鋼橋設(shè)計計算理論課件

1、2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件02021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件12021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件22021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件3,effe i is iAb tA(5.1.6-1)式中: effA 有效截面面積；be,i考慮剪力滯影響的第i塊板件的翼緣有效寬度，見圖5.1.6-1，按5.1.7條計算；Ti 第i塊板件的厚度；As,i翼緣有效寬度內(nèi)的加勁肋面積。be1be2be3be2BAs圖圖5.1.6-1 考慮剪力滯影響的第考慮剪力滯影響的第i塊板件的翼緣有效寬度示意圖塊板件的翼緣有效寬度示意圖2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理

2、論PPT課件4effA,effl ii is iAbtA123As bi，ti第i塊受壓板件的寬度和厚度。 As,i第i塊受壓板件的加勁肋面積。 l,i第i塊受壓板件的局部穩(wěn)定系數(shù)，按5.1.9條計算。圖圖5.1.6-2考慮受壓加勁板局部穩(wěn)定影響的受壓板件寬度示意圖考慮受壓加勁板局部穩(wěn)定影響的受壓板件寬度示意圖(5.1.6-2)2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件5effA,e jeffl ii is ibAbtABb1b2b3be1be2be3be2BAs (5.1.6-3)(5.1.6-3)圖圖5.1.6-3 同時考慮剪力滯和受壓加勁板局部穩(wěn)定影響的板件寬度示意圖同時考慮剪力滯和

3、受壓加勁板局部穩(wěn)定影響的板件寬度示意圖2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件62b 0.051.1 2 0.050.301.01 2.141.43( ) 0.30.500.5,.eeeebbbbbbbbbbbbb時可用空間分析或其它更精確的方法確定22b 0.021.03.24.5( ) 0.020.30b1.042.231.49( ) 0.300.500.5,eeeebbbbbbbbbbbbb時可用空間分析或其它更精確的方.法確定（5.1.7-1）（5.1.7-2）2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件7b12b2b3tbe1be2be3be2式中：式中：b be e翼緣有效

4、寬度；翼緣有效寬度； b b 腹板間距的腹板間距的1/21/2，或翼緣外伸肢為伸臂部分的寬度，如圖，或翼緣外伸肢為伸臂部分的寬度，如圖5.1.7-15.1.7-1所示；所示； 等效跨長，見表等效跨長，見表5.1.7-5.1.7-圖圖5.1.7-1 5.1.7-1 翼緣的有效寬度翼緣的有效寬度2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件82021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件92202024)1 (11)1 (11214 . 014 . 0RRRRRll時：時：(5.1.9-1)4 . 0(8 . 00R(5.1.9-2)kEftbfRycry1)1 (1222 (5.1.9-3)式中

5、 R相對寬厚比；k加勁板的彈性屈曲系數(shù)； b加勁板的寬（腹板或剛性縱向加勁肋的間距）； t被加勁板板厚；E彈性模量； v泊松比。2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件10deffNfA(5.2.1-1)deffNfA Aeff考慮局部穩(wěn)定影響的有效截面面積；(5.2.2-3） Aeff有效截面面積；2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件11 Aeff考慮局部穩(wěn)定影響的有效截面面積；max1ucNNuceffdNAf軸心受壓構(gòu)件的有效截面無偏心時，穩(wěn)定應(yīng)按下式計算：軸心受壓構(gòu)件的有效截面無偏心時，穩(wěn)定應(yīng)按下式計算：(5.2.2-4)(5.2.2-5)式中 Nmax軸心壓力，當壓力

6、沿軸向變化時取桿件中間1/3部分的最大值； 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按5.2.3條計算式中 Nmax軸心壓力，當壓力沿軸向變化時取桿件中間1/3部分的最大值； 軸心受壓構(gòu)件的有效截面有偏心時，軸心受壓構(gòu)件的有效截面有偏心時，應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計算，應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計算，偏心彎矩按下式計算：偏心彎矩按下式計算：NMNe(5.2.2-6)eN有效截面偏心距；2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件12在主平面內(nèi)受彎的實腹式構(gòu)件抗彎強度應(yīng)滿足下列規(guī)定在主平面內(nèi)受彎的實腹式構(gòu)件抗彎強度應(yīng)滿足下列規(guī)定：1、翼板正應(yīng)力,xdx effMfW式中 Wx,eff考慮剪力滯和受壓板件局部穩(wěn)定的有效截面模量

7、。(5.3.1-1)2、受雙向彎曲和扭轉(zhuǎn)共同作用時，正應(yīng)力和剪應(yīng)力的組合滿足221.0dvdff(5.3.1-2)3、腹板剪應(yīng)力vdf開口截面腹板彎曲剪應(yīng)力可按（5.3.1-4）計算：wVSIt(5.3.1-4)(5.3.1-3)2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件13未設(shè)加勁肋處的腹板局部應(yīng)力按5.3.1-5計算ydw zFft l4、受彎實腹式構(gòu)件腹板在正應(yīng)力x、剪應(yīng)力和局部應(yīng)力y共同作用時2221.0yyxxddddvdfffff(5.3.1-6)(5.3.1-5)式中，分布長度yzhal22021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件14m受彎的等截面實腹式構(gòu)件的整體穩(wěn)定應(yīng)滿

8、足下列規(guī)定受彎的等截面實腹式構(gòu)件的整體穩(wěn)定應(yīng)滿足下列規(guī)定：1yxmbxuxuyMMMM1yxmuxbyuyMMMM,uxx effdMWf,uyy effdMWf210.5(1) 12.0(0.8)1.0mcTk ,Tx effycrWfM(5.3.2-1)(5.3.2-2)(5.3.2-3)(5.3.2-4)(5.3.2-5)(5.3.2-6)Wx,eff，Wy,eff考慮剪力滯和受壓板件局部穩(wěn)定的有效截面模量考慮剪力滯和受壓板件局部穩(wěn)定的有效截面模量 等效彎矩系數(shù)；等效彎矩系數(shù)；k kc c彎矩換算系數(shù)，可按表彎矩換算系數(shù)，可按表5.3.2-15.3.2-1計算計算 相對長細比：相對長細比

9、： TcrM考慮約束影響的彎曲彈性屈曲彎矩?？紤]約束影響的彎曲彈性屈曲彎矩。2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件15腹板加勁肋設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：腹板加勁肋設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：1、腹板最小板厚度應(yīng)滿足表5.3.3-1的要求。2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件16腹板加勁肋設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：腹板加勁肋設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：2、腹板橫向加勁肋的間距a應(yīng)滿足下式要求：950wta(5.3.3-1) 腹板橫向加勁肋慣性矩應(yīng)滿足下式要求 ：303twIh t(5.3.3-2)3、腹板縱向加勁肋滿足以下要求 ：30 wllthI(5.3.3-3)200max 1.52.50.45la

10、 ha h，(5.3.3-4)2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件17實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件強度應(yīng)滿足下列規(guī)定實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件強度應(yīng)滿足下列規(guī)定：1yyNxxNuuxuyMNeMNeNNMMuxeffdNAf,uxx effdMWf,uyy effdMWf(5.4.1-1)(5.4.1-3)(5.4.1-2)(5.4.1-4)式中： N計算截面軸力； 計算截面彎矩；Wx,eff，Wy,eff 考慮剪力滯和受壓板件局部穩(wěn)定的有效截面模量。 exN, eyN有效截面偏心距。yxMM ,2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件18,11yyNmaxxxNmxmyxubyuyuxma

11、xx crMNeNMNeNMMNN,11yyNmaxxxNmxmyyubxuxuymaxy crMNeNMNeNMMNN實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定應(yīng)滿足下列規(guī)定實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定應(yīng)滿足下列規(guī)定：uxeffdNAf,uxx effdMWf,uyy effdMWf(5.4.2-4)(5.4.2-3)(5.4.2-5)(5.4.2-1)(5.4.2-2)軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)mymxbybxyx,彎矩作用平面內(nèi)的受彎構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；雙向受彎相關(guān)系數(shù)=0.6；等效彎矩系數(shù)，按表5.4.2-1計算。 2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件191、凡承受拉拉循環(huán)應(yīng)力或拉壓循環(huán)應(yīng)力作用的

12、橋梁構(gòu)件都應(yīng)進行疲勞、凡承受拉拉循環(huán)應(yīng)力或拉壓循環(huán)應(yīng)力作用的橋梁構(gòu)件都應(yīng)進行疲勞驗算。在抗疲勞設(shè)計時，只考慮可變作用。驗算。在抗疲勞設(shè)計時，只考慮可變作用。2、 公路橋梁抗疲勞設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路橋梁抗疲勞設(shè)計應(yīng)根據(jù)5.7.2條條5.7.4條中的條中的3種疲勞荷載模型進種疲勞荷載模型進行驗算。行驗算。5.7.2疲勞荷載模型I2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件20DFFminmax1 、疲勞荷載模型、疲勞荷載模型I用于橋梁結(jié)構(gòu)中整體構(gòu)件疲勞驗算；用于橋梁結(jié)構(gòu)中整體構(gòu)件疲勞驗算；2 、疲勞荷載模型疲勞荷載模型I I為等效的車道荷載。集中荷載為為等效的車道荷載。集中荷載為0.70.7P Pk

13、k，均布荷載為，均布荷載為0.30.3q qk k。P Pk k和和q qk k按按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)(JTG D60-2004)第第4.3.14.3.1條取值；條取值；3 3、 最大應(yīng)力最大應(yīng)力 和最小應(yīng)力和最小應(yīng)力 由集中荷載與均布荷載的最不利排列確定；由集中荷載與均布荷載的最不利排列確定；4 、計算、計算 和和 應(yīng)考慮多車道折減的影響應(yīng)考慮多車道折減的影響5、 疲勞壽命驗算要求滿足：疲勞壽命驗算要求滿足：式中：式中： 常幅疲勞極限，見圖常幅疲勞極限，見圖5.7.5-1。 DmaxFmaxFminFminF2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理

14、論PPT課件211 、疲勞荷載模型、疲勞荷載模型II用于構(gòu)造細節(jié)的疲勞驗算；用于構(gòu)造細節(jié)的疲勞驗算；2、疲勞荷載模型、疲勞荷載模型II為四軸單車模型，軸重、軸距與輪距的布置如下。為四軸單車模型，軸重、軸距與輪距的布置如下。Mf(c)疲勞荷載輪軸分布(a)公路I級疲勞荷載(b)公路II級疲勞荷載2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件223、 疲勞壽命驗算要求滿足：疲勞壽命驗算要求滿足：式中：式中： 為為疲勞荷載效應(yīng)分項系數(shù)，疲勞荷載效應(yīng)分項系數(shù)，in.max.mpmpp和0 . 1/53MfcFFfMfcFFfFf0 . 1Ff結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。對于冗余桿件，。對于關(guān)鍵桿件， 結(jié)構(gòu)重要性系

15、數(shù)。對于冗余桿件取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。對于冗余桿件取1.0，對于關(guān)鍵桿件取，對于關(guān)鍵桿件取1.15.MfMfRR、疲勞抗力，對應(yīng)于疲勞抗力，對應(yīng)于200萬次疲勞抗力應(yīng)力幅，根據(jù)具體的疲勞萬次疲勞抗力應(yīng)力幅，根據(jù)具體的疲勞細節(jié)取值細節(jié)取值FF、等效應(yīng)力幅，按下式計算等效應(yīng)力幅，按下式計算min.max.ppF為為單單車加載得到的應(yīng)力車加載得到的應(yīng)力為損傷等效系數(shù)為損傷等效系數(shù)4321max且1為不同跨徑橋梁的損傷影響系數(shù)為荷載修正系數(shù)為交通量影響系數(shù)為其他車道重車影響系數(shù)為考慮疲勞極限的最大取值234max2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件231 、疲勞荷載模型、疲勞荷載模型II采用實橋

16、交通調(diào)查數(shù)據(jù)作為制定疲勞荷載的依據(jù)采用實橋交通調(diào)查數(shù)據(jù)作為制定疲勞荷載的依據(jù) ；2、制定疲勞荷載模型應(yīng)考慮行車方向、車道數(shù)量、車道類型、車輛間距、車、制定疲勞荷載模型應(yīng)考慮行車方向、車道數(shù)量、車道類型、車輛間距、車輛類型、車輛軸重的影響輛類型、車輛軸重的影響MfMfFfiiNnNnNnNn1332211式中：式中： 為為疲勞荷載效應(yīng)分項系數(shù)，疲勞荷載效應(yīng)分項系數(shù)，F(xiàn)f0 . 1Ff結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。對于冗余桿件取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。對于冗余桿件取1.0，對于關(guān)鍵桿件取，對于關(guān)鍵桿件取1.15.Mf疲勞應(yīng)力譜中應(yīng)力幅的加載次數(shù) 疲勞應(yīng)力譜中應(yīng)力幅iin和的加載次數(shù) 疲勞應(yīng)力譜中應(yīng)力幅疲勞應(yīng)力譜中應(yīng)力幅

17、 的加載次數(shù)；的加載次數(shù)；疲勞細節(jié)曲線中與應(yīng)力幅疲勞細節(jié)曲線中與應(yīng)力幅 對應(yīng)的疲勞壽命對應(yīng)的疲勞壽命iniNii2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件24Mf鋼結(jié)構(gòu)的疲勞抗力用對應(yīng)于不同疲勞細節(jié)的S-N雙對數(shù)曲線表示。每個疲勞細節(jié)用其對應(yīng)于2.0106次疲勞壽命的應(yīng)力幅標識。疲勞細節(jié)的常幅疲勞極限對應(yīng)于曲線上疲勞壽命為5.0106的應(yīng)力幅，截止限對應(yīng)于疲勞壽命為1.0108的應(yīng)力幅。在疲勞分析時，應(yīng)力譜中所有低于截止限的應(yīng)力循環(huán)可以忽略不計。剪應(yīng)力疲勞細節(jié)曲線正應(yīng)力疲勞細節(jié)曲線2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件25Mf2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件26Mf2021-11-23鋼橋設(shè)計計算理論PPT課件275.2.3 軸心受壓整體穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的長細比、鋼材屈服強度和表 5.2.4的截面分類按下式計算，取截面兩主軸穩(wěn)定系數(shù)中的較小值。2202024)1 (11)1 (11212 . 012 . 0時：時：返回(5.2.3-1),yyE crffE(5.2.3-1)(5.2.3-2)(5.2.3-3)(5.2.3-4)2 . 0(02,2E crE其中， 相對長細比