6up官网【真.博】

6up完整版)叶见曙结构设计原理第四版第18章

时间:2021-01-25 21:26

  (完整版)叶见曙结构设计原理第四版第18章_物理_自然科学_专业资料。叶见曙 ·结构设计原理(第4版)·教学课件 第18章 钢结构的计算方法 张娟秀 雷 笑 马 莹 编制 叶见曙 主审 Principle of Structure Design 本章目录

  叶见曙 ·结构设计原理(第4版)·教学课件 第18章 钢结构的计算方法 张娟秀 雷 笑 马 莹 编制 叶见曙 主审 Principle of Structure Design 本章目录 18.1 钢材的破坏形式 18.2 计算方法 2 教学要求 ? 掌握钢材的两种强度破坏。 ? 掌握公路桥梁钢结构概率极限状态设计法,理解按承载能 力极限状态设计计算的表达式。 ? 理解公路桥梁钢结构抗疲劳计算的疲劳荷载模型及抗疲劳 验算的要求。 18.1 钢材的破坏形式 钢材在各种作用下会发生两种强度破坏形式: 1)钢材塑性破坏 主要特征是破坏前构件产生明显塑性变形,而且仅在钢 材的应力超过屈服强度,达到了钢材的极限抗拉强度 fu 后才 发生。 破坏后的断口呈纤维状,色泽发暗。 2)钢材脆性破坏 特点是:钢材破坏前的塑性变形很小,甚至没有塑性变 形,平均应力低于钢材的屈服强度,破坏往往从应力集中处 开始。 破坏后的断口平直,呈现出有光泽的晶粒状。 4 18.2 计算方法 18.2.1 公路桥梁钢结构设计的基本要求 (1)钢结构在运输、安装和使用过程中,必须具有足够 的承载能力、刚度和稳定性,整个结构必须安全可靠; (2)要从工程实际出发,合理选用材料、结构设计方案 和构造措施,6up要符合桥梁结构的使用要求,要具有良好的耐 久性; (3)尽可能地节约钢材,减轻钢结构重量; (4)尽可能缩短制造、安装时间,以缩短工期; (5)结构要便于运输,构造设计要便于检查与养护。 5 18.2.2 钢结构的计算方法 1)总安全系数的容许应力计算法 构件截面上的作用内力 钢材的屈服强度 构件截面上的计算应力 N fk SK 构件截面的几何特性 钢材的容许应力 (18-1) 2)多系数分析后用单一安全系数的容许应力计算法 构件截面的几何特性 Ni fy S K1K2 K3 fy S K (18-2) 荷载系数 调整系数,用以考虑一些特殊变异因素 钢材材料系数 6 系数K1、K2 、K3综合确定后的安全表达式为 Ni fy S K 3)以概率论为基础的极限状态设计法 (18-3) 采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系 数的表达式进行计算。 7 18.2.3 公路桥梁钢结构设计方法 (1)《公路桥规》规定公路钢结构桥梁采用以概率论为基 础的极限状态设计方法,按照分项系数的设计表达式并且考虑 设计状况进行设计计算。 (2)公路桥梁钢结构设计计算要满足承载能力极限状态和 正常使用极限状态的要求,也应根据需要进行抗疲劳设计。 (3)公路桥梁钢结构应进行耐久性设计。 特大桥、大桥和中桥主体结构应按不小于100年设计使用年 限进行设计;高速公路、一级公路和二级公路上的小桥主体结 构宜按不小于100年设计使用年限进行设计。 行业标准 公路钢结构桥梁设计规范 JTG D64---2015 1)按承载能力极限状态设计计算 公路桥梁钢结构及连接按持久状况进行承载能力极限状 态设计计算,采用作用基本组合设计值,即永久作用与可变 作用的组合设计值。 (1) 以“强度计算”和“稳定计算”来代表承载力计 算,计算表达式中的各分项系数已隐含在设计参数中,构件 的抗力也相应取用了材料强度设计值,其表达形式为 桥梁结构重要性系数,按 照表2-4选用 作用组合的效应设计值,包括了计算中各 种有关作用效应和荷载效应的分项系数 0 Nd S ≤fd (18-4) 构件截面几何特性 钢构件及其连接的材料强度设计值 。不同材料、厚度、受力特征的钢 材强度设计值详见附表4-1、4-2、 4-3、附表4-4。 9 按承载能力极限状态设计时作用基本组合的效应值 汽车荷载(含汽车冲击力、离 心力)的标准值 第i个永久作用的标准值 结构的重要性系数 在作用组合中除汽车荷载(含汽 车冲击力、离心力)外的其他第 j个可变作用的标准值 m n Sud 0S ( G Gi ik Q1 LQ1k c Lj Q Qj jk ) i 1 j2 (2-28) 第i个永久作用的分项系数 汽车荷载(含汽车冲击力、离 心力)的分项系数 在作用组合中除汽车荷载(含汽 车冲击力、离心力)外的其他可 变作用的组合系数 在作用组合中除汽车荷 载(含汽车冲击力、离 心力)、风荷载外的其 他第j个可变作用的分 项系数 10 (2)钢结构及其构件的稳定性验算 是承载能力极限状态设计计算的重要内容,钢结构及其 构件的稳定性验算包括结构构件整体稳定验算和板件局部 稳定验算,必须满足《公路桥规》规定的要求。 (3)公路钢桥上部结构为整体式截面梁时,《公路桥 规》要求进行横桥向抗倾覆性能验算。 对于单支座、曲线钢连续箱梁桥必须进行抗横向倾覆的 承载能力极限状态验算,计算要求为: ①在作用基本组合下,单向受压支座始终保持受压状态; ②当整联只采用单向受压支座支承时,验算应符合下式: 使上部结构稳定的作用基本 组合(分项系数均为1.0)的 效应设计值 Sbk,i Ssk,i kqf 使上部结构失稳的作用基本 组合(分项系数均为1.0) 的效应设计值 横桥向抗倾覆稳定性系数, 一般取2.5 (18-5) 2)按正常使用极限状态的设计计算 公路桥梁钢结构正常使用极限状态的设计计算包括构件 的最大竖向挠度和结构刚度的验算。 (1)结构竖向挠度的验算 对受弯构件,采用不计冲击力的汽车车道荷载的频遇值 (频遇值系数取1.0),并按结构力学方法计算构件的最大 竖向挠度值并应小于规定的挠度限值。 《公路桥规》规定的规定的挠度限值为: 钢桁架和钢板梁为 l /500 ( l 为计算跨径); 斜拉桥主梁为 l /400 ( l 为计算跨径); 悬索桥加劲梁为 l /250 ( l 为计算跨径); 梁的悬臂端部为 l1 /250 (