永久作用与偶然作用杨一希湖南交通69课件

永久作用与偶然作用主讲人：杨一希湖南交通职业技术学院C目录ONTENTS1永久作用2偶然作用桥梁作用类型《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015作用action指施加在结构上的集中力或分布力（称为直接作用或荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（称为间接作用）。如车辆、人群、结构自重、地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等。桥梁作用类型《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015作用action

编号作用分类作用名称1永久作用结构重力(包括结构附加重力)2预加力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩、徐变作用6水浮力7基础变位作用8可变作用汽车荷载9汽车冲击力10汽车离心力11汽车引起的土侧压力12汽车制动力13人群荷载14疲劳荷载15风荷载16流水压力17冰压力18波浪力19温度(均匀温度和梯度温度)作用20支座摩阻力21偶然作用船舶的撞击作用22漂流物的撞击作用23汽车撞击作用24地震作用地震作用永久作用可变作用偶然作用地震作用桥梁作用类型《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015作用action

在设计基准期内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用，或其变化是单调的并趋于某个限制的作用。永久作用在设计基准期内其量值随时间而变化，且变化值与平均值相比不可忽略不计的作用。可变作用在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续时间很短的作用。偶然作用符合现行《公路工程抗震规范》（JTGB02）和《公路桥梁抗震设计细则》（JTGB02-01）的规定地震作用1永久作用永久作用在设计基准期内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用，或其变化是单调的并趋于某个限制的作用。永久作用编号作用分类作用名称1永久作用结构重力(包括结构附加重力)2预加力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩、徐变作用6水浮力7基础变位作用结构重力

结构重力包括结构自重及桥面铺装、附属设施等附加重力。结构自重是结构物自身材料的体积和材料重力密度标准值的乘积。

材料种类重力密度（kN/m3）材料种类重力密度（kN/m3）钢、铸钢78.5干砌块石或片石21.0铸铁72.5沥青混凝土23.0～24.0钢筋混凝土或预应力混凝土25.0～26.0沥青碎石22.0混凝土或片石混凝土24.0碎（砾）石21.0浆砌块石或料石24.0～25.0填土17.0～18.0浆砌片石23.0填石19.0～20.0锌70.5铅114.0黄铜81.1青铜87.4石灰三合土、石灰土17.5常用材料重度永久作用预加力：在结构承受使用荷载之前，预先加载产生应力，即为预加力。

预加力在结构进行正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久作用计算其主效应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失，但不计由于预加力偏心距增大引起的附加效应。

在结构进行承载能力极限状态设计时，预加力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力引起的次效应。永久作用土的重力：土的自重应力一般是指土的自身有效重力在土体中引起的应力。土的自重应力是地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力，可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力；

对于均匀土，自重应力与深度成正比；

对于成层土，可通过各层土的自重应力求和得到。

若土层位于地下水位以下，则应以地下水位面作为分层界面，计算土的自重应力时，界面以下土层应扣除浮力影响。永久作用土侧压力土侧压力可分为以下三种：(1)静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力称为静止土压力E0。(2)主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力，一般用Ea表示。

永久作用土侧压力土侧压力可分为以下三种：(3)被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力，用Ep表示。

Ea＜

Ep＞

Eo被动土压力主动土压力静止土压力<<根据挡土墙模型实验、原型观测和理论研究表明：在相同条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，亦即Ea<Eo<Ep永久作用混凝土收缩及徐变作用：混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中，混凝土体内所含水分的变化、化学反应以及温度降低等物理化学因素引起其本身体积缩小的现象。它是不依赖于荷载，而与时间有关的一种变形。塑性收缩化学收缩干燥收缩碳化收缩混凝土收缩温度收缩永久作用混凝土徐变作用：即混凝土在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形称为徐变。

混凝土受力后，水泥石中的胶凝体产生的黏性流动（颗粒间的相对滑动）要延续一个很长的时间骨料和水泥石结合面裂缝的持续发展混凝土在本身重力作用下发生的塑性变形（类似与土的固结）内部因素永久作用混凝土徐变作用：即混凝土在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形称为徐变。

应力越大，徐变也越大。实际工程中，如果混凝土构件长期处于不变的高应力状态是比较危险的，对结构安全是不利的。初始加荷时，混凝土的龄期越早，徐变越大。若加强养护，使混凝土尽早结硬或采用蒸汽养护，可减少徐变。养护温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变就越小；试件受荷后，环境温度低，湿度大，徐变就越小。混凝土中水泥用量越多，徐变越大；水灰比愈大，徐变愈大。材料质量和级配好，弹性模量高，徐变小。应力条件材料质量加荷龄期周围环境水泥用量外部因素永久作用水的浮力基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，或不考虑水的浮力。基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。当不能确定地基是否透水时，应以透水或不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。永久作用基础变位作用基础变位一般指支座沉降和桥墩长时间作用于地层而产生的沉降量。

基础变位一旦发生，对结构的影响也是长期的，基础变位的影响可按工程实际情况加以分析。超静定结构当考虑由于地基压密等引起的长期变形影响时，应根据最终位移量计算构件的效应。永久作用2偶然作用偶然作用在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续时间很短的作用。偶然作用编号作用分类作用名称21偶然作用船舶的撞击作用22漂流物的撞击作用23汽车撞击作用船舶的撞击作用跨域江、河、海湾的桥梁，应考虑船舶对桥梁墩台的撞击作用。

船舶与桥梁结构的碰撞过程十分复杂，与碰撞时的环境因素（风浪、气候、水流等）、船舶特性（船舶类型、船舶尺寸、行进速度、装载情况以及船首、船壳和甲板室的强度和刚度等）、桥梁结构因素（桥梁构件的尺寸、形状、材料、质量和抗力特性等）及驾驶员的反应时间等因素有关，因此精确确定船舶与桥梁的相互作用力十分困难。偶然作用和地震作用漂流物的撞击作用有漂流物的水域中的桥梁墩台，设计时应考虑漂流物的撞击作用偶然