桥梁工程六大类临时结构计算知识.ppt

桥梁工程临时结构计算内容 施工中的荷载分类 1 永久荷载 例如结构自重 模板支架自重 2 可变荷载 例如施工人员 施工料具堆放荷载 倾倒混凝土产生的冲击荷载 振捣荷载 风荷载等 3 偶然荷载 例如爆炸力 撞击力等 一 结构设计方法 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 荷载组合 根据各种荷载的重要性 荷载的组合分为六类 组合 组合 基本可变荷载 平板挂车或履带车除外 的一种或几种 与永久荷载的一种或几种相组合 组合 基本可变荷载 平板挂车或履带车除外 的一种或几种 与永久荷载的一种或几种和其它可变荷载的一种或几种相组合 组合 平板挂车或履带车 与结构重量 预加应力 土的重力及土侧压力的一种或几种相组合 组合 基本可变荷载 平板挂车或履带车除外 的一种或几种 与永久荷载的一种或几种和偶然荷载中的船只或漂流物的撞击力相组合 组合 桥涵在进行施工阶段的验算时 根据可能出现的施工荷载 如结构重力 脚手架 材料机具 人群 风力以及拱桥的单向推力等 进行组合 构件在吊装时 其自重应乘以动力系数 并可视构件具体情况适当增减 组合 结构重力 预加应力 土重及土侧压力中的一种或几种与地震力相组合 一 结构设计方法 常用设计方法1 容许应力设计法以结构构件的计算应力 不大于有关规范所给定的材料容许应力 的原则来进行设计的方法 材料的容许应力 是由材料的屈服强度 或极限强度除以安全系数而得 一般的设计表达式为 2 极限状态设计法当以整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求 则此特定状态称为该功能的极限状态 按此状态进行设计的方法称极限状态设计法 分为半概率极限状态设计法和概率极限状态设计法 概率极限状态设计法 将工程结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两大类 对承载能力极限状态采用荷载效应的基本组合和偶然组合进行设计 对正常使用极限状态按荷载的短期效应组合和长期效应组合进行设计 见公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 第4 1 6和4 1 7条 一 结构设计方法 承载能力极限状态的荷载效应组合荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定 a 由可变荷载效应控制的组合 b 由永久荷载效应控制的组合 式中 永久荷载的分项系数 当其效应对结构不利时 对由可变荷载效应控制的组合 应取1 2 对由永久荷载效应控制的组合 应取1 35 当其效应对结构有利时 一般取1 0 第i个可变荷载的分项系数 其中 Q1为可变荷载Q1的分项系数 一般取1 4 按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值 按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值 其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者 一般指车辆荷载 ci 可变荷载Qi的组合值系数 按规定采用 n 参与组合的可变荷载数 一 结构设计方法 正常使用极限状态的荷载效应组合对于标准组合 一 结构设计方法 常用结构设计规范1 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 2 钢结构设计规范 GB50017 2003 3 木结构设计规范 GB50005 2003 4 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2012 5 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 6 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 7 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 8 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63 2007 上述规范大部分采用极限状态法进行计算 一 结构设计方法 材料性能指标1 材料强度标准值 设计结构或构件时采用的材料强度的基本代表值 具有95 的保证率 钢材即为屈服强度 2 材料强度设计值 材料强度标准值除以材料强度分项系数后的值 3 材料强度容许值 采用容许应力法设计时的材料性能取值 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 一 结构设计方法 材料性能指标钢材容许应力值 Mpa 钢材强度设计值 MPa 钢材容许应力值的材料安全系数约1 7 强度设计值材料分项系数约1 1 一 结构设计方法 总结 容许应力法和极限状态法主要体现在分项系数和材料性能取值方面 一 结构设计方法 计算中的一些误区 1 选择的计算方法和材料取值不对应 2 荷载的确定不合适 不是按照最不利工况选择荷载 如桥梁现浇支架的预压荷载未考虑 没有按照实际情况确定荷载 如大面积现浇施工中仍然按照全面积计算施工荷载 3 对计算公式的选择不正确 如桩基单桩承载力计算公式 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63 2007 一 结构设计方法 一 基本概念1 应力和应变 轴心应力 F A 式中 法向应力 F 垂直作用于截面上的力 A 截面面积 平均剪应力 V A式中 平均剪应力 V 平行作用于截面的力 轴向应变 L式中 应变 单位长度的伸长或缩短 构件的总伸长或缩短 L 构件的初始长度 2 轴心 弹性模量根据虎克定律 在弹性极限内 材料的应力和应变关系为线性 E E 弹性模量3 梁截面应力由弹性理论得到受弯公式 在截面某高度y处的拉或压应力 y为 y My I式中 M 作用在截面上的弯矩 y 所计算纤维处至截面中和轴的距离 I 截面惯性矩 二 力学基础知识 二 常规的计算内容1 应力计算 轴向应力 N A 剪切与挤压应力 Q A 梁的弯曲正应力 My Iz或者 M Wz 梁的弯曲剪应力 QS bIz 2 变形计算与刚度 轴向变形 l Nl EA 弯曲变形及刚度 按表1 10计算 3 组合变形将组合变形分解为几种基本变形 分别对基本变形进行计算后叠加 4 压杆稳定 长度系数 的取值 压杆的稳定折减系数 通过计算压杆长细比 后查表取值 二 力学基础知识 三 桥梁结构设计 三 桥梁结构设计 三 桥梁结构设计 三 桥梁结构设计 三 桥梁结构设计 三 桥梁结构设计 四 深基坑工程设计 四 深基坑工程设