次内力及其产生原因
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填空题1) 公路桥梁的作用按其随时间变化的性质,分为永久作用、可变作用、偶然作用。
2) 按结构体系及其受力特点,桥梁可划分为 梁桥 、 拱桥 、 悬索桥 以及 组合 体系。
3) 桥跨结构在 温度变化 、 混凝土的收缩和徐变 、 各种荷载引起的桥梁挠度 、 地震影响、纵坡 等影响下将会发生伸缩变形。
4) 钢筋混凝土梁梁内钢筋分为两大类,有 受力钢筋 和 构造钢筋 。
5) 作用代表值包括 标准值 、 准永久值 、 频遇值 。
6) 桥梁纵断面设计包括 桥梁总跨径的确定 、 桥梁的分孔 、 桥面的标高及桥下净空 、 桥上 及 桥头引导纵坡的布置 。
7) 桥台的常见型式有 重力式桥台、 轻型桥台、组合式桥台 和 框架式桥台 等。
8) 公路桥面构造包括 桥面铺装 、 防水和排水系统 、 桥面伸缩装置 、 人行道及附属设施 等。
9) 悬索桥主要由 桥塔 、 锚碇 、 主缆 和 吊索 等组成。
10) 重力式桥墩按截面形式划分,常见的有 矩形 、 圆形 、 圆端形 和尖端形等。
11) 常见的轻型桥台有 薄壁轻型桥台 、 支撑梁轻型桥台 、 框架式轻型桥台 、 组合式轻型桥台 等。
12) 设计钢筋混凝土简支T 梁,需拟定的主要尺寸有 梁宽 、 梁高 、 腹板厚度 、 翼缘板厚度 。
13) 柱式桥墩的主要型式主要有 独柱式 、 双柱式 、 多柱式和 混合式 。
14) 明挖扩大基础的稳定性验算包括 倾覆稳定性 验算和 滑动稳定性 验算。
15) 桥梁支座按其变为的可能性分为 活动支座 和 固定支座 。
16) 支座按其容许变形的可能性分为 固定支座 、单向支座 和 多向支座 。
17) 常用的重力式桥台有 U 形桥台 、 埋置式桥台 、 八字式桥台 、 一字式桥台 等。
18) 桥梁的主要组成部分包括 桥墩 、 桥台 及 桥跨结构 等。
19) 桥梁设计一般遵循的原则包括 安全性 、 适用性 、 经济性 、先进性和美观等。
《桥梁工程》第二篇秋华整理第二篇1)混凝土梁桥优点:造价低、耐久性好、适应性强、刚度大、整体性好、便于工业化施工。
缺点:自重大、钢筋混凝土梁常带裂缝工作。
2)混凝土梁桥分为:简支梁(板)桥、连续梁(板)桥、悬臂梁(板)桥。
3)板桥优点:建筑高度小,外形简单、施工方便,便于整体现浇和预制装配,预制装配质量小,架设方便。
缺点:自重大,跨径不宜过大,适合于小跨径桥梁。
4)简支梁特点:施工方便、静定体系对地基要求不高、跨中正弯矩最大、适合于小跨径桥梁。
5)悬臂梁桥特点:单悬臂、双悬臂,卸载弯矩使跨中弯矩大大减小,静定体系对地基要求不高,跨中有接缝、行车条件不好,跨中的牛腿、伸缩缝、易损坏,适合于中等以上跨径桥梁,施工不方便。
6)连续梁桥特点:恒载、活载均有卸载弯矩,无伸缩缝、行车条件好,超静定体系对地基要求高,存在临时固结和体系转换问题,适合于中等以上跨径桥梁。
7)T形刚构桥特点:卸载弯矩类似于悬臂梁,适合于悬臂施工、节省大吨位支座,其中的静定体系对地基要求不高,跨中的牛腿、伸缩缝,易损坏,行车条件不好,适合于中等以上跨径桥梁。
8)连续刚构桥特点:综合连续梁与T构的优点,跨中正弯矩较连续梁要小而可降低跨中区域的梁高,超静定体系对地基承载了要求高,会产生较大的温度次内力,梁墩联结处应力复杂,适合于中等以上跨径的高墩桥梁9)按施工方法分类整体浇筑式梁桥:整体性好预制装配式梁桥:施工方便,大量节省支架模板,不受季节性影响等优点顶推法施工;悬臂施工;转体施工。
10)钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式有:纵向竖缝划分、纵向水平缝划分、纵横向竖缝划分。
11)装配式梁桥预制拼装单元的划分-直接影响到结构受力、构件预制、运输和安装以及拼装接头的施工等问题,也与所选用的横截面型式紧密相关。
块件划分的一般原则:a)考虑运输工具和装吊设备的承载能力,装载限界的要求;b)构造应当简单,并且尽可能少用接头。
c)块件形状和尺寸应力求标准化。
土木工程师-专业知识(道路工程)-桥梁工程-桥梁的构造与设计[单选题]1.四边支承的板,按双向板计算时,长边长度与短边长度之比小于()。
[2019年真题]A.3.0B.2.(江南博哥)5C.2.0D.1.5正确答案:C参考解析:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362—2018)第4.2.1条规定,四边支承的板,当长边长度与短边长度之比等于或大于2.0时,可按短边计算跨径的单向板计算;否则,应按双向板计算。
[单选题]2.Ⅰ类环境条件下,梁、板的普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度是()。
[2019年真题]A.35mmB.30mmC.20mmD.15mm正确答案:C参考解析:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362—2018)第9.1.1条第3款规定,普通钢筋和预应力钢筋的混凝土保护层最小厚度应符合表9-1-1(见题2解表)的规定。
由表可知,该厚度为20mm。
题2解表混凝土保护层最小厚度[单选题]3.公路桥梁预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于()。
[2019年真题]A.C50B.C40C.C35D.C30正确答案:B参考解析:根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)(2015年版)第4.1.2条规定,混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。
预应力混凝土的混凝土强度等级构件不应低于C40,且不应低于C30。
承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。
[单选题]4.桥梁在垂直荷载作用下,支撑处仅产生竖向反力。
下列哪个选项是主要承重构件?()A.桥面板B.桥墩C.主梁D.桥面铺装正确答案:C参考解析:梁桥的承重结构是主梁,是以主梁的抗弯能力来承受荷载的,其基本受力特征为弯曲,在垂直荷载作用下,支承处仅产生竖向反力。
次内力的概念嘿,朋友们!今天咱来聊聊一个挺有意思的概念——次内力。
你说这次内力啊,就好像是我们生活中的那些隐藏的小惊喜或者小麻烦。
你想想看,有时候我们在做一件事情,突然就会发现一些之前没预料到的情况出现了,这就有点像次内力。
它不是那种一眼就能看到的主要力量,但却能在关键时刻给你点“颜色”看看。
比如说建房子吧,大家都知道房子要稳稳当当的,这靠的是主要的结构支撑。
但要是有些特殊的情况,像温度变化啦,或者风刮得特别大啦,这时候就可能会产生一些额外的内力,这就是次内力呀!这就好比你本来好好地走在路上,突然一阵怪风刮来,让你有点措手不及呢。
再打个比方,就像我们平时骑自行车。
你用力蹬车子,这是主要的力,让车子往前走。
但要是路上有个小坡小坎的,或者突然来个急刹车,这时候产生的那些让你身体晃动的力,不就是次内力嘛!次内力可不是能随便忽视的哦!要是不注意它,可能就会惹出一些小麻烦。
就好像你不注意路上的小石子,一不小心就可能被绊一下,摔个小跟头。
那可就不好玩啦!那怎么应对次内力呢?这就需要我们多留个心眼啦!在做事情的时候,不能只盯着眼前的主要目标,还得想想会不会有什么隐藏的因素冒出来。
就好比你去爬山,不能只想着赶紧爬到山顶,还得注意脚下的路是不是好走,会不会突然下雨啥的。
而且呀,我们还得学会灵活应变。
次内力出现了,咱不能傻眼呀,得赶紧想办法调整。
就像打乒乓球,对方突然来个怪球,你得马上反应过来,调整姿势去接球,对吧?在生活中也是一样啊,遇到那些突然冒出来的次内力,咱不能慌了神,得沉着冷静地去应对。
这也是一种本事呢,可不是谁都能轻易做到的哟!所以说啊,次内力虽然有点让人头疼,但也是生活中的一部分呀。
我们得学会和它打交道,让它为我们服务,而不是被它给搅乱了我们的计划。
大家想想看,是不是这个道理呢?次内力无处不在,我们可得时刻准备着应对它呀!别小瞧了它,说不定什么时候它就会给你带来意想不到的影响呢!你说是不是呀?。
第一章绪论第一节概述1.桥梁组成: 上部结构、下部结构、支座、附属结构。
上部结构是跨越结构,是横越空间的部分(如梁桥指位于支座以上的部分) ,通常包括桥跨结构和桥面构造面构造两大部分。
上部结构的作用是跨越障碍并承受其上的桥面荷载和交通荷载。
桥面构造是指公路硷的行车道铺袋,铁路桥的道砟、枕木、轨道,以及伸缩缝、排水防水系统、人行道、安全带、路缘石、栏杆、照明系统等。
下部结构指桥梁支座以下的支承结构,它包括桥墩、桥台和桥墩台之下的基础,是将上部结构及其承受的交通荷载传入地基的结构物。
桥台设在桥跨结构的两端,它除了支承上部结构之外,还起到桥梁和路堤衔接并防止路堤下滑和坍塌的作用,其两侧做成填土或填石锥体并在表面加以铺砌,用来保证桥台和路堤的良好衔接,并保证桥头路堤的稳定。
桥跨结构与墩7台之间还设置支座,桥上还应设伸缩缝,通航河流还常设防止船只撞击墩台的防撞结构等。
二相关专业术语2.净孔径对于梁式桥是指设计洪水位上两个相邻桥墩台之间的净距。
对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
3.总孔径各孔净孔径的总和,它反映桥下宣泄洪水的能力4.计算跨径,轴心到轴心对于设有支座的梁桥,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离;对于拱式桥,是指桥跨两相邻拱脚截面重心之间的水平距离。
桥梁结构的力学计算,是以计算跨径为基础的。
5.标准跨径对于梁式桥,公路是指两相邻桥墩中线之间的距离,或桥墩中线与桥台背前缘之间的距离:铁路梁式桥特大桥:多孔跨径总长大于1000米,单孔跨径大于150米大桥:1000米大于多孔跨径总长大于100米 150米,大于等于单孔跨径,大于等于40米桥长梁桥系指桥台挡砟前墙之间的长度:供桥系指拱上侧墙与桥台侧墙之间两伸缩缝外端之间的长度,钢架桥系指钢架顺跨度方向外侧间的长度。
6.四按结构体系分类7.梁式桥:简支梁、连续梁、悬臂梁梁式桥在竖向荷载作用下,支座只产生竖向反力,梁部结构只受弯剪(有时也受扭),不承受轴向力。
1 桥梁:交通工程中跨越障碍具有承载能力的人工结构物。
2净跨径:对于设支座的桥梁为相邻两墩,台身顶内缘之间的水平净距,不设支座的桥梁为上,下部结构相交处内缘之间的水平净距,用l0表示。
3总跨距:多孔梁桥中各孔净跨径的综合El表示。
4计算跨径:对于设支座的桥梁,为相邻支座中心的水平距离,对于不设支座的桥梁,为上,下部结构的相交面之中心间的水平距离,用l表示。
5标准跨径:对于梁式.板式桥,是指两相邻墩中心线之间的距离或桥墩中线至桥台台背前缘间距离;拱式桥和涵洞指净跨径。
6桥梁全长:桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离.7桥梁高度:桥面与低水位间的高差,或为桥面与桥下线路路面之间的距离.8桥下净空:为满足同行或行车行人的需要和保证桥梁安全而对上不结构底缘一下规定的空间界限。
9。
桥梁建筑高度:上部结构底缘至桥面的垂直距离。
10容许建筑高度:公路定线中所确定的桥面高程,对通航净空顶部高程之差。
11净失高:对于拱式桥,净矢高是指从拱顶截面下缘至相邻两拱截面下缘最低点之连线的垂直距离。
12计算失高:从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。
13矢跨比:拱桥中拱圈的计算失高与计算跨径之比。
14主桥:在规模较大的桥梁中跨越主要障碍物的桥跨;引桥:连接主桥与路堤的桥跨部分。
15梁式桥:是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构.16结构稳定性:使桥梁结构在各种外力作用下,具有能保持原来形状和位置的能力。
17横断面设计:是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置. 18通航净空:是在桥孔中垂直与流水方向所规定的空间界限。
19永久作用:结构适用期间,其量值不随时间变化或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用,包括结构重力,预加应力,土的重力,土侧压力,混凝土收缩及徐变作用,水的浮力和基础变化作用。
20可变作用:结构使用期间,其量值随时间变化,且其变化值与平均值相比不可忽略的作用.包括汽车荷载,汽车荷载的冲击力,离心力,制动力及其一起的土侧压力,人群荷载风荷载,流水压力,冰压力,温度作用和支座摩阻力.21冲击作用:汽车以较高速度驶过桥梁时,由于桥面不平整,发动机震动等原因,会引起桥梁结构的震动,从而造成内力增大。
钢管混凝土拱桥合龙及温度次内力研究发布时间:2021-08-24T15:54:11.330Z 来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第10期作者:王立峰[导读] 钢管混凝土拱桥为超静定结构,温度变化、主梁收缩徐变等会使主梁和拱肋中产生次内力。
王立峰通号(郑州)电气化局郑州铁路工程有限公司河南省郑州市 450000摘要:钢管混凝土拱桥为超静定结构,温度变化、主梁收缩徐变等会使主梁和拱肋中产生次内力。
针对某1-80m钢管混凝土拱桥,开展了整体温度和局部温度变化分析以及后浇带影响主梁沉降和收缩徐变的分析。
结果表明:整体温度变化所引起的温度及内力效应最小,拱肋温度变化会产生最大的位移效应,而主梁温度变化会引起最大的内力效应;拱肋温度上升时,主梁与拱肋均会产生向上的位移,拱肋温度下降时,主梁与拱肋均会产生向下的位移,拱肋升温较之降温,会在全桥范围内尤其是梁体跨中产生更大的内力效应;主梁降温较之升温,会在全桥范围内尤其是梁体跨中及端部产生更大的内力效应,主梁降温15℃时,引起的最大轴力为跨中的-17448 kN,最大弯矩为梁端的5434 kN?m,主梁降温15℃时,在拱脚局部出现了大于2MPa的拉应力,主梁降温对于拱脚受力更为不利;最后,从混凝土初凝时间和主梁沉降、收缩徐变三个方面论证了设置主梁后浇带的必要性和重要性,表明一次浇筑主梁所产生的收缩变形等同于主梁降温13℃的变形效应,设置后浇带,减少了结构因混凝土收缩产生的裂缝,也可以起到补偿结构在施工过程中的几何缺陷、降低结构次内力以及方便施工等作用。
关键词:钢管混凝土拱桥;超静定结构;温度次内力;后浇带;收缩徐变钢管混凝土拱桥为超静定结构,平均温度变化会使主梁和拱肋中产生附加内力(即温度次内力)。
国内外学者已对温度次内力进行了深入的研究。
钢管混凝土拱桥结构形式多样,其温度研究尚不充分,距离指导设计施工还有差距[1-2]。
文献[3-5]以单圆管截面和哑铃形截面为研究对象对其温度次内力进行了研究,文献[6]对钢管混凝土桁式拱桥进行实桥现场测试,得出了桁架拱桥温度场的分布规律。
1.桥梁与涵洞的区别?桥跨度在5米以上,涵洞跨度小于5米。
按建设规模分类,涵洞属于桥梁。
2.桥梁包括哪些组成部分?桥梁是由上部结构(包括桥跨结构、桥面构造)、下部结构(包括桥墩、桥台、基础)、支座、防护设施及调节河流构筑物等组成。
3.简述桥梁分类(1).按主体结构用材分类钢桥、混凝土桥、钢及混凝土组合梁桥、石桥、木桥等。
(工程上常把混凝土桥和砖石桥统称为圬工桥)。
(2).按建设规模分类特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞(3).按平面布置分类直桥(正桥)、斜桥、弯桥(曲线梁桥)、坡桥、匝道桥4.桥梁设计的基本原则是什么?公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要,除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外,还应按照美观和有利环保的原则进行设计,并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
5.桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计主要包括哪些内容?桥梁的平面设计为桥位的选定,应结合工程地质、桥涵水文、两岸接线等综合考虑,病应尽量使桥位与水流正交。
桥梁纵断面设计包括确定桥长、桥梁的分孔、桥面高程与桥下净空、桥上和桥头引道的纵坡以及基础埋置深度等。
桥梁的横断面设计,主要取决与桥面的宽度和不同桥跨结构横断面的形式。
6.桥梁建设包括哪些程序?“预可”阶段、“工可”阶段、初步设计、技术设计、施工图设计7.什么是三阶段设计?什么是两阶段设计?什么情况下采用三阶段设计?什么情况下采用两阶段设计?两阶段设计即初步设计和施工图设计。
对于技术简单、方案明确的小桥,也可采用一阶段设计,即施工图设计。
对技术复杂的大型桥梁,采用三阶段设计,即在初步设计后增加一个技术阶段,在这一阶段要针对全部技术难点,然后再做施工图设计。
8.作用分为哪几类?是怎样划分的?永久作用、可变作用和偶然作用。
永久作用主要指恒载,可变作用包括活载、温度作用等,偶然作用包括地震作用和撞击作用。
9.在作用分类表中,有些作用称作“力”,有些作用称作“荷载”,有些作用称作“作用”,应如何理解与区分?作用于桥梁结构的荷载和引起结构外加变形或约束变形的原因统称为作用。
温度变化,支座不均匀,会产生次内力的结构
在建筑结构中,温度变化和支承不均匀均会导致结构的次内力,其原因如下:
1. 温度变化:由于不同材质的热膨胀系数不同,当结构受到温度变化时,不同部位的长度或尺寸会发生变化,造成结构内部的应力分布不均匀,从而产生次内力。
2. 支承不均匀:结构如果受到支承不均匀的情况,例如某些支座受到较大荷载而其他支座相对较轻,就会导致结构的内力分布不均匀,产生次内力。
这些次内力在结构设计和分析过程中必须被考虑到,否则可能会影响结构的稳定性和安全性。
常见的减少或消除次内力的方法包括采用适当的连接方式,增加支承的刚度和均匀性,以及在结构设计中考虑温度变化因素。
国家开放大学《桥梁工程(本)》章节测验参考答案题目随机,下载后利用查找功能完成学习任务第一章测验一、判断题1.桥梁按主要构件受力可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、刚架桥、组合体系桥。
(√)2.梁式桥受力特点为主梁受扭,在竖向荷载作用下有水平反力。
(√)3.对于设支座的桥梁,计算跨径是相邻支座中心的水平距离;对于不设支座的桥梁,是上、下部结构的相交面中心间的水平距离。
(√)4.桥下净空是指上部结构最高边缘至计算水位或通航水位间的距离。
(桥下净空是指上部结构最高边缘至计算水位或通航水位间的距离。
(×)5.桥梁的纵断面设计主要包括,确定桥梁的总跨径,桥梁的分孔,桥面标高,基础埋置深度、桥下净空,桥上及桥头引道纵坡等。
(√)6.桥梁总跨径确定后,需进一步进行桥梁分孔。
跨径越大,孔数越少,上部结构造价就越低。
(×)7.可变作用是指在结构使用期间出现的概率很小,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用。
(×)8.桥梁结构的自重往往占全部设计荷载的大部分,采用轻质高强材料对减轻桥梁自重、增大跨越能力有重要意义。
(√)9.车道荷载的均布荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。
(×)10.汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成,车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。
(√)二、单项选择题11.刚架桥主要受力特点是()A.在竖向荷载作用下拱圈承压、支承处有水平推力B.竖向荷载从梁经过系杆传递到缆索,再到两端锚锭C.主梁受弯,在竖向荷载作用下无水平反力D.支柱、主梁刚性连接,竖向荷载作用下,主梁端部产生负弯矩,减少了跨中截面正弯矩,支柱不仅提供竖向力还承受弯矩12.悬索桥主要承重构件是()A.梁(板)B.拱圈C.柔性缆索D.刚性缆索13.桥梁上部结构的作用主要是()A.抵御路堤的土压力B.支撑桥面系,并将结构重力和车辆荷载传给地基C.承受车辆荷载,并通过支座将荷载传给墩台D.防止路堤填土向河中坍塌,并抵御水流的冲刷14.()是衡量拱桥受力特征的一个重要指标。
桥梁工程复习范围:1.组成桥梁的五大部件:上部结构、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础2.桥梁的组成与分类:组成:桥梁主要由桥跨结构、墩台、基础、附属工程等部分组成。
分类:按基本结构体系分类、梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥(吊桥)、组合体系桥、斜拉桥、梁拱组合体系桥。
按工程规模分:特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞3.桥梁的作用:公路桥梁的作用按其随时间变化的性质,分为永久作用、可变作用、偶然作用。
4.桥梁纵断面设计、桥梁横断面设计:纵断面设计主要内容:确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道标高、桥梁纵坡、基础埋深。
(确定总跨径的原则:满足桥下排洪的要求)横断面设计主要是确定桥面净空、桥面宽度和布置及桥跨结构的横向布置。
5.桥梁桥面设计标高与路线标高的关系?桥道标高的确定,一般应满足以下两个方面的要求:①、桥下净空的要求满足桥下排洪、通航或通车等各种需要。
还要考虑洪水时漂流物或流冰的通行净空。
②、路线要求对于路线桥,桥道标高一般由路线所确定。
在设计路线纵断面时就应该考虑桥梁的以上要求。
6.桥梁设计阶段?设计程序:一般有四个阶段:工程可行性研究、初步设计、技术设计和施工图设计。
7.梁桥施工方法、桥梁施工预拱度的取法:8.桥面铺装的作用是:桥面铺装的功能在于:防止车辆轮胎直接磨耗属于承重结构的行车道板(即主梁上翼缘),保护主梁免受雨水侵蚀,并对车辆轮重的集中荷载起到一定的扩散作用。
9.桥面纵、横坡的形成方式:横坡形式:(1)墩台顶部设置成横披、(2)通过三角垫层形成横坡、(3)将行车道板做成倾斜面形成横坡。
设置纵坡原因:一方面有利于排水,另一方面,则是桥梁立面布置所必需10.板式橡胶支座的活动机理:钢板与橡胶的支撑同时橡使胶的弹性收缩减少车辆荷载对于桥梁的损害11.梁式桥与拱式桥的受力特征:梁式桥没有水平力,拱式桥有水平力;梁式桥以受弯矩为主,拱式桥意偏压为主。
12.结构刚度特性的表征——挠度13.连续梁桥截面刚度与弯矩分布的关系:14.主梁配筋以及作各种验算时需要画出内力包络图:15.成桥过程及其计算图示:16.桥面板计算17.荷载横向分布系数计算方法的基本假定和适用范围:杠杆法计算横向分布系数,基本假定有以下几点:①、假定内力按直线传递②、假定受力构件的刚度都很大,大道可以不考虑变位③、支点外延的点内力也按直线放大适应范围适应于结构宽度比较窄而刚性比较大的梁式结构17.荷载横向分布系数沿跨长的分布图18.刚性横梁法与修正刚性横梁法?19.在装配式钢筋混凝土板桥的板间设置横向连接的作用20.主梁内力计算21.桥梁墩台类型22.桥台与桥墩承受荷载的区别23.墩台验算稳定时考虑的荷载24.墩台计算内容25.支座设置的位置:简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座;连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座. 支座的设置应有利于墩台传递水平力.26.徐变理论、结构次内力、温度应力:超静定结构在各种内外因素的综合影响下,结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形,在结构多余约束处产生多余的约束力,从而引起结构附加内力,这部分内力一般称为结构的次内力(二次内力);27.在预应力砼连续梁中,预加力产生的混凝土压力线28.连续梁桥预应力产生的总预矩,并画出梁的总预矩图29.局部温差影响的基本内容30.箱梁在偏载作用下的变形基本状态,箱梁分析的概念性内容,剪力滞系数31.影响斜板桥受力的因素与配筋特点,当跨宽比与主钢筋方向的关系32.刚架桥在结构构造上的主要特点以前非桥梁专业的部分复习题1、桥梁按基本结构体系分类,可分为哪几类?它们的主要受力特点是什么?(1)梁式桥——主梁受弯(2)拱式桥——主拱受压(3)刚架桥——构件受弯压(4)缆索承重桥梁——缆索受拉(5)组合体系桥梁——几种受力的组合2、我国桥梁设计作用主要有哪些?各分类中主要包括哪些荷载?永久作用、可变作用、偶然作用。
次内力及其产生原因次内力及其产生原因超静定预应力混凝土在各种内外因素的综合影响下,结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形,所以在结构多余约束处产生多余的约束力,从而引起结构附加内力,这部分附加内力一般统称为结构次内力(或称二次力)。
我们主要研究预加力的次内力、徐变收缩次内力、温度次内力、墩台沉降次内力等。
预应力次内力1、基本概念掌握初预矩、次力矩、吻合索、线性转换原则初预矩:预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为初预矩。
次力矩:在超静定结构中,由于多余约束的存在,约束了结构的变形,产生了赘余反力,赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次力矩。
吻合束:应用线形原理,将预应力束筋的重心线转换至压力线上(即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间的偏离调整掉),此时可以使预加力的总力矩不变,而次力矩为零。
称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。
线形原理:超静定梁中,预加力产生的次力矩是线形的,由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的;而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的形状有关,与束筋在中间支点上的偏心矩无关。
由此可见,只要保持束筋在超静定梁中的两端位置不变,保持束筋在跨内的形状不变,只改变束筋在中间支点上的偏心矩,则梁内混凝土压力线不变,亦即总预矩不便,这称为超静定梁中的预应力束筋的线形转换原则。
2、计算方法1、用力法求解预加力次力矩(分连续配筋和局部配筋)2、用等效荷载法求解预加力的总预矩,即把预加力对混凝土的作用用等效荷载的形式来代替,然后再求解预应力对超静定结构和静定结构作用的根本区别在于预应力作用对超静定结构产生了次内力。
在理解次内力的概念之前,我们首先从结构力学的有关理论出发,就静定结构和超静定结构的受力特性作一些对比分析。
1 静定结构和超静定结构的受力特性(1)当无外荷载作用时,超静定结构有产生内力的可能性,而静定结构则不会。
我们知道,温度改变、支座沉陷、杆长误差和材料收缩等因素都不会在静定结构中产生内力,但对于超静定结构则会产生内力。
桥梁工程 第二分册混凝土桥v2011第三章 PC混凝土连续梁桥与连续刚构桥课程作业二:温度应力计算与预应力次内力计算作业要求: 1.按知识点内容及例题完成作业计算。
按 识点内容 例题完成作 计算 2.提交计算报告(网上提交),格式见附件。
3.提交时间: 11月18日前网上提交。
4.其它要求和提示见后面内容。
特别提示• 本课程作业约4次;作业成绩占课程成绩 次 作业成绩占课程成绩30%。
• 在完成要求的全部作业的情况下,取作业成绩最好的两 次求平均值后计入课程成绩。
1作业内容第1题:温度自应力计算(1)下图所示的装配式简支T梁截面,主梁混凝土采用 C50 弹性模量为3 45X104MPa。
试按照《公路钢筋混 C50,弹性模量为3.45X10 MP 试按照《公路钢筋混 凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)中的 不均匀温度分布中的顶板升温模式 计算T型截面内的温 不均匀温度分布中的顶板升温模式,计算T型截面内的温 度自应力大小,并绘制出沿截面高度的温度自应力分布图。
提示:可根据温度自应力的理论公式计算或参考教材中对85规范中的温 度自应力简化计算公式开展计算。
2作业内容T=5°C 高度仅为 顶板范围附图1:T梁的跨中断面 (单位:cm)附图2:85桥规的顶板升温模式3作业内容第1题:温度自应力计算(2)〔选作题〕上题截面试按照《公路桥涵设计通用规 范》(JTG D60 D60-2004)中的不均匀温度分布中的顶板升 2004)中的 均匀温度分布中的顶板升 温模式(正温差),计算T型截面内的温度自应力大小, 并绘制出沿截面高度的温度自应力分布图 已知本桥的桥 并绘制出沿截面高度的温度自应力分布图。
已知本桥的桥 面铺装采用水泥混凝土铺装层。
计算可参考《公路钢筋混 凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 凝 及预应力混凝 桥涵设计规范》( D62-2004) ) 附录B。
次内力及其产生原因
次内力及其产生原因
超静定预应力混凝土在各种内外因素的综合影响下,结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形,所以在结构多余约束处产生多余的约束力,从而引起结构附加内力,这部分附加内力一般统称为结构次内力(或称二次力)。
我们主要研究预加力的次内力、徐变收缩次内力、温度次内力、墩台沉降次内力等。
预应力次内力
1、基本概念
掌握初预矩、次力矩、吻合索、线性转换原则
初预矩:预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为初预矩。
次力矩:在超静定结构中,由于多余约束的存在,约束了结构的变形,产生了赘余反力,赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次力矩。
吻合束:应用线形原理,将预应力束筋的重心线转换至压力线上(即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间的偏离调整掉),此时可以使预加力的总力矩不变,而次力矩为零。
称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。
线形原理:超静定梁中,预加力产生的次力矩是线形的,由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的;而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的形状有关,与束筋在中间支点上的偏心矩无关。
由此可见,只要保持束筋在超静定梁中的两端
位置不变,保持束筋在跨内的形状不变,只改变束筋在中间支点上的偏心矩,则梁内混凝土压力线不变,亦即总预矩不便,这称为超静定梁中的预应力束筋的线形转换原则。
2、计算方法
1、用力法求解预加力次力矩(分连续配筋和局部配筋)
2、用等效荷载法求解预加力的总预矩,即把预加力对混凝土的作用用等效荷载的形式来代替,然后再求解
预应力对超静定结构和静定结构作用的根本区别在于预应力作用对超静定结构
产生了次内力。
在理解次内力的概念之前,我们首先从结构力学的有关理论出发,就静
定结构和超静定结构的受力特性作一些对比分析。
1 静定结构和超静定结构的受力特性
(1)当无外荷载作用时,超静定结构有产生内力的可能性,而静定结构则不会。
我们知道,温度改变、支座沉陷、杆长误差和材料收缩等因素都不会在静定结构中产生内力,但对于超静定结构则会产生内力。
在结构力学中将无外荷载时结构的内力称为原始内力或初内力,也就是谢超静定结构是会有原始内力的,但静定结构则不会有原始内力。
(2)局部荷载对结构的影响范围,在超静定结构中比在静定结构中为大。
(3)当平衡力系加于静定结构的一个内部不变部分时,不会使约束引
起附加的反
力,结构的其余部分都没有内力,但同样的情况对于超静定结构,由于变形受到赘余支座的约束,其余的部分则可能产生内力
2 次内力的基本概念
可以从两个角度去认识预应力作用在超静定结构中引起的次内力。
其一,由
于超静定结构受到预应力作用时将会产生变形的趋势,而这些变形趋势必将受到结构冗余杆件的约束,从而在这些冗余约束处产生了次反力,这些次反力在结构中引起的内力即为次内力.
其二,将静定结构或超
静定结构的静定基本结构体系在预应力作用下产生的内力称为主内力,将预应力作用
在整个结构中产生的结构内力称为综合内力,综合内力与主内力之差即为次内力。
因此,预应力结构的非预应力构件没有主内力,其次内力即为综合内力;静定结构的次内力为零,主内力即为综合内力。
结合静定结构和超静定结构的受力特
性,可以这样理解预应力作用引起的次内力:
(1)由于预应力作用,结构中的冗余约束对结构的变形趋势产生附加约束,可以将
这种约束作用视为类似于温度改变、支座沉陷、杆长误差或材料收缩的一种作用,它使得超静定结构在无外荷载作用时产生了原始内力。
(2)如果将预应力作用转化为等效荷载由于等效荷载本身在任何情况下都是自平
衡的,将这个自平衡力系施加于超静定结构,不仅在预应力梁中会产生内力,而且还会使结构的其他部分产生内力(如与之相连的框架柱)。
(3)若将预应力构件抽掉预应力筋和锚具作为隔离体,则在梁上作用的不仅有等效
荷载,而且还有支座提供的次反力。
由于隔离构件必须满足平衡条件,预应力本身是自平衡力系,因此作用在隔离梁端部的次反力也必然是自平衡力系。
(4)上述隔离构件中等效荷载引起的内力就是主内力,次反力引起的内力就是次内
力。
对于预应力平面框架结构来说,次内力包括次弯矩、次轴力和次剪力,而在预应力交叉梁结构中的次内力不仅包括次弯矩、次剪力和次轴力,还包括次扭矩,而且次内力在梁格交点处不连续,但两个梁格间次弯矩和次扭矩仍呈线性分布,次剪力和次轴力均为常数。
收缩徐变次内力
1、收缩徐变的特点及对桥梁结构的影响
收缩:混凝土在空气中结硬、体积变小的现象。
徐变:混凝土中应力保持不变,应变随着荷载持续时间而增长的现象。
收缩和徐变是混凝土作为粘滞弹性体的两种于时间有关的变形性质。
收缩和徐变在成桥后会长期发生,不断变化,并引起结构内力重分布,
对结构产生影响。
典型的因为收缩徐变对桥梁结构产生的影响有:·钢筋混凝土、预应力混凝土等配筋构件中,随时间变化的混凝土徐变、收缩受到内部配筋的约束将导致内力重分布;
·预制的混凝土梁或钢梁与就地浇筑的混凝土板组成的结合梁,将由于各组成部分具有不同的徐变收缩值导致内力的重分布。
·分阶段施工的预应力混凝土超静定结构,发生体系转换时从前期结构继承下来的应力状态产生的徐变受到后期结构的制约,将导致内力和支点反力的重分布。
·徐变对细长混凝土压杆所产生的附加挠度时验算压杆屈曲稳定的重要内容。
2、收缩徐变的表示方法(应力-应变公式)
根据研究的结果发现,当混凝土的应力不超过其极限强度的50%时,徐变表现出与初始弹性变形成比例的线形关系。
在计算徐变次内力时,我们以徐变线形理论为基础,通过引入徐变特性系数,修正徐变初始用混凝土瞬时弹性应变来表示徐变应变,并由此得到考虑徐变的应力应变关系。
3、收缩徐变次内力计算的两种思路
1)微分平衡:即狄辛格法,基于在时间增量内变形协调原理计算
2)积分平衡:即换算模量法,引入时效系数,直接建立超静定结构在t时刻的变形协调条件来建立方程求解。
4、收缩徐变次内力的总趋势
墩台沉降次内力
墩台基础的沉降与地基土壤的物理力学特性有关,一般随时间而递增,经过相当长的时间,接近沉降终极值。
为了简化分析,我们假定沉降变化规律类似于徐变变化规律来进行计算。
其基本的表达式为:温度次内力
一、温度对结构的影响
温度对结构的影响可以从年温变化、日照温差和骤然降温三个方面考虑,其中年温变化温变缓慢,沿截面高度方向均匀变化,结构整体变形,内力变化也比较均匀,对超静定结构一般也不引起次内力,计算比较简单。
日照温差和骤然降温都属于局部温度变化,其中骤然降温作用范围也是结构整体,引起较大的应力,但分布比较均匀。
日照温差作用于局部范围,分布不均匀,将引起结构局部较大的应力变化而引起次内力。
日照温差的计算是最为复杂的。
二、温度自应力计算
温度的自应力计算主要是确定温度分布后,利用混凝土线膨胀系数,形成温度荷载,并在截面内建立混凝土温度变形协调条件得到。
根据内力自平衡原理计算而得。
三、温度次内力计算
当结构为超静定体系时,结构变形受到约束将引起次内力,此时可用结构力学对超静定问题的处理方法进行。