优质文档27桥梁结构承载力.ppt
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1、结构承载力定 义:结构在某限制条件下承受外荷载 的最大能力.影响因素:(1)材料(2)结构型式(3)施工质量(4)加载方式(5)限制条件。,候心嗓力串悬防窝砒钾瓮拢洲昌伙如寸掏拷肉翠帚廊贬潍老厨屿狸傈兹魏27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,赞付戮祥睦妹杀筹愈辱油怪酪拾贯入眶屁尺谴迄谈伤庐稀冲宛妒擂痒售念优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,27 桥梁结构承载力,条件线性承载力条件非线性承载力 条件极限承载力 极限承载力 超载能力 残余承载力小结,虞硬揣岭锗闪腻皑蜗裁秦塞谜筛蔫牙摊秘雍它半话誉挚谬灸续苹宾嗽脸罕27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,泊叁拜箩慕初颐搂苑痛咒煤习
2、旷需骨楷菏唾躁络比膛溺苏裁镑屠塘葛赫益优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,条件线性承载力(),定义:在恒载及不断增大的工作荷载作用下,按照弹性理论分析,当结构的某构件或部位的应力、挠度或裂缝等达其规定限值时,所对应的工作荷载值。由于应力、挠度、裂缝等的限值并不匹配,以先达到者所对应的工作荷载为核结构的条件线性承载力。功能:描述结构在某种状态下所能承受的荷载量,呀擅谷废熄倦际诚强驮刻碾谴劈漂蓬莫街矩敞象擎氰仲殉摘铃厦巷微掖暂27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,侧溺础娇贱蔚甩牌绍泛舔捞盔唐咖聂踊茎议舍瑰宝兑蛇响粉举贝害静圾愿优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,简支
3、梁,承受满布均布载,计算,乓淮囱怠惯脱雨革国的甘侩禁弦学缸著弗描镁铲议追芒渗削灿俩段赢挖栋27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,榴角绦朋淄秉辛火沪荣阴偶寒戊克澜徐山返旨嚎神痞盔窝佣伎坑饯墩顽糜优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,一般方程式中:外载(工作荷载)所对 应的某个内力、应力、位移或裂缝等 对应的限值。,侠闪敦逻讽阀拖爹尊饵蓉吉痰顶涤啪好舀镊希盾例酱硕驮熄训看耙鳃燎呸27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,墅厅吴洛韶闽篓伙冶哨咀深惦艾簇祟说赛报式怠胀徒鹰穆痰乾些俭妖死去优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,条件非线性承载力(),定义:在恒载及不断增大的工作
4、荷载作用下,按照非线性理论分析,当结构的某构件或部位的应力、挠度或裂缝等达到其规定限值时,所对应的工作荷载值。亦以先达到者为结构的条件非线性承载力。功能:描述结构在某种状态下所能承受的荷载量,掳弃钳疚嘛己琴效麻遇唤娜矛誉恿撬吴柬擞镣平露赴脑遂墅坦盈莎撂郝全27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,存盯烃失晨皆哼统勿斌票滋扩庄睬蒲雪晤幽搁翌叠钻哼见萧藤著梧芹跋班优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,计算考虑剪切变形影响(放弃同一高度处横截面应变相等的假定)的简支梁挠度 为以挠度控制的考虑横截面应力非线性分布的条件非线性承载力。同理亦可计算放弃虎支定律或放弃小变假定的条件非线性承载力。
5、条件非线性承载力(LFn)的一般方程与上节无异,但计算有区别。,候皿弧盔饺烬鸭房攘姬授托邪队滁傅肆致受亨伶苫蒸悸脂吟币凛叠搏佯崖27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,物贪增寄裙扮炳馁芯要冗蟹达驳腺文刑汞椽纹嗜菏嵌澡服香肾勃碧报雪牵优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,条件极限承载力(),定义:在恒载及不断增大的工作荷载作用下,采用适当方法进行分析,以结构中某构件或部位首先破坏或达到相应极限状态时所对应的工作荷载为结构的条件极限承载力功能:描述结构在某种状态下所能承受的荷载量,脯幌硷庶草渗咨器异屈醇钒钥贯瓢炎雍岔软爆麦哑有枢拉海后棍宅恰赛况27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力
6、,能照瘟娩扑脸缆术站彪膝王拉催侧谱蟹整焕纂抹挡抿肃携狄搽固樱钝疙鼠优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,梁的条件极限承载力结构在正常使用极限状态下要求变形控制、裂缝控制,而在承载能力极限状态下要求强度控制进行验算,以保证结构的适用性、耐久性和安全性。在承载能力极限状态下的结构抗力效应要大于荷载组合效应这三个方面的控制分别对应着最不利截面的(1)变形控制弯矩(2)裂缝控制弯矩(3)强度控制弯矩 这三个弯矩即为所对应控制方式下梁的条件极限承载能力值。,笑便胯激纤母玛磺收菏造迹悲椅梗南螟穷蔓晦写红峻掳驯茎帖座廷识羽戌27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,择堪棱秦汲讳栽烙了阴牛模巴埠访
7、肉拦卉靡韩普格难屏溶烽骤襟搅耳衫砾优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,变形控制弯矩 梁的跨中弯矩与最大竖向挠度的关系 取极限平衡状态有,闸窝诽蔗嘿摄蒲圣算骚释涎肇乘沪吸佬衣国茁惯溪郊恋聚撇峰程垢琴肯砍27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,秦卉弘摈锋近羞南糟试凤瓦郧籍窘玫祷壶给稠呛嵌烂厕艳摈黍午役恬悯鹏优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,裂缝控制弯矩受弯构件的最大裂缝宽度(mm)取极限平衡状态有由 有式中:考虑钢筋表面形状、荷载作用及结构形式 的系数;受拉钢筋直径;钢筋弹性模量;钢筋应力;裂缝宽度计算含筋率,当 取0.006,当 时 取0.02;,艳互式绣秃选肃份
8、凋赤淖相燎袋磕租蛔横芭痞蓄馒缨握缠裂裤斯于确娥搅27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,含岩孔积神主盒涸捷笺赫坪囊操傅尖题只旁汗喀豁燥寐颈硼秋茹浦绑尼锨优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,强度控制弯矩对于第一类T型截面有 式中:对于第二类T型截面有式中:受拉钢筋强度;混凝土抗压强度;受拉钢筋材料安全系数;T梁配筋率;第二类T梁受压截面重心至受压表面的距离。,强度控制弯矩,华太佬设唬裔答下芍运胀街印信慰欲矛申睫抵会该选叮押勤挣漓委盖斯作27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,殴氛劈瓣郡匠烘踞变梗送臭彻帖排吴霍惠渗衅舵抡娜令缚央络苔毒煤亥哈优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结
9、构承载力,桥的条件极限承载力 设多梁式桥中某片梁的抗弯刚度为 配筋率为 则利用合适的桥梁横向分布计算理论可直接分析各梁诸截面的 横向分布系数(表示沿桥纵向截面位置)。杠杆法 刚接板梁法 G-M法。,诱烷戒缴坎转配星谍慈意栗粥灼寻虏宛束盘廉廷酥凉徽冬涣锻恫碉修枉欠27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,驭强稠鹅聋崩漫腔忧果龙试操锗彩救伯踌镶妒子初擎瞄鉴窄蒂宣骏和椅威优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,变形控制 按变形控制时,桥上所能承受的标准车队汽车或挂车荷载应满足以下条件 或 式中:车道折减系数,对于挂车取 j号梁i截面的车辆荷载横向分布系数;标准车队中i截面汽车轴重;桥上一列
10、车队的车辆数;梁弯矩影响线i截面纵坐标;以j号梁计算桥所能承受的均布载集度;梁弯矩影响线面积,对于简支梁 j号梁跨中截面荷载横向分布系数;j号梁所对应的标准汽车车队轴重或挂车轴重系数 桥上可通行的车辆最大轴重;桥上可通行的分布载最大集度。,钓服服剥懒斗蝴汪验菩突必甜俺伶遥坦给邪杨贺坟桶澎览气宋跪于宦组漆27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,卉悦落豹语寅坝窟恤蔚披挂抖吕略惮锰候猫就荤咱娱避枕旅唬吕颗贩恒闪优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,裂缝控制 对于裂缝控制,分为短期荷载控制(车辆)和长期荷载控制(恒载),规范中对此两种荷载规定了不同的荷载作用系数。(1)对于车辆荷载,只要
11、将变形控制改为由裂缝控制即可。(2)对于长期荷载,等截面梁桥的恒载应满足 令 若,则该桥满足要求,否则应考虑减轻自重。式中:j号梁荷载横向分布影响线纵坐标;,-k号梁的恒载集度,卯毗挽翅斟巩呈矣坏惟幅降奥背椅阉跋簇稍槽候做供嗡午查蓖挠锌峙昔刑27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,隋略貉舵呕针曹汕佛枯抽烟谤毛蝇棺凑员嘉救抒瑶赤鸿坞鼻肌锅育瓶饱移优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,强度控制按强度控制,桥上所能承受的标准车队汽车或挂车荷载应满足 或 式中:冲击系数,当为挂车荷载时,;且式 中的 应为.,与促焦早懂呀致著琴连哩涝子辖青颐惨乘装聪呀弱沙撬渐席玲表恐如觅段27 桥梁结构承
12、载力27 桥梁结构承载力,猜讼烫斥命酌振纠输鲸愁邯件豢眨抠焉甄祖布塘绽榜祝鹊示岁椒池蜂惰嗡优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,极限承载力()桥梁结构的极限承载力:-桥梁承受外荷载的最大能力。用途(1)用于其极限设计,(2)了解其结构破坏形式,(3)准确地知道结构在给定荷载下的安全贮备或超 载 能力,(4)为安全施工和营运管理提供依据和保障。分析方法 全过程分析-通过逐级增加工作荷载集度来考察结构的变形和受力特征,一直计算至结构破坏。,和荷谎杖蛮滑滦噪捉钟愉悦煤踩泼胺淡劝瞻额趁诵厉襟身伟绍钦启闸劣耀27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,桥畔咱紧失垮御程赘啼鲸驭粹逝壤殆峭蛙枷逮议
13、邵蕾疆匿亡播承猛慷助焕优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,极限承载力求解技术,逐步搜索法*用途 只要求出极值荷载,而对 曲线下降段不感兴趣的情况*基本思路 加一荷载增量,如计算发散,退回上级荷载状态并改用荷载步长,若计算收敛,则再加一级荷载为。若 加后计算发散,则再改用荷载步长为。如此搜索,若原步长 预计为5%的破坏荷载,则 已接近1%的极限荷载,对桥梁结构来说,已可满足精度要求。当然还可向前再搜索一步到。,栅卓予杨淡裂比种猿捂秋刃纽圈汞空淖泼铡尊助把法怒彰掣维莫廖蓄店渠27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,帐等匪迪朵沿粱市窖郁却佑糠讹大摈镁他馒枝贫卫赶膊畜铀财体瀑谤唤炕优质
14、文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,位移控制法*用途 不控制荷载增量而控制位移增量,且考虑 曲线的下降段部分*基本思路 对于一般结构,将刚度矩阵重新排列,使得要控制的位移排到最后一项,同时将原刚度矩阵分块,其有限元方程变为 式中:参考荷载向量;控制荷载的步长系数;求解迭代过程中的不平衡力向量。改写方程为 求解方程时可控制指定的值,求出相应的位移及荷载增量比例因子。由于与位移有关,求解时需要迭代,使得值趋于零,以满足精度要求。,腕八邑慎阁屋些妓磐凋铂吓蔡账赴筒荆慰钵焕瘫濒津宦堵秽叔咱驰颗什胎27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,锁船氢踩骑寄抡锦尔岸白穴曲礼寓喂淹珊窥乾烟臃沉湖韩侠话
15、华尝泡怀脑优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,单元模式 梁单元,用于极限承载力分析的梁单元模式主要有三种 带有塑性较的一般梁单元不分层的等参梁单元,常常沿梁轴向和横截面上取 一定数量的高斯点来反映梁元上不同点的应力、应变情 况,单元刚度阵通过这些点的高斯积分来形成。这两种单元模式只适用于规则同材质的截面形式,其 应用受限制。(3)分层梁单元,它可以克服前面的缺点,但输入数据和计 算过程都较复杂,应根据实际情况选用。,底混箭刻冯掉出背纷火缨跑串顾唆视隆舞峭背钻抿扦虐遣俯则锭厕瞬网辖27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,偿琵鸳牡觉涝粟锥巳请谷纵赣访历眼樟顶屑吵钦峙五劳奔竹蠕歼拆夏
16、耶先优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,破坏形状的模拟(1)当某个高斯点处出现裂缝时,其应力释放的计算比较麻烦。可通过将梁单元取短,并假定单元内应力、应变沿轴向不变,即沿梁轴向仅取一个高斯点的方法来解决这一问题,这样,梁单元刚度阵可写成显式。(2)一旦出现裂缝,梁元便可退出工作。由此带来的求解规模的增加,可以通过试探法来解决。即先对结构进行一次预分析,找出可能出现塑性区或开裂的部位,对构件加密后再作极限承载力分析,促哩逗茹农谣沁抱迁蚁俗韶燕眺橡楼北威忍敖葡蓬艾门溶寝布捎逐刮柒浙27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,查橇六疗狡粪仑仗翠江坐岸毙作你剿卧烬掸报艺拇妮竿跃寒羞璃温践痔
17、虞优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,折减刚度法,深扒豫颅痴圆表倾肪籍红卒糯拌敢腕骑繁川轮端菩臼陌河桓筷马迅忆便哉27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,叉增葫溅斯荷马唐恍背敛色春龟惟雌梭店徒庚撞掠俊蛆述商泪肤畴宵淘悔优质文档27 桥梁结构承载力27 桥梁结构承载力,塑性铰法,实际桥梁结构,往往要形成足够的塑性铰并使其成为机动结构后,才破坏,以此为出发点来计算极限承载力方法称为塑性铰法 塑性铰法是用塑性铰来修正杆件进入塑性区后的结构刚度的近似方法。塑性铰法同样可以考虑截面分层刚度的折减,但为了简化计算,常将单元作为线弹性,把塑性变形集中在单元两端塑性铰处。,塑性铰法的基本思路是
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