其他作用實(shí)用PPT課件PPT課件

1、 例：1）各類建筑的屋面板，產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形； 2）澆筑地下構(gòu)筑物和高層建筑筏形基礎(chǔ)等大體積混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，水化熱溫升和降溫散熱引起貫穿裂； 3）鋼結(jié)構(gòu)的焊接過(guò)程，焊縫及附近溫度最高，可達(dá)16000C以上，其鄰近區(qū)域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場(chǎng)使材料產(chǎn)生不均勻的膨脹。 第1頁(yè)/共40頁(yè) 火災(zāi)對(duì)于工程結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)也是一種危害較大的作用，它對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全、對(duì)環(huán)境的破壞十分巨大。 火災(zāi)作用是一種荷載作用，火災(zāi)荷載為： FAWq01式中 q1火災(zāi)荷載； W0火災(zāi)區(qū)域纖維類燃料的質(zhì)量； AF火災(zāi)區(qū)域的地板面積。（5-1）第2頁(yè)/共40頁(yè)5.1.2 5.1.2 溫度應(yīng)力和變形的計(jì)算 A：靜定結(jié)構(gòu)

2、溫度變化引起材料膨脹和收縮變形是自由的，在結(jié)構(gòu)上不引起內(nèi)力，變形由虛功原理導(dǎo)出。 B：超靜定結(jié)構(gòu) 超靜定結(jié)構(gòu)，存在贅余約束，溫度變化引起的桿件變形不是自由的，受到約束，在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生內(nèi)力，此內(nèi)力與結(jié)構(gòu)的剛度大小有關(guān)，超靜定第3頁(yè)/共40頁(yè)結(jié)構(gòu)中的溫度作用效應(yīng)，根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，按彈性理論方法計(jì)算。（結(jié)力） 變形：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的支座或地基發(fā)生不均勻沉降等，使結(jié)構(gòu)物被迫產(chǎn)生的變形。 A：靜定結(jié)構(gòu)：允許構(gòu)件產(chǎn)生符合其約束條件的位移，結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。 B：超靜定結(jié)構(gòu)：多余約束束縛結(jié)構(gòu)的自由變形，產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。第4頁(yè)/共40頁(yè) 例：1）地基土的不均勻性引起的變形； 2）地基土發(fā)生凍融、凍脹、濕陷等現(xiàn)

3、象； 3）地基比較均勻，上部結(jié)構(gòu)荷載、剛度相差過(guò)大，產(chǎn)生沉降。都會(huì)引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，存在著兩種特殊的變形作用，即混凝土的收縮和徐變。 混凝土的收縮：混凝土在空氣中硬化時(shí)體積減小的現(xiàn)象。在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，加速裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。第5頁(yè)/共40頁(yè) 混凝土的徐變：在荷載長(zhǎng)期作用下，混凝土的變形隨時(shí)間而增長(zhǎng)的現(xiàn)象。 徐變對(duì)結(jié)構(gòu)不利影響： A：在長(zhǎng)期荷載作用下的受彎構(gòu)件，徐變使撓度增大12倍； B：長(zhǎng)細(xì)比較大的偏心受壓構(gòu)件，徐變引起的附加偏心距增大，構(gòu)件的強(qiáng)度降低約20%；第6頁(yè)/共40頁(yè) C：過(guò)度的變形會(huì)影響到路面的平整度。 工程中大量的結(jié)構(gòu)都屬于超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)由變形作用引起的內(nèi)力足

4、夠大時(shí)，可能引起房屋開(kāi)裂、影響結(jié)構(gòu)正常使用甚至倒塌等，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中必須考慮變形作用。 第7頁(yè)/共40頁(yè)5.3.1 5.3.1 爆炸的概念 爆炸是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)急劇增速，由一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并將其內(nèi)含的能量，在瞬時(shí)集中釋放的現(xiàn)象。 結(jié)構(gòu)工程中遇到的爆炸主要有四類： 燃料爆炸：汽油和煤氣等燃料以及易燃化工產(chǎn)品在一定條件下起火爆炸； 工業(yè)粉塵爆炸：面粉廠、紡織廠等生產(chǎn)車間充斥著顆粒極細(xì)的粉塵，在一定的溫度和壓力條件下突然起火爆炸。第8頁(yè)/共40頁(yè) 武器爆炸：戰(zhàn)爭(zhēng)期間的常規(guī)武器和核武器的轟擊、汽車炸彈的襲擊以及軍火倉(cāng)庫(kù)的爆炸。 定向爆炸：為拆除現(xiàn)有結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的爆炸。5.3.2 5.3.2 爆

5、炸的破壞作用 震蕩作用：在破壞作用的區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)能使物體震蕩、使之松散的力量。 沖擊波作用：第9頁(yè)/共40頁(yè) 碎片的沖擊作用：爆炸產(chǎn)生的碎片，飛散范圍100500米，碎片的體積越小，飛散的速度越大，危害越嚴(yán)重。 熱作用（火災(zāi)）：爆炸溫度約在200030000C左右，爆炸氣體擴(kuò)散發(fā)生在極短的瞬時(shí)，一般可燃物質(zhì)不足以起火燃燒。建筑物內(nèi)遺留大量的熱，把從破壞設(shè)備內(nèi)部流出的可燃?xì)怏w或易燃、可燃蒸氣點(diǎn)燃，使建筑物內(nèi)的可燃物全部起火，加重爆炸的破壞程度。第10頁(yè)/共40頁(yè) 水浮力：作用于建筑物底面由下向上的水壓力，等于建筑物排開(kāi)同體積的水重力。 水浮力對(duì)處于地下水中的結(jié)構(gòu)受力和工作性能有明顯影響。 例：

6、貯液池底面位于地下水位以下時(shí)，若貯液池為空載情況，浮力可能會(huì)使整個(gè)貯液池或底板局部上移，使底板和頂蓋頂裂，貯液池應(yīng)進(jìn)行整體抗浮驗(yàn)算。第11頁(yè)/共40頁(yè) A： 存在靜水壓力的透水性土，如砂類土、碎石土、粘砂土等，計(jì)算水浮力。 B：橋梁墩臺(tái)，水浮力對(duì)墩臺(tái)的穩(wěn)定性不利，驗(yàn)算墩臺(tái)的穩(wěn)定。 C：基礎(chǔ)嵌入不透水性地基，不計(jì)算水浮力。 D：完整巖石上的基礎(chǔ)，當(dāng)基礎(chǔ)與基底巖石之間灌注混凝土且接觸良好時(shí)，水浮力不計(jì)；第12頁(yè)/共40頁(yè)5.5.1 5.5.1 汽車沖擊力 沖擊作用：車輛在正常或較高時(shí)速在橋上行駛時(shí)，由于車輛荷載的快速施加，以及橋面的不平整等原因，引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。 第13頁(yè)/共40頁(yè) 沖擊作用目

7、前沒(méi)有完全符合實(shí)際情況的理論分析和實(shí)際計(jì)算，采用粗糙的近似方法。 設(shè)計(jì)時(shí)，汽車荷載的沖擊力為汽車荷載乘以沖擊系數(shù) 。第14頁(yè)/共40頁(yè) 城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ77-98）規(guī)定，計(jì)算橋上人行道欄桿時(shí)，考慮作用在欄桿上的汽車撞擊力。防撞欄桿采用80KN橫向集中力進(jìn)行驗(yàn)算，作用點(diǎn)在防撞欄桿板的中心。5.5.2 5.5.2 汽車撞擊力第15頁(yè)/共40頁(yè)5.5.3 5.5.3 船只或漂流物的撞擊力 通航河流或有漂流物河流中的橋梁墩臺(tái)考慮船只或漂流物的撞擊力。撞擊力有時(shí)十分巨大，達(dá)1000KN以上，采用實(shí)測(cè)資料計(jì)算。第16頁(yè)/共40頁(yè) 汽車制動(dòng)力：汽車剎車時(shí)車輪和路面接觸面之間產(chǎn)生的水平摩擦力，等于

8、摩擦因數(shù)乘以車輛的總重力。第17頁(yè)/共40頁(yè) 影響制動(dòng)力大小的因素：路面的粗糙狀況及充氣壓力的大小、制動(dòng)裝置的靈敏性、行車速度等。 路面摩擦因素： 水泥混凝土路面：0.74 瀝青混凝土路面：0.62 平整的泥結(jié)碎石路面：0.60(根據(jù)氣候條件和路面潮濕情況不同而變化）。第18頁(yè)/共40頁(yè) 城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ77-98）規(guī)定一個(gè)設(shè)計(jì)車道的制動(dòng)力按下列要求取值： 采用城A級(jí)汽車荷載設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)力采用160KN或10%車道荷載，取兩者中的較大值，不包括沖擊力。第19頁(yè)/共40頁(yè) 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，并取兩者中的較大值，不包括沖擊力。 四車道的橋梁

9、：制動(dòng)力按上述規(guī)定數(shù)值增加1倍。 履帶車和平板掛車不計(jì)制動(dòng)力。第20頁(yè)/共40頁(yè)5.6.2 5.6.2 吊車制動(dòng)力 工業(yè)廠房中，吊車起吊重物，吊車在啟動(dòng)和運(yùn)行中的剎車產(chǎn)生制動(dòng)力。吊車制動(dòng)力（水平荷載）分為縱向制動(dòng)力（縱向水平荷載）與橫向制動(dòng)力（橫向水平荷載）。第21頁(yè)/共40頁(yè)第22頁(yè)/共40頁(yè) 吊車縱向制動(dòng)力：吊車（大車）沿廠房縱向啟動(dòng)或剎車時(shí)，吊車自重和吊重所引起的縱向水平慣性力。maxT 吊車的橫向制動(dòng)力：小車吊有額定最大起重量時(shí)，沿廠房橫向啟動(dòng)或剎車引起的橫向水平慣性力。第23頁(yè)/共40頁(yè) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定，吊車縱向水平荷載按一側(cè)所有制動(dòng)輪最大輪壓之和的10%10%確定，吊車縱向水

10、平荷載設(shè)計(jì)值： max01 . 0 PT 作用位置：軌道頂面。 吊車橫向水平荷載：gQQT)(1（5-3）（5-4）第24頁(yè)/共40頁(yè)吊車橫向水平荷載系數(shù)（橫向制動(dòng)系數(shù)）。tQtQtQ7508. 0501510. 01012. 0對(duì)于軟鉤吊車對(duì)于硬鉤吊車：20. 0式中：Q Q吊車的額定起重量； Q1Q1小車重量； g g重力加速度；第25頁(yè)/共40頁(yè) 假設(shè)吊車橫向水平荷載等分于大車的兩側(cè)，由軌道上的車輪平均傳至軌道，方向與軌道垂直，考慮正、反兩個(gè)方向的剎車情況。 第26頁(yè)/共40頁(yè) 1 1、概念：橋梁離心力是車輛在彎道行駛時(shí)產(chǎn)生的慣性力；以水平力的形式作用于橋梁結(jié)構(gòu)。城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

11、，位于曲線上橋梁的墩臺(tái)，曲率半徑小于或等于250m時(shí)，計(jì)算離心力。離心力為車輛荷載乘以離心力系數(shù)C。 2、離心力系數(shù)：gRvC2（5-5）式中 v設(shè)計(jì)速度，m/s，按橋梁所在路線設(shè)計(jì)速度 采用； R彎道曲線半徑，m；第27頁(yè)/共40頁(yè)式中 若v以Km/h計(jì)，則 RvC1272（5-6） 3、計(jì)算多車道離心力時(shí)，計(jì)入車道的橫向折減系數(shù)。 4、離心力的著力點(diǎn)：在汽車的重心上，離橋面1.2m，也可移到橋面上。 5、離心力對(duì)墩臺(tái)的影響：將離心力均勻分布在橋跨上由兩墩平均分擔(dān)。第28頁(yè)/共40頁(yè)5.8.1 5.8.1 預(yù)加應(yīng)力的概念 構(gòu)件未受力之前，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力，使構(gòu)件在使用荷

12、載下產(chǎn)生的拉應(yīng)力大部分被預(yù)壓應(yīng)力抵消。達(dá)到改善普通混凝土缺點(diǎn)的目的； 混凝土構(gòu)件在使用荷載下提高構(gòu)件的抗裂能力（可不出現(xiàn)拉應(yīng)力或允許出現(xiàn)拉應(yīng)力而不致開(kāi)裂、或推遲開(kāi)裂、或者限制裂縫寬度大小）。第29頁(yè)/共40頁(yè)5.8.2 5.8.2 施加應(yīng)力的方法 外部預(yù)加力和內(nèi)部預(yù)加力。結(jié)構(gòu)桿件中的預(yù)加力來(lái)自結(jié)構(gòu)之外時(shí)，所加的預(yù)加力稱為外部預(yù)加力（例：混凝土拱橋的拱頂用千斤頂施加水平預(yù)壓力；大多數(shù)工程中采用內(nèi)部預(yù)加力。 內(nèi)部預(yù)加力法通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋來(lái)實(shí)現(xiàn)。第30頁(yè)/共40頁(yè)常用的施加預(yù)應(yīng)力的方法 按照張拉鋼筋與澆搗混凝土的先后次序不同分為：分為先張法和后張法。1 1、先張法（1 1）定義：先張拉鋼筋，后澆灌混

13、凝土構(gòu)件。（2 2）工序（先張法施工的三個(gè)階段）、張拉鋼筋；、支模、澆灌混凝土和養(yǎng)護(hù)；、混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，放松鋼筋建立預(yù)應(yīng)力 第31頁(yè)/共40頁(yè)第32頁(yè)/共40頁(yè) 結(jié)論：結(jié)論：先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來(lái)傳遞的。這種力的傳遞過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)一段傳遞長(zhǎng)度ltr才能完成。 （3 3）先張法的適用范圍 先張法構(gòu)件采用工廠化的生產(chǎn)方式，工序少，工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量易保證，適用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。如樓板，屋面板。第33頁(yè)/共40頁(yè) 2 2、后張法 （1 1）定義：先澆灌混凝土構(gòu)件，后張拉鋼筋。 （2）工序：澆砼，預(yù)留孔道 達(dá)到強(qiáng)度，穿筋 張拉鋼筋，錨固 孔道灌漿；第34頁(yè)/共40

14、頁(yè)第35頁(yè)/共40頁(yè) 結(jié)論：結(jié)論：后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力是依靠鋼筋端部的錨具來(lái)傳遞的。（3 3）后張法的適用范圍 后張法施工程序和工藝復(fù)雜，需專用張拉設(shè)備和特制錨具，用鋼量大；不需要固定的張拉臺(tái)座，可在現(xiàn)場(chǎng)施工，應(yīng)用靈活。適用于不便于運(yùn)輸?shù)拇笮蜆?gòu)件。 第36頁(yè)/共40頁(yè) 常見(jiàn)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，屬后張法。鋼筋表面涂膜防腐蝕油脂，與混凝土一同澆筑。避免預(yù)留孔洞、穿筋、灌漿繁雜過(guò)程。適用于跨度大于6 6m m 的樓板及大跨度梁。第37頁(yè)/共40頁(yè)1 1、定義 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工及使用過(guò)程中，由于張拉工藝和材料特性等原因是在不斷降低的，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)最終穩(wěn)定下來(lái)，這種預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力的降低，稱為預(yù)應(yīng)力損失。 預(yù)應(yīng)力的建立是通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，凡是能使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有六大類。5.8.3 5.8.3 預(yù)應(yīng)力損失第38