其他作用實用PPT課件PPT課件

1、 例：1）各類建筑的屋面板，產生溫度應力和溫度變形； 2）澆筑地下構筑物和高層建筑筏形基礎等大體積混凝土結構時，水化熱溫升和降溫散熱引起貫穿裂； 3）鋼結構的焊接過程，焊縫及附近溫度最高，可達16000C以上，其鄰近區(qū)域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場使材料產生不均勻的膨脹。 第1頁/共40頁 火災對于工程結構來說也是一種危害較大的作用，它對人們的生命財產安全、對環(huán)境的破壞十分巨大。 火災作用是一種荷載作用，火災荷載為： FAWq01式中 q1火災荷載； W0火災區(qū)域纖維類燃料的質量； AF火災區(qū)域的地板面積。（5-1）第2頁/共40頁5.1.2 5.1.2 溫度應力和變形的計算 A：靜定結構

2、溫度變化引起材料膨脹和收縮變形是自由的，在結構上不引起內力，變形由虛功原理導出。 B：超靜定結構 超靜定結構，存在贅余約束，溫度變化引起的桿件變形不是自由的，受到約束，在結構上產生內力，此內力與結構的剛度大小有關，超靜定第3頁/共40頁結構中的溫度作用效應，根據變形協(xié)調條件，按彈性理論方法計算。（結力） 變形：結構或構件的支座或地基發(fā)生不均勻沉降等，使結構物被迫產生的變形。 A：靜定結構：允許構件產生符合其約束條件的位移，結構不產生應力和應變。 B：超靜定結構：多余約束束縛結構的自由變形，產生應力和應變。第4頁/共40頁 例：1）地基土的不均勻性引起的變形； 2）地基土發(fā)生凍融、凍脹、濕陷等現

3、象； 3）地基比較均勻，上部結構荷載、剛度相差過大，產生沉降。都會引起結構內力。 鋼筋混凝土結構，存在著兩種特殊的變形作用，即混凝土的收縮和徐變。 混凝土的收縮：混凝土在空氣中硬化時體積減小的現象。在混凝土中產生拉應力，加速裂縫的產生和發(fā)展。第5頁/共40頁 混凝土的徐變：在荷載長期作用下，混凝土的變形隨時間而增長的現象。 徐變對結構不利影響： A：在長期荷載作用下的受彎構件，徐變使撓度增大12倍； B：長細比較大的偏心受壓構件，徐變引起的附加偏心距增大，構件的強度降低約20%；第6頁/共40頁 C：過度的變形會影響到路面的平整度。 工程中大量的結構都屬于超靜定結構，結構由變形作用引起的內力足

4、夠大時，可能引起房屋開裂、影響結構正常使用甚至倒塌等，在結構設計計算中必須考慮變形作用。 第7頁/共40頁5.3.1 5.3.1 爆炸的概念 爆炸是物質運動急劇增速，由一種狀態(tài)迅速轉變成另一種狀態(tài)，并將其內含的能量，在瞬時集中釋放的現象。 結構工程中遇到的爆炸主要有四類： 燃料爆炸：汽油和煤氣等燃料以及易燃化工產品在一定條件下起火爆炸； 工業(yè)粉塵爆炸：面粉廠、紡織廠等生產車間充斥著顆粒極細的粉塵，在一定的溫度和壓力條件下突然起火爆炸。第8頁/共40頁 武器爆炸：戰(zhàn)爭期間的常規(guī)武器和核武器的轟擊、汽車炸彈的襲擊以及軍火倉庫的爆炸。 定向爆炸：為拆除現有結構而設計的爆炸。5.3.2 5.3.2 爆

5、炸的破壞作用 震蕩作用：在破壞作用的區(qū)域內，有一個能使物體震蕩、使之松散的力量。 沖擊波作用：第9頁/共40頁 碎片的沖擊作用：爆炸產生的碎片，飛散范圍100500米，碎片的體積越小，飛散的速度越大，危害越嚴重。 熱作用（火災）：爆炸溫度約在200030000C左右，爆炸氣體擴散發(fā)生在極短的瞬時，一般可燃物質不足以起火燃燒。建筑物內遺留大量的熱，把從破壞設備內部流出的可燃氣體或易燃、可燃蒸氣點燃，使建筑物內的可燃物全部起火，加重爆炸的破壞程度。第10頁/共40頁 水浮力：作用于建筑物底面由下向上的水壓力，等于建筑物排開同體積的水重力。 水浮力對處于地下水中的結構受力和工作性能有明顯影響。 例：

6、貯液池底面位于地下水位以下時，若貯液池為空載情況，浮力可能會使整個貯液池或底板局部上移，使底板和頂蓋頂裂，貯液池應進行整體抗浮驗算。第11頁/共40頁 A： 存在靜水壓力的透水性土，如砂類土、碎石土、粘砂土等，計算水浮力。 B：橋梁墩臺，水浮力對墩臺的穩(wěn)定性不利，驗算墩臺的穩(wěn)定。 C：基礎嵌入不透水性地基，不計算水浮力。 D：完整巖石上的基礎，當基礎與基底巖石之間灌注混凝土且接觸良好時，水浮力不計；第12頁/共40頁5.5.1 5.5.1 汽車沖擊力 沖擊作用：車輛在正常或較高時速在橋上行駛時，由于車輛荷載的快速施加，以及橋面的不平整等原因，引起橋梁結構的振動。 第13頁/共40頁 沖擊作用目

7、前沒有完全符合實際情況的理論分析和實際計算，采用粗糙的近似方法。 設計時，汽車荷載的沖擊力為汽車荷載乘以沖擊系數 。第14頁/共40頁 城市橋梁設計荷載標準（CJJ77-98）規(guī)定，計算橋上人行道欄桿時，考慮作用在欄桿上的汽車撞擊力。防撞欄桿采用80KN橫向集中力進行驗算，作用點在防撞欄桿板的中心。5.5.2 5.5.2 汽車撞擊力第15頁/共40頁5.5.3 5.5.3 船只或漂流物的撞擊力 通航河流或有漂流物河流中的橋梁墩臺考慮船只或漂流物的撞擊力。撞擊力有時十分巨大，達1000KN以上，采用實測資料計算。第16頁/共40頁 汽車制動力：汽車剎車時車輪和路面接觸面之間產生的水平摩擦力，等于

8、摩擦因數乘以車輛的總重力。第17頁/共40頁 影響制動力大小的因素：路面的粗糙狀況及充氣壓力的大小、制動裝置的靈敏性、行車速度等。 路面摩擦因素： 水泥混凝土路面：0.74 瀝青混凝土路面：0.62 平整的泥結碎石路面：0.60(根據氣候條件和路面潮濕情況不同而變化）。第18頁/共40頁 城市橋梁設計荷載標準（CJJ77-98）規(guī)定一個設計車道的制動力按下列要求取值： 采用城A級汽車荷載設計時，制動力采用160KN或10%車道荷載，取兩者中的較大值，不包括沖擊力。第19頁/共40頁 采用城B級汽車荷載設計時，制動力應采用90KN或10%車道荷載，并取兩者中的較大值，不包括沖擊力。 四車道的橋梁

9、：制動力按上述規(guī)定數值增加1倍。 履帶車和平板掛車不計制動力。第20頁/共40頁5.6.2 5.6.2 吊車制動力 工業(yè)廠房中，吊車起吊重物，吊車在啟動和運行中的剎車產生制動力。吊車制動力（水平荷載）分為縱向制動力（縱向水平荷載）與橫向制動力（橫向水平荷載）。第21頁/共40頁第22頁/共40頁 吊車縱向制動力：吊車（大車）沿廠房縱向啟動或剎車時，吊車自重和吊重所引起的縱向水平慣性力。maxT 吊車的橫向制動力：小車吊有額定最大起重量時，沿廠房橫向啟動或剎車引起的橫向水平慣性力。第23頁/共40頁 建筑結構荷載規(guī)范規(guī)定，吊車縱向水平荷載按一側所有制動輪最大輪壓之和的10%10%確定，吊車縱向水

10、平荷載設計值： max01 . 0 PT 作用位置：軌道頂面。 吊車橫向水平荷載：gQQT)(1（5-3）（5-4）第24頁/共40頁吊車橫向水平荷載系數（橫向制動系數）。tQtQtQ7508. 0501510. 01012. 0對于軟鉤吊車對于硬鉤吊車：20. 0式中：Q Q吊車的額定起重量； Q1Q1小車重量； g g重力加速度；第25頁/共40頁 假設吊車橫向水平荷載等分于大車的兩側，由軌道上的車輪平均傳至軌道，方向與軌道垂直，考慮正、反兩個方向的剎車情況。 第26頁/共40頁 1 1、概念：橋梁離心力是車輛在彎道行駛時產生的慣性力；以水平力的形式作用于橋梁結構。城市橋梁設計荷載標準規(guī)定

11、，位于曲線上橋梁的墩臺，曲率半徑小于或等于250m時，計算離心力。離心力為車輛荷載乘以離心力系數C。 2、離心力系數：gRvC2（5-5）式中 v設計速度，m/s，按橋梁所在路線設計速度 采用； R彎道曲線半徑，m；第27頁/共40頁式中 若v以Km/h計，則 RvC1272（5-6） 3、計算多車道離心力時，計入車道的橫向折減系數。 4、離心力的著力點：在汽車的重心上，離橋面1.2m，也可移到橋面上。 5、離心力對墩臺的影響：將離心力均勻分布在橋跨上由兩墩平均分擔。第28頁/共40頁5.8.1 5.8.1 預加應力的概念 構件未受力之前，對鋼筋混凝土構件的受拉區(qū)預先施加壓應力，使構件在使用荷

12、載下產生的拉應力大部分被預壓應力抵消。達到改善普通混凝土缺點的目的； 混凝土構件在使用荷載下提高構件的抗裂能力（可不出現拉應力或允許出現拉應力而不致開裂、或推遲開裂、或者限制裂縫寬度大?。５?9頁/共40頁5.8.2 5.8.2 施加應力的方法 外部預加力和內部預加力。結構桿件中的預加力來自結構之外時，所加的預加力稱為外部預加力（例：混凝土拱橋的拱頂用千斤頂施加水平預壓力；大多數工程中采用內部預加力。 內部預加力法通過張拉預應力筋來實現。第30頁/共40頁常用的施加預應力的方法 按照張拉鋼筋與澆搗混凝土的先后次序不同分為：分為先張法和后張法。1 1、先張法（1 1）定義：先張拉鋼筋，后澆灌混

13、凝土構件。（2 2）工序（先張法施工的三個階段）、張拉鋼筋；、支模、澆灌混凝土和養(yǎng)護；、混凝土達到一定強度，放松鋼筋建立預應力 第31頁/共40頁第32頁/共40頁 結論：結論：先張法預應力混凝土構件，預應力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結力來傳遞的。這種力的傳遞過程，需要經過一段傳遞長度ltr才能完成。 （3 3）先張法的適用范圍 先張法構件采用工廠化的生產方式，工序少，工藝簡單，質量易保證，適用于生產中小型構件。如樓板，屋面板。第33頁/共40頁 2 2、后張法 （1 1）定義：先澆灌混凝土構件，后張拉鋼筋。 （2）工序：澆砼，預留孔道 達到強度，穿筋 張拉鋼筋，錨固 孔道灌漿；第34頁/共40

14、頁第35頁/共40頁 結論：結論：后張法預應力構件，預應力是依靠鋼筋端部的錨具來傳遞的。（3 3）后張法的適用范圍 后張法施工程序和工藝復雜，需專用張拉設備和特制錨具，用鋼量大；不需要固定的張拉臺座，可在現場施工，應用靈活。適用于不便于運輸的大型構件。 第36頁/共40頁 常見的預應力結構為無粘結預應力混凝土結構，屬后張法。鋼筋表面涂膜防腐蝕油脂，與混凝土一同澆筑。避免預留孔洞、穿筋、灌漿繁雜過程。適用于跨度大于6 6m m 的樓板及大跨度梁。第37頁/共40頁1 1、定義 預應力鋼筋的張拉應力在預應力混凝土構件施工及使用過程中，由于張拉工藝和材料特性等原因是在不斷降低的，經過相當長的時間才會最終穩(wěn)定下來，這種預應力鋼筋應力的降低，稱為預應力損失。 預應力的建立是通過張拉預應力筋得到，凡是能使預應力筋產生縮短的因素，都將引起預應力損失，引起預應力損失的原因有六大類。5.8.3 5.8.3 預應力損失第38