标准值(Characteris
3、tic value of an action)各种作用的基本代表值,其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。 作用准永久值(Quasi-permanent value of an action)一种可变作用代表值,作用概率分布的0.5分位值,用于正常使用极限状态长期效应组合设计(经常出现者) 作用频遇值(Frequent value of an action)一种可变作用代表值,作用概率分布的0.95分位值,用于正常使用极限状态短期效应组合设计(频繁出现且量值较大者),2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,4,作用代表值的取用,永久作用标准值 可变作用根据不
4、同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。 承载能力极限状态标准值 按弹性阶段计算结构强度标准值 正常使用状态按短期效应组合设计频遇值 频遇值标准值乘以频遇值系数1 正常使用状态按长期效应组合设计准永久值 准永久值标准值乘以准永久值系数2 偶然作用标准值,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,5,第一节 作用分类、代表值和作用效应组合,一、作用分类:,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,6,术语解释(续),作用效应(Effect of an action)结构对所受作用的反应,如弯矩、位移等(通过结构分析得到) 作用效应设计值(Design v
5、alue of an action effect)作用标准值效应与分项系数的乘积。 分项系数(Partial safety factor)为保证结构具有规定的可靠度而在设计表达式中采用的系数,分为作用分项系数和抗力分项系数。 作用效应组合(Combination for action effects)结构上几种作用分别产生的效应的随机叠加 作用效应组合系数(Coefficient of combination for action effects)考虑几个独立可变作用效应最不利值同时出现的概率较小而对作用采用的折减系数,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,7,二、作用效应组合
6、,作用效应组合各种作用效应的取舍以及它们同时作用的可能性 组合原则以桥梁在施工和运营时可能处于最不利的受力状态为原则 基本组合方式(公、铁): 作用效应基本组合,即仅考虑主力; 作用效应偶然组合,即主力与特殊荷载同时作用; 作用短期效应组合,即主力与附加力同时作用; 作用长期效应组合。即主力与附加力同时作用。,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,8,术语解释(续),作用效应基本组合(Fundamental combination for action effects)承载能力极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合 作用效应偶然组合(Accidental
7、combination for action effects)承载能力极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用标准值效应、一种偶然作用标准值效应的组合 作用短期效应组合(Combination for short-term action effects)正常使用极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合 作用长期效应组合(Combination for long-term action effects)正常使用极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应的组合,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,9,公路桥涵结构 按承载能力极限状态设计时的基
8、本组合,结构重要性系数,1.1,1.0,0.9 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值 第i个永久作用效应的分项系数 第i个永久作用效应的标准值 汽车荷载效应(含冲击力、离心力)的分项系数 汽车荷载效应(含冲击力、离心力)的标准值 除汽车荷载效应外的其他可变作用效应的组合系数 除汽车荷载效应、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数 除汽车荷载效应外的其他第j个可变作用效应的标准值,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,10,公路桥涵结构 按正常使用极限状态设计时的短期组合,第一项:作用短期效应组合设计值 第二项:永久作用标准值(不乘系数) 第三项:可变作用效应的频遇
9、值的组合 第j个可变作用效应的频遇值系数,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,11,公路桥涵结构 按正常使用极限状态设计时的长期组合,第一项:作用长期效应组合设计值 第二项:永久作用标准值(不乘系数) 第三项:可变作用效应的准永久值的组合 第j个可变作用效应的准永久值系数,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,12,其他可变荷载不同时组合表(公路),2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,13,第二节 永久作用,作用于桥梁上部结构的恒载结构的重力和附属设备等外加重力; 作用在桥梁下部结构的恒载由支座传递的上部结构的重力、墩台本身的重力、土压力和水
10、压(浮)力等。 结构重力结构体积与材料容重(重力密度)的乘积 土的重力及土侧压力计算涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地基变形,也与气象、水文和外加荷载等因素有关 水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递给建筑物基础底面的(由下而上的)水压力;对位于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台,需在设计中考虑水浮力。 对于预应力混凝土桥梁,在检算结构的使用性能(如混凝土应力)时,预加应力当视为恒载;在检算结构的承载能力(如抗弯强度)时,预加应力不作为恒载,但把预应力钢筋视为结构抗力的一部分,但在连续梁等超静定结构中,仍需考虑其次效应。 在外部超静定的混凝土桥梁结构中,混凝土收缩、徐变影
11、响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生,其对结构的影响也是长期的。,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,14,第三节 可变作用,一、车辆、人群活载 (一)车辆活载 车辆荷载指桥梁承受的机动交通活载。对铁路桥,指列车活载;对公路桥,指汽车、挂车、履带车等。车辆荷载的种类繁多,因此,需要对车辆荷载进行调查分析和综合概括,并按照安全、适用和经济的原则,确定出设计采用的标准活载。 对于不包括冲击效应的车辆活载,可称之为静活载。,2019年8月16日,李亚东: 桥梁工程概论 第三章,15,铁路中活载,我国铁路活载标准的情况是:20年代开始自行制订铁路建筑标准,1938年公布中华活载
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