混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理課件混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理課件 按處理可靠度的水平，國際上把以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法分為三個(gè)水準(zhǔn)： 水準(zhǔn) 半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法； 水準(zhǔn) 近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法； 水準(zhǔn) 全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。11.1 概率極限設(shè)狀態(tài)設(shè)計(jì)法的三個(gè)水準(zhǔn) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）采用的是水準(zhǔn)。 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ023-85）采用的是水準(zhǔn)。第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理 按處理可靠度的水平，國際上把以概率理論為基礎(chǔ)11.1.1 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式其中：1.荷載安全系數(shù)g、q按相應(yīng)的最不利荷載效應(yīng)組合取值；2.材

2、料安全系數(shù)c 、 s統(tǒng)一為1.25；3.工作條件系數(shù)b為0.95。1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式按照最不利原則第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理11.1.1 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式其中：1)承載能力極限狀態(tài)2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式驗(yàn)算應(yīng)力、變形、裂縫寬度三個(gè)方面：（1）限制應(yīng)力dL（2）短期荷載下的變形fdfL（3）各種荷載組合下的裂縫寬度dL以上L、 fL 、 L分別表示為應(yīng)力、變形、裂縫寬度的限值。第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式驗(yàn)算應(yīng)力、變形、裂縫寬度三個(gè)方（1）混凝土強(qiáng)度的立方體強(qiáng)度 公路橋規(guī)對(duì)立方體強(qiáng)度的規(guī)定沿用標(biāo)號(hào)表示，新修訂的混凝土結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010)則用混凝土強(qiáng)度等級(jí)表示，并作了兩點(diǎn)修改： 1） 混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)尺寸由200mm改為150mm； 2） 混凝土標(biāo)號(hào)取同批混凝土母體的立方體強(qiáng)度平均值減去 1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差（保證率95），即提高了對(duì)混凝土質(zhì)量的要求。11.1.2 材料強(qiáng)度的取值（2）混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 近似混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體強(qiáng)度的關(guān)系為：第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理（1）混凝土強(qiáng)度的立方體強(qiáng)度11.1.2 材料強(qiáng)度的取值（2 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： （3）混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理

4、混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： （3）混凝土的抗拉強(qiáng)度11.1.3 荷載效應(yīng)組合 組合：基本可變荷載的一種或幾種與永久荷載的一種或幾種相組合（即除平板掛車或履帶車以外的活載恒載） 組合：基本可變荷載的一種或幾種與永久荷載的一種或幾種與其它可變荷載的一種或幾種相組合（即除平板掛車或履帶車以外的活載恒載+其它可變荷載） 組合：平板掛車或履帶車與結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、土的重力及土側(cè)壓力中的一種或幾種相組合。（1）荷載效應(yīng)組合： 公路橋規(guī)規(guī)定了六種荷載效應(yīng)組合，最常見的是以下三種：第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理11.1.3 荷載效應(yīng)組合 組合：基本可變荷載的一 1）結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)與汽車（或掛車或

5、履帶車）荷載產(chǎn)生的效應(yīng)同號(hào)時(shí)： （組合） （組合） （組合） 2）結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)與汽車（或掛車或履帶車）荷載產(chǎn)生的效應(yīng)異號(hào)時(shí)： （組合） （組合） （組合）（2）荷載系數(shù)：第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理 （組合） 2）結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)與汽車（或掛車或11.1.4 正截面受彎強(qiáng)度計(jì)算（1）計(jì)算的基本原則1）基本假定平截面假定；不考慮混凝土的受拉強(qiáng)度；混凝土受拉的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用歐洲混凝土協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范給出的上升段為二次拋物線，下降段為水平線所組成的曲線，極限壓應(yīng)變值取為0.003。2）等效矩形應(yīng)力圖形公路橋規(guī)?。?等效原則即使得受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力的 合力C的 大小及作用位置不變。

6、第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理11.1.4 正截面受彎強(qiáng)度計(jì)算（1）計(jì)算的基本原則1）對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，公路橋規(guī)規(guī)定：3）截面相對(duì)受壓區(qū)高度4）最小配筋率0.550.600.65、級(jí)鋼筋5號(hào)鋼筋級(jí)鋼筋鋼筋種類第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，公路橋規(guī)規(guī)定：3）截面相對(duì)受壓區(qū)高（2）單筋矩形截面得受彎強(qiáng)度計(jì)算或2）適用條件要求滿足 防止超筋。要求 滿足 防止少筋。1）基本公式第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理（2）單筋矩形截面得受彎強(qiáng)度計(jì)算或2）適用條件要求滿足 3）截面計(jì)算 設(shè)計(jì)：已知計(jì)算彎矩 Mj、混凝土標(biāo)號(hào)和鋼筋級(jí)別、截面尺寸 求：Ag及鋼筋

7、 規(guī)格及截面上的布置。計(jì)算方法：按Mj =Mu進(jìn)行計(jì)算，假定a，得出h0。復(fù)核：已知截面尺寸、混凝土標(biāo)號(hào)和鋼筋級(jí)別、Ag及a求：Mu。檢查鋼筋布置符合要求與否xMu （按式 計(jì)算）復(fù)核Mj Mu第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理3）截面計(jì)算 設(shè)計(jì)：已知計(jì)算彎矩 Mj、混凝土標(biāo)號(hào)和鋼筋級(jí)別按照單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算方法，可得橋涵工程單筋矩形截面受彎構(gòu)件的計(jì)算流程 ： 或按照單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算方法，可得橋11.1.5 斜截面受剪強(qiáng)度計(jì)算（1）斜截面受剪強(qiáng)度計(jì)算的基本公式及適用條件 公路橋規(guī)對(duì)有腹筋等高度鋼筋混凝土簡支粱規(guī)定: 考慮到 與 是緊密相關(guān)

8、的，而兩者有無法分別給予，故用 來表達(dá)混凝土和箍筋的綜合抗剪力，則斜截面受剪強(qiáng)度的基本公式為：上式的適用條件是： 1）上限值截面最小尺寸滿足第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理11.1.5 斜截面受剪強(qiáng)度計(jì)算 考慮到 2）下限值按構(gòu)造要求配置箍筋 （2）等高度簡支梁腹筋的設(shè)計(jì) 1）按必須提高截面尺寸和提高混凝土的標(biāo)號(hào)。檢查截面最小尺寸，如不滿足2）由式求得按構(gòu)造要求配置箍筋的剪力，其中b、h0可按跨中截面計(jì)算。 3）剩下的計(jì)算剪力由混凝土與箍筋、彎起鋼筋共同承 擔(dān)。其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)的為0.6Qj，按45彎起的鋼筋承擔(dān)的為0.4Qj。第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理 2）下限

9、值按構(gòu)造要求配置箍筋 （2）等高度簡 5）初步確定彎起鋼筋的數(shù)量及彎起位置 公路橋規(guī)規(guī)定應(yīng)至少有兩根并且不少于20的主鋼筋面積通過梁的支點(diǎn)，而其余的受拉鋼筋才可以彎起。 第i排彎起鋼筋的截面面積由第i排彎起鋼筋承擔(dān)的剪力值決定： 4）設(shè)計(jì)箍筋 配筋率：計(jì)算間距：第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理 5）初步確定彎起鋼筋的數(shù)量及彎起位置 公路橋規(guī)規(guī)1）彎起點(diǎn)的位置 公路橋規(guī)規(guī)定彎起點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋充分利用點(diǎn)以外大于或等于0.5h0處。（3）斜截面抗彎強(qiáng)度的保證 2）縱向鋼筋在支座處的錨固 在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，應(yīng)至少有兩根并且不少于20 的主筋通過； 受拉鋼筋應(yīng)伸出端支點(diǎn)外，并彎起直角順梁高延

10、伸至頂部； 不向上彎曲的受拉主筋伸出支點(diǎn)截面的長度，應(yīng)不小于10d。 3）縱向鋼筋在梁跨間的截?cái)嗯c錨固 4）鋼筋的接頭 第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理1）彎起點(diǎn)的位置 公路橋規(guī)規(guī)定彎起點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋充分利用點(diǎn) 1）要復(fù)核的斜截面的底端位置 距支座中心h/2 處的截面；受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面，以及錨固于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力的截面；箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面； 受彎構(gòu)件腹板寬度改變處的截面。 2）要復(fù)核的斜截面的頂端位置 選擇斜截面底端位置；以底端位置向跨中方向取距離為h0的截面，認(rèn)為驗(yàn)算斜截面頂端就在此正截面上；由驗(yàn)算斜截面頂端的位置坐標(biāo)，可以從內(nèi)力包絡(luò)圖推得該截面上的最大

11、剪力及相應(yīng)的彎矩，進(jìn)而求得剪跨比及斜截面投影長度； 將上述各值及與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋數(shù)量代入下式，即可進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度復(fù)核。（4） 斜截面抗剪強(qiáng)度的復(fù)核第十一章 混凝土結(jié)構(gòu)按公路橋規(guī)的設(shè)計(jì)原理 1）要復(fù)核的斜截面的底端位置 距支座中11.1.6 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫與變形驗(yàn)算(1)應(yīng)力驗(yàn)算 對(duì)于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，公橋規(guī)要求進(jìn)行施工階段的應(yīng)力計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的施工荷載進(jìn)行內(nèi)力組合；當(dāng)構(gòu)件在吊裝時(shí)，構(gòu)件自重應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2或0.85；同時(shí)，受彎構(gòu)件正截面應(yīng)力應(yīng)符合下列條件： 受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的壓應(yīng)力 受拉鋼筋的應(yīng)力 換算截面的受壓區(qū)高度 和慣性矩 應(yīng)按下列公式計(jì)

12、算： 11.1.6 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫與變形驗(yàn)算(11)矩形和翼緣位于受拉區(qū)的T形截面 2)I形和翼緣位于受壓區(qū)的T形截面 當(dāng) 時(shí)當(dāng) 時(shí)，按寬度為 的矩形截面計(jì)算。1)矩形和翼緣位于受拉區(qū)的T形截面 2)I形和翼緣位于受壓區(qū)(2)受彎構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算 鋼筋混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度，應(yīng)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)影響進(jìn)行驗(yàn)算，并規(guī)定鋼筋混凝土構(gòu)件的特征裂縫寬度不應(yīng)超過下列規(guī)定限值： 對(duì)矩形、T形和工字形截面的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，其特征裂縫寬度(保證率為95%)按下列公式計(jì)算： 類和類環(huán)境 0.2mm，類和類環(huán)境 0.15mm，在上述各驗(yàn)算中，汽車荷載應(yīng)不計(jì)沖擊系數(shù)。