《鋼混組合梁橋的主梁截面特性及內(nèi)力計(jì)算案例2300字》

鋼混組合梁橋的主梁截面特性及內(nèi)力計(jì)算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u22685鋼混組合梁橋的主梁截面特性及內(nèi)力計(jì)算案例綜述 158061.1主梁結(jié)構(gòu)參數(shù) 1130521.2主梁截面特性計(jì)算 178101.2.1組合梁翼緣有效寬度計(jì)算 137951.2.2組合梁截面特性計(jì)算 322171.3主梁內(nèi)力計(jì)算 4206001.3.1恒載內(nèi)力 4225321.3.2活載內(nèi)力 5265391.3.3收縮、徐變次內(nèi)力 5154291.3.4混凝土與鋼結(jié)構(gòu)之間的溫差引起的次內(nèi)力 642151.3.5主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 6主梁結(jié)構(gòu)參數(shù)參與內(nèi)力計(jì)算的荷載分別是：一期施工后橋面板和鋼梁自重和為一期恒載、二期施工完成后的鋪裝和欄桿重量之和為二期恒載、汽車活載、人群荷載。對以上荷載進(jìn)行組合，計(jì)算極限承載狀態(tài)下橋梁的受力情況。表3-1主梁參數(shù)表主梁結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算跨徑(m)35橋面板混凝土容重(kN/m3)26橋?qū)?m)8.5主梁間距(m)5.3鋪裝瀝青容重(kN/m3)25主梁根數(shù)2計(jì)算車道數(shù)2人行道寬（m)0主梁截面特性計(jì)算組合梁翼緣有效寬度計(jì)算（1）上翼緣板（跨中）混凝土板翼緣有效寬度計(jì)算按照《規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算按下式計(jì)算，且不應(yīng)大于混凝土板實(shí)際寬度： beff= befi式中：b0befi圖3.1組合梁截面尺寸在本設(shè)計(jì)中：L為35m，Le/6=6m>b=2.6m/2，所以跨中部分的全截面能起作用。（2）支點(diǎn)處的上翼緣板由《規(guī)范》，支承處的受壓部分混凝土板的有效寬度beff beff= βi=0.55+0.025式中，0.55+0.025×30（2.6/2）=1.13（3）下翼緣板由《規(guī)范》對于工字形、箱形和Π形梁橋的受壓翼緣有效寬度be,i &be,i &be,i式中：be,ibil——橋梁的等效跨徑。表3.2翼緣有效寬度計(jì)算的等效跨徑計(jì)算得，b/l=(2.6/2)/30=0.043<0.050,主梁下翼緣全部寬度都能起作用，不需進(jìn)行折減。組合梁截面特性計(jì)算計(jì)算主梁截面特性時(shí)，其上翼緣和下翼緣的寬度在承載中都起作用。假設(shè)工字鋼主梁與混凝土橋面板牢固粘結(jié)，采用等效截面法計(jì)算組合截面，可以把混凝土部分當(dāng)作鋼截面來計(jì)算。在不考慮收縮徐變的前提下，鋼的彈性模量與混凝土彈性模量之比：n把混凝土徐變效應(yīng)考慮在內(nèi)時(shí)，根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，組合梁兩種材料彈性模量之比為：當(dāng)材料處于彈性階段時(shí)，不考慮混凝凝土收縮徐變前提下，n取為7；考慮徐變條件下，n取為14；考慮收縮存在時(shí)，n取為21。截面特性參數(shù)如下：鋼梁截面As（cm^2）0.20Es210000.00δs（cm)5.68Is（m^4)0.07ysu（cm)90.18ysb（cm)80.02組合截面（彈性階段）單位cmn=7.00Aoc857.14A01256.74δ063.26Ac5720.00I05440307.65y0cu47.84a0c37.84y0cb27.84a0s88.73y0su20.84a0126.58y0sb148.96組合截面（徐變階段）單位cmn=14.00Aoc428.57δ043.31A0828.17I04553219.38y0cu67.79a0c57.79y0cb47.79a0s68.79y0su40.79a0126.58y0sb129.01組合截面（收縮階段）單位cmn=21.00Aoc285.71δ030.68A0685.31I03996050.55y0cu80.42a0c70.42y0cb60.42a0s56.16y0su53.42a0126.58y0sb116.38主梁內(nèi)力計(jì)算橋受到的荷載作用有永久荷載、可變荷載和偶然荷載，具體詳分為：一期荷載、二期荷載引起的內(nèi)力，材料收縮、徐變效應(yīng)產(chǎn)生的次內(nèi)力；汽車活載、制動(dòng)力力產(chǎn)生的內(nèi)力，不同材料之間溫差作用下的溫度次內(nèi)力。設(shè)計(jì)中偶然作用忽略。以下是各荷載的內(nèi)力匯總。恒載內(nèi)力一期恒載厚度(m)寬度(m)平方米重量(kN/m2)荷載集度(kN/m)鋼梁2.625.2混凝土橋面板0.22.65.213.530.2712.77.0一期恒載總集度25.74二期恒載厚度(m)寬度(m)面積(m2)荷載集度(kN/m)人行欄桿0.34瀝青土鋪裝層0.092.60.235.85防撞欄桿2.22二期恒載總集度8.41活載內(nèi)力活載內(nèi)力中只包括汽車活載內(nèi)力，不考慮人群荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。計(jì)算過程和結(jié)果如下：汽車活載內(nèi)力計(jì)算車道折減系數(shù)0.56荷載(車）橫向分布系數(shù)（未折減）1.076沖擊系數(shù)1.222車道荷載均布力(kN/m)10.5荷載(人）橫向分布系數(shù)（影響線坐標(biāo)）0.280車道荷載集中力-彎矩效應(yīng)(kN)280車道荷載集中力-剪力效應(yīng)(kN)336收縮、徐變次內(nèi)力收縮徐變對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力可以按以下公式進(jìn)行近似計(jì)算。對跨中部分的截面進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算：同時(shí)考慮混凝土和工字鋼梁形成的組合截面上由混凝土徐變引起的軸力為壓力：同時(shí)考慮混凝土和工字鋼梁形成的組合截面上的由材料徐變引起的彎矩：同理可得材料收縮情況下引起的截面內(nèi)力，仍舊對跨中部分的截面進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算：材料收縮產(chǎn)生的效應(yīng)終極值依照《規(guī)范》取值，根據(jù)混凝土加載時(shí)長28日，查表可得以下值RH=70%，εcs同時(shí)考慮混凝土收縮在內(nèi)，計(jì)算收縮作用在組合截面上產(chǎn)生的軸力：同時(shí)考慮混凝土徐變在內(nèi)，計(jì)算徐變作用在組合截面上產(chǎn)生的彎矩：兩種效應(yīng)作用下產(chǎn)生內(nèi)力計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢盒熳儺a(chǎn)生的次內(nèi)力收縮產(chǎn)生的次內(nèi)力pφ（MN）1環(huán)境條件RH0.7Nc（MN）0.74收縮應(yīng)變終極值0.000211pφ（MN）0.74Pcs(MN)（壓力）1.266Mφ（MNm）0.43Mcs（MNm）0.891469混凝土與鋼結(jié)構(gòu)之間的溫差引起的次內(nèi)力梯度溫差效應(yīng)根據(jù)教材《鋼橋》中所寫的內(nèi)容計(jì)算。設(shè)組合截面兩種材料的溫差為10C°.對跨中部分的恒定截面進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，其中組合截面中混凝土升溫產(chǎn)生效應(yīng)引起軸力由下式計(jì)算：組合截面中混凝土升溫產(chǎn)生效應(yīng)引起彎矩由下式計(jì)算：組合截面上混凝土橋面板降溫后產(chǎn)生的次內(nèi)力效應(yīng)與升溫時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)大小相同，方向相反。計(jì)算結(jié)果如下:溫差效應(yīng)次內(nèi)力以組合截面上混凝土溫度比鋼梁低為示例ΔT10℃Pt(MN)2.16Mt(MNm)81.74主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取為1.1，根據(jù)承載能力極限狀態(tài)對荷載進(jìn)行組合，其中恒載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取為1.2，活載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取為1.4；人群荷載組合系數(shù)取0.8。內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如下（跨中截面）：截面位置（m）一期恒載彎矩(kNm)二期恒載彎矩(kNm)活載彎矩（汽車）(kNm)彎矩包絡(luò)(kNm)000003.751672546162838477.528679372791659511.25358311713489824315382212493721879318.8358311713489824322.528679372791659526.3167254616283847300000截面位置（m）一期恒載剪力(kN)二期恒載剪力(kN)活載剪力(汽車）(kN)剪力包絡(luò)(kN)051