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文檔簡介

其它荷載與作用第一頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

本章內(nèi)容

第一節(jié)溫度作用

第二節(jié)變形作用 第三節(jié)凍脹力第四節(jié)爆炸作用 第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用 第六節(jié)預(yù)加力第二頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用一、溫度作用基本概念及原理溫度作用——因溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形和附加力。具體表現(xiàn):當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的溫度發(fā)生變化時(shí),體內(nèi)任一點(diǎn)(單元體)熱變形(膨脹或收縮)由于受到周圍相鄰單元體的約束(內(nèi)約束)或邊界受到其他結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的約束(外約束),使體內(nèi)該點(diǎn)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。溫度作用大小影響因素:環(huán)境溫度變化約束條件第三頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用工程約束條件:(1)結(jié)構(gòu)物的變形受到其它物體的阻礙或支承條件的制約,不能自由變形。①框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)梁的伸縮變形受到柱基約束,沒有任何變形余地。第四頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用②排架結(jié)構(gòu)上部橫梁因溫度變化伸長時(shí),橫梁的變形使柱產(chǎn)生側(cè)移,在柱中引起內(nèi)力;柱子對(duì)橫梁施加約束,在橫梁中產(chǎn)生壓力。第五頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用簡支屋面梁溫差引起的應(yīng)力分布

大體積混凝土梁水化熱引起的應(yīng)力分布

(2)構(gòu)件內(nèi)部各單元體之間相互制約,不能自由變形。①簡支屋面梁,在日照作用下屋面溫度高于室內(nèi)溫度,簡支梁沿梁高受到不均勻溫差作用,產(chǎn)生翹曲變形,在梁中引起應(yīng)力。②大體積混凝土梁結(jié)硬時(shí),水化熱使得中心溫度較高,兩側(cè)溫度偏低,內(nèi)外溫差不均衡在截面引起應(yīng)力。第六頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用二、溫度應(yīng)力計(jì)算根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式和約束條件考慮溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的影響。由于溫度變化引起的材料膨脹和收縮變形是自由的,故在結(jié)構(gòu)上不引起內(nèi)力,其變形可由虛功原理計(jì)算。存在多余約束,其溫度作用效應(yīng)的計(jì)算,一般根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件,按結(jié)構(gòu)力學(xué)或彈性力學(xué)方法確定。靜定結(jié)構(gòu):超靜定結(jié)構(gòu):第七頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用廠房縱向排架溫度變形分布例如:廠房縱向排架結(jié)構(gòu)柱嵌固于地面,排架橫梁受到均勻溫差作用向兩邊伸長或縮短,中間有一變形不動(dòng)點(diǎn)(位于各柱抗側(cè)剛度分布的中點(diǎn))。變形不動(dòng)點(diǎn)兩側(cè)橫梁伸縮變形將在柱中和橫梁引起應(yīng)力。第八頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用 不動(dòng)點(diǎn)右側(cè)第i根柱的柱頂變位DLi=aTLi(忽略橫梁變形),第i根柱的抗側(cè)剛度Ki=3EiIi/H3,則該柱受到的柱頂剪力為: 式中Li——第i根柱到不動(dòng)點(diǎn)的距離。排架結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算簡圖

第九頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用三、溫度變化的考慮溫度變化:由氣溫變化和結(jié)構(gòu)溫差引起氣溫變化:一年中大氣氣溫年溫差,通常取最高月和最低月平均氣溫的差值。我國長江中下游一帶大氣氣溫年溫差約為30℃。結(jié)構(gòu)溫差:由于日照、驟冷等天氣原因或高溫車間、低溫冷庫等使用情況造成的結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差異,應(yīng)考慮房屋散熱和保暖條件,按實(shí)際調(diào)查情況確定溫差取值。第十頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用四、橋梁結(jié)構(gòu)的溫度作用氣溫變化:常年的氣溫變化導(dǎo)致橋梁沿縱向均勻地位移,這種位移不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力,只有當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移受到約束時(shí)才會(huì)引起溫度次應(yīng)力。(均勻溫度作用)結(jié)構(gòu)溫差:由于太陽的輻射,使結(jié)構(gòu)沿高度方向形成非線性的溫度梯度,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次應(yīng)力。(梯度溫度作用)沿橋梁橫向也存在梯度溫度,由于影響小,設(shè)計(jì)時(shí)不再計(jì)及其作用。第十一頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用氣溫分區(qū)鋼橋面板鋼橋混凝土橋面板鋼橋混凝土、石橋最高最低最高最低最高最低嚴(yán)寒地區(qū)46-4339-3234-23寒冷地區(qū)46-2139-1534-10溫?zé)岬貐^(qū)46-9(-3)39-6(-1)34-3(0)注:表中括弧內(nèi)數(shù)值適用于昆明、南寧、廣州、福州地區(qū)。

(1)均勻溫度作用計(jì)算時(shí)應(yīng)從結(jié)構(gòu)受到約束(架梁或結(jié)構(gòu)合龍)時(shí)的結(jié)構(gòu)溫度作為起點(diǎn),計(jì)算結(jié)構(gòu)最高和最低有效溫度的作用效應(yīng)。如缺乏實(shí)際調(diào)查資料,公路混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的最高和最低有效溫度標(biāo)準(zhǔn)值可按下表取用。第十二頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用(2)梯度溫度作用計(jì)算梯度溫度引起的效應(yīng)時(shí),采用下圖所示的豎向溫度梯度曲線,其橋面板表面的最高溫度T1規(guī)定見下表?;炷两Y(jié)構(gòu):當(dāng)梁高H小于400mm時(shí),圖中A=H-100(mm);梁高H等于或大于400mm時(shí),A=300mm。帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu):A=300mm,圖中的t為混凝土橋面板的厚度(mm)。第十三頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第一節(jié)溫度作用結(jié)構(gòu)類型T1(℃)T2(℃)混凝土鋪裝256.750mm瀝青混凝土鋪裝層206.7100mm瀝青混凝土鋪裝層145.5豎向日照正溫差計(jì)算的溫度基數(shù)混凝土上部結(jié)構(gòu)和帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。第十四頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用變形作用由于外界因素的影響(如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的支座移動(dòng)或地基發(fā)生不均勻沉降),或自身原因構(gòu)件發(fā)生伸縮變形(如混凝土構(gòu)件發(fā)生徐變),使得結(jié)構(gòu)物被迫發(fā)生變形和內(nèi)力。靜定結(jié)構(gòu):允許產(chǎn)生符合其約束條件的位移,結(jié)構(gòu)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變超靜定結(jié)構(gòu):多余約束限制結(jié)構(gòu)自由變形,從而產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變第十五頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用中部沉降過大引起的正八字裂縫

廠房大面積堆載基礎(chǔ)下沉一、地基變形的影響砌體結(jié)構(gòu)房屋,地基不均勻沉降在砌體中引起附加拉力或剪力,當(dāng)附加內(nèi)力超過砌體本身強(qiáng)度便產(chǎn)生裂縫。單層廠房,因地面大面積堆載造成基礎(chǔ)下沉,使柱身在附加彎矩作用下開裂。第十六頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用剛架橋右側(cè)支柱下沉引起裂縫

連續(xù)梁橋兩端橋臺(tái)沉陷引起裂縫

剛架橋,當(dāng)右端支柱基礎(chǔ)下沉,剛架梁柱相應(yīng)產(chǎn)生附加彎矩。橫梁節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫。連續(xù)梁橋,墩臺(tái)沉降不均勻引起梁內(nèi)附加力,如兩端橋臺(tái)下沉較大,則中間橋墩上梁身所受負(fù)彎矩增大,頂部會(huì)產(chǎn)生自上而下的裂縫。第十七頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用二、混凝土收縮和徐變混凝土收縮:混凝土在硬化時(shí),由于水泥膠體的凝縮和干燥失水以及碳化作用引起的體積減小的現(xiàn)象。如果受到外部支承條件或內(nèi)部鋼筋的約束,會(huì)在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力,加速裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展,影響構(gòu)件的耐久性和疲勞強(qiáng)度等性能。工程設(shè)計(jì)中如何考慮?第十八頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用應(yīng)考慮混凝土收縮變形計(jì)算結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力,但常常通過構(gòu)造措施降低和避免收縮影響,而不去計(jì)算收縮應(yīng)力。(1)限制結(jié)構(gòu)物伸縮縫距離,控制結(jié)構(gòu)不要過長;(2)設(shè)置后澆帶減少混凝土早期收縮影響;(3)收縮應(yīng)力較大部位加強(qiáng)配筋;(4)采用補(bǔ)償收縮混凝土,抵銷收縮變形和約束應(yīng)力等。例如:第十九頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用設(shè)置后澆帶第二十頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用混凝土徐變:荷載的長期作用下,混凝土的變形隨時(shí)間而增長的現(xiàn)象。(1)對(duì)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件,徐變將荷載卸載給鋼筋,使構(gòu)件中鋼筋的應(yīng)力或應(yīng)變增加,混凝土應(yīng)力減小,有利于防止和減小結(jié)構(gòu)物裂縫的形成。(2)徐變對(duì)結(jié)構(gòu)也有不利影響,如受彎構(gòu)件受壓區(qū)混凝土的徐變可使撓度增加,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的徐變將引起預(yù)應(yīng)力的損失。有利和不利影響:第二十一頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第二節(jié)變形作用徐變系數(shù):徐變值在工作應(yīng)力范圍內(nèi)隨應(yīng)力比值的增加而增加,常用徐變系數(shù)反映這種變形增大現(xiàn)象,徐變系數(shù)為極限徐變應(yīng)變與初始彈性應(yīng)變的比值,與受荷時(shí)混凝土齡期、混凝土構(gòu)件厚度、暴露于大氣的表面積有關(guān),可按表6.2取用。第二十二頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力一、土的凍脹原理及作用凍土含有水分的土體溫度降低到其凍結(jié)溫度時(shí),土中孔隙水凍結(jié)成冰,并將松散的土顆粒膠結(jié)在一起。根據(jù)存在時(shí)間長短分為多年凍土季節(jié)凍土瞬時(shí)凍土季節(jié)凍土地基在凍結(jié)和融化過程中,往往產(chǎn)生凍脹和融陷,過大的凍融變形,將造成結(jié)構(gòu)物的損傷和破壞。第二十三頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力凍脹力土體凍結(jié)體積增大,土體膨脹變形受到約束時(shí)產(chǎn)生,約束越強(qiáng),凍脹力也就越大。當(dāng)凍脹力達(dá)到一定界限時(shí)不再增加,這時(shí)的凍脹力就是最大凍脹力。建造在凍脹土上的結(jié)構(gòu)物,相當(dāng)于對(duì)地基的凍脹變形施加約束,使得地基土不能自由膨脹產(chǎn)生凍脹力,地基的凍脹力作用在結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)上,引起結(jié)構(gòu)發(fā)生變形產(chǎn)生內(nèi)力。第二十四頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力二、凍脹性類別及凍脹力分類平均凍脹率地面最大凍脹量與土的凍結(jié)深度之比。根據(jù)凍脹率的不同,地基土可分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強(qiáng)凍脹和特強(qiáng)凍脹五類。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了地基土的凍脹性分類,見表6.3。凍脹力分為:切向凍脹力、法向凍脹力和水平凍脹力。第二十五頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力(1)切向凍脹力平行于結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)側(cè)面產(chǎn)生上拔力,下圖所示基礎(chǔ)側(cè)面作用的側(cè)向力T。(2)法向凍脹力垂直于結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)底面,下圖所示基礎(chǔ)底面作用的法向力N。第二十六頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力(3)水平凍脹力垂直作用于基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)物側(cè)面,當(dāng)水平凍脹力對(duì)稱作用于基礎(chǔ)兩側(cè),側(cè)向力相互平衡,對(duì)結(jié)構(gòu)無不利影響;當(dāng)水平凍脹力作用于下圖所示擋土結(jié)構(gòu)側(cè)壁時(shí),會(huì)產(chǎn)生水平方向推力,類似于土壓力的作用。第二十七頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力二、凍脹力計(jì)算(1)切向凍脹力按基礎(chǔ)側(cè)面單位面積上的平均切向凍脹力給出,《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》給出了單位切向凍脹力取值。凍脹性分類土類弱凍脹凍脹強(qiáng)凍脹特強(qiáng)凍脹粘性土,粉土30~6060~8080~120120~150砂土,礫(碎)石(粘、粉粒含量>15%)<1020~3040~8090~200單位切向凍脹力(kPa)第二十八頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力總的切向凍脹力為:式中T——總的切向凍脹力(kN);

st——單位切向凍脹力(kPa);

A——與凍土接觸的基礎(chǔ)側(cè)面積(m2)。(2)法向凍脹力式中 sno——法向凍脹力(kPa);

h——凍脹率,可按表6.3取值;

E——凍土壓縮模量(kPa)。第二十九頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第三節(jié)凍脹力土的類別亞粘土亞砂土礫石土粗砂平均值30412913458最大值43037128178幾種典型土的水平凍脹力(kPa)(3)水平凍脹力對(duì)稱性水平凍脹力由于作用于構(gòu)件是相互平衡的,不產(chǎn)生不利影響;水平凍脹力與土的類別有關(guān),幾種典型土的水平凍脹力見表。非對(duì)稱水平凍脹力作用于基礎(chǔ)一側(cè)或擋土墻上,相當(dāng)于單向水平推力。第三十頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用一、爆炸的概念就是物質(zhì)系統(tǒng)迅速釋放能量的物理或化學(xué)過程,它在極短的時(shí)間內(nèi)迸發(fā)大量能量,并以波的形式對(duì)周圍介質(zhì)施加高壓。爆炸按照爆炸發(fā)生機(jī)理和作用性質(zhì)分:物理爆炸、化學(xué)爆炸、燃?xì)獗ê秃吮ǖ榷喾N類型。第三十一頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用二、爆炸力學(xué)性質(zhì)1.壓力時(shí)間曲線核爆升壓時(shí)間很快;化爆升壓時(shí)間相對(duì)較慢,峰值壓力亦較核爆為低;燃爆升壓最慢,峰值壓力也更低。2.沖擊波和壓力波爆炸會(huì)在瞬間壓縮周圍空氣而產(chǎn)生超壓,爆炸壓力超過正常大氣壓,核爆、化爆和燃爆都產(chǎn)生不同幅度的超壓,其作用效應(yīng)相當(dāng)于靜壓。

從壓力時(shí)間曲線看:超壓第三十二頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用在極短的時(shí)間內(nèi)壓力達(dá)到峰值,氣體急速地被擠壓和推進(jìn)而產(chǎn)生沖擊波。沖擊波所到之處,除產(chǎn)生超壓外,還帶動(dòng)波陣面后空氣質(zhì)點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)引起動(dòng)壓,動(dòng)壓與物體形狀和受力面方位有關(guān),類似于風(fēng)壓。以超壓為主,動(dòng)壓很小,可以忽略,其爆炸波屬壓力波。核爆、化爆燃?xì)獗ǖ谌?,共六十二頁?022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用三、爆炸對(duì)結(jié)構(gòu)的影響及計(jì)算1.爆炸對(duì)結(jié)構(gòu)的影響爆炸對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞程度與爆炸的性質(zhì)和爆炸物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。爆炸發(fā)生的環(huán)境或位置不同,其破壞作用也不同,在封閉的房間、密閉的管道內(nèi)發(fā)生的爆炸其破壞作用比在結(jié)構(gòu)外部發(fā)生的爆炸要嚴(yán)重的多。燃?xì)獗ㄊ墙ㄖY(jié)構(gòu)易于遭遇到的爆炸,民用燃?xì)獗ㄉ龎簳r(shí)間與結(jié)構(gòu)基本周期相比,作用時(shí)間足夠緩慢,可以忽略慣性力,把燃?xì)獗▽?duì)結(jié)構(gòu)的作用當(dāng)作靜力作用,不必考慮其動(dòng)力效應(yīng)。第三十四頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用2.泄瀑保護(hù)燃?xì)獗ù蠖及l(fā)生在生產(chǎn)車間、居民廚房等室內(nèi)環(huán)境,一旦爆炸發(fā)生,常常是窗玻璃被壓碎,屋蓋被氣浪掀起,導(dǎo)致室內(nèi)壓力下降,起到泄壓保護(hù)作用。第三十五頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用3.壓力峰值計(jì)算(1)Rasbash建議使用正常燃燒速度下的爆炸壓力最大值計(jì)算公式:式中p——最大爆炸壓力(kPa);

pv——泄壓時(shí)的壓力(kPa);

k——泄壓面積比,房間內(nèi)最小正截面積與泄壓總面積之比。第三十六頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第四節(jié)爆炸作用(2)Dragosavic給出了最大爆炸壓力計(jì)算公式:式中p——最大爆炸壓力(kPa);

j——泄壓系數(shù),房間體積與泄壓面積之比;

pv——泄壓時(shí)壓力(kPa)。上式是在體積為20m3的實(shí)驗(yàn)空間得到的,不適用于大體積空間中爆炸壓力估算和泄壓計(jì)算。第三十七頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用一、汽車沖擊力沖擊作用由于車輛荷載動(dòng)力作用而使橋梁發(fā)生振動(dòng)而造成內(nèi)力和變形增大的現(xiàn)象。沖擊影響與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān),結(jié)構(gòu)越柔對(duì)動(dòng)力荷載的緩沖作用越好。公路《橋規(guī)》給出了以基頻(基本周期)表示的橋梁沖擊力計(jì)算的具體規(guī)定:(1)鋼橋、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、拱橋等上部結(jié)構(gòu)和鋼支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺(tái),應(yīng)計(jì)算汽車的沖擊作用。第三十八頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用(2)填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺(tái)不計(jì)沖擊力。(3)汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)m。(4)沖擊系數(shù)m可按下式計(jì)算: 當(dāng)f<1.5Hz時(shí),m=0.05 當(dāng)1.5Hz≤f≤14Hz時(shí),m=0.1767lnf-0.0157 當(dāng)f>14Hz時(shí),m=0.45 式中f——結(jié)構(gòu)基頻(Hz)。(5)汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用1.3。第三十九頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》按車道荷載和車輛荷載分別給出汽車荷載沖擊系數(shù)m。(1)車道荷載的沖擊系數(shù)式中l(wèi)——橋梁跨徑(m)。當(dāng)l=20m時(shí),m=0.20;l=150m時(shí),m=0.10。(2)車輛荷載的沖擊系數(shù)(3)對(duì)于拱橋、涵洞以及重力式墩臺(tái),當(dāng)填料厚度(包括路面厚度)等于或大小0.5m時(shí),可不計(jì)沖擊力。第四十頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用二、離心力當(dāng)彎道橋的曲線半徑等于或小于250m時(shí),應(yīng)計(jì)算汽車荷載產(chǎn)生的離心力。離心力的取值可通過車輛荷載乘以離心力系數(shù)C得到:式中v——行車速度(m/s);

R——彎道曲線半徑(m);

g——重力加速度,取9.81m/s2。第四十一頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用如果將行車速度v的單位以km/h表示,并將g=9.81m/s2代入,可得:式中v——行車設(shè)計(jì)速度(km/h),應(yīng)按橋梁所在路線等級(jí)的規(guī)定采用。公路《橋規(guī)》:計(jì)算多車道橋梁的汽車荷載離心力時(shí),車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以規(guī)范規(guī)定的橫向折減系數(shù)。離心力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處(為計(jì)算簡便也可移至橋面上,不計(jì)由此引起的作用效應(yīng))。第四十二頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用三、制動(dòng)力(一)汽車制動(dòng)力公路橋梁(1)汽車制動(dòng)力按同向行駛的汽車荷載(不計(jì)沖擊力)計(jì)算,并考慮汽車荷載效應(yīng)縱向折減的規(guī)定,以使橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生最不利縱向力的加載長度上進(jìn)行縱向折減。第四十三頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用一個(gè)設(shè)計(jì)車道上汽車制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計(jì)算的總重力的10%計(jì)算,但公路-Ⅰ級(jí)汽車制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kN;公路-Ⅱ級(jí)汽車制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于90kN。同向行駛雙車道的汽車制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為一個(gè)設(shè)計(jì)車道制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值的兩倍;同向行駛?cè)嚨罏橐粋€(gè)設(shè)計(jì)車道的2.34倍;同向行駛四車道為一個(gè)設(shè)計(jì)車道的2.68倍。第四十四頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用(2)制動(dòng)力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處,計(jì)算墩臺(tái)時(shí),可移至支座鉸中心或支座底座面上。計(jì)算剛構(gòu)橋、拱橋時(shí),制動(dòng)力的著力點(diǎn)可移至橋面上,但不計(jì)因此而產(chǎn)生的豎向力和力矩。第四十五頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第五節(jié)行車動(dòng)態(tài)作用城市橋梁(1)按一個(gè)設(shè)計(jì)車道,當(dāng)采用城-A級(jí)汽車荷載設(shè)計(jì)時(shí),制動(dòng)力應(yīng)采用160kN或10%車道荷載;當(dāng)采用城-B級(jí)汽車荷載設(shè)計(jì)時(shí),制動(dòng)力應(yīng)采用90kN或10%車道荷載,以上均不包括沖擊力,并取兩者中的較大值。(2)當(dāng)計(jì)算的加載車道為2條或2條以上時(shí),應(yīng)以2條車道為準(zhǔn),其制動(dòng)力不折減。第四十六頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力一、基本概念以某種人為方式在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上預(yù)先施加與構(gòu)件所承受的外荷載產(chǎn)生相反效應(yīng)的力預(yù)加力建立了預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件稱為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件第四十七頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力對(duì)受拉區(qū)混凝土預(yù)先施加一定的壓應(yīng)力,讓受拉區(qū)的混凝土處于受壓狀態(tài),使其能夠部分或全部抵消由荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而延緩構(gòu)件開裂,甚至不出現(xiàn)裂縫。預(yù)加力的原理與作用第四十八頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮了高強(qiáng)材料的作用(混凝土的抗壓、高強(qiáng)鋼筋的抗拉);提高了構(gòu)件的抗裂度,使構(gòu)件不開裂或開裂甚微;提高了構(gòu)件的剛度,跨越能力增加,截面尺寸和撓度卻減小。第四十九頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的應(yīng)用范圍大跨度結(jié)構(gòu)——如大跨度橋梁、體育館和車間以及機(jī)庫等大跨度建筑的屋蓋、高層建筑結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層;對(duì)抗裂有特殊要求的結(jié)構(gòu)——如壓力容器、壓力管道、水工或海洋建筑,還有冶金、化工廠的車間等;某些高聳建筑結(jié)構(gòu)——如水塔、煙囪、電視塔等;某些大量制造的預(yù)制構(gòu)件——如預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力預(yù)制樁。第五十頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力二、按設(shè)計(jì)方法和施工特點(diǎn)的分類(一)外部預(yù)加力和內(nèi)部預(yù)加力外部預(yù)加力——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所加的預(yù)加力來自結(jié)構(gòu)之外;內(nèi)部預(yù)加力——若混凝土構(gòu)件中的預(yù)加力是通過張拉結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)鋼筋,使構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。應(yīng)用甚少運(yùn)用廣泛第五十一頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力(a)張拉并錨定鋼筋

(b)澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)(c)放松鋼筋混凝土受預(yù)壓(二)先張法預(yù)加力和后張法預(yù)加力先張法:先張拉鋼筋用錨具臨時(shí)固定(a),然后澆筑混凝土(b)。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,放松預(yù)應(yīng)力鋼筋。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮時(shí),將壓縮混凝土(c),使混凝土獲得預(yù)加力。預(yù)應(yīng)力的建立主要依靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力第五十二頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力張拉臺(tái)座先張法第五十三頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力(a)澆筑混凝土并預(yù)留孔道(b)穿預(yù)應(yīng)筋并張拉預(yù)應(yīng)力(c)錨固后壓力灌漿

后張法:先澆筑混凝土構(gòu)件,并預(yù)留孔道(a),待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,往孔道中穿入鋼筋,用千斤頂張拉鋼筋,并同時(shí)壓縮混凝土(b)。張拉完畢后用錨具將鋼筋固定在構(gòu)件兩端,然后往孔道內(nèi)壓力灌漿(c)。預(yù)應(yīng)力的建立主要依靠構(gòu)件兩端的錨固裝置第五十四頁,共六十二頁,2022年,8月28日第六章其它荷載與作用

第六節(jié)預(yù)加力某T型梁

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