桥梁结构上作用和作用效应
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桥梁结构上的作用和作用效应演示在桥梁结构中,各个部件承担着不同的作用和作用效应。
这些作用和作用效应相互作用,使得整座桥梁能够承载自身重量和外部荷载,保证桥梁的正常运行。
以下将讨论桥梁结构上主要的作用和作用效应。
1.承载作用:桥梁的最基本的功能就是承载行人、交通工具以及其他荷载的作用。
承载作用主要通过梁、墩、翼墙等部件来实现。
当行人或车辆通过桥梁时,其重量会通过桥梁的各个部件传递到地基上,同时梁体的自重也会对桥梁的承载能力产生影响。
因此,桥梁的各个部件需要具备足够的强度和刚度,以承受荷载的作用。
2.水平作用:在桥梁上承载行人和车辆的过程中,由于行人和车辆的力荷载的作用,桥梁结构会受到水平力的作用。
这种水平力主要通过梁和墩体来承载和传递。
为了保证桥梁的稳定性和安全性,桥梁结构需要具备足够的水平刚度,以抵抗水平力的作用。
3.纵向作用:桥梁结构上还会受到纵向作用的影响,主要包括温度变化引起的热膨胀和收缩作用、交通荷载的瞬时载荷、桥墩下沉引起的附加载荷等。
这些纵向作用会对桥梁结构的整体性能和力学行为产生影响,如引起桥梁的伸缩变形、振动和应力集中等。
因此,桥梁结构需要在设计和施工中考虑纵向作用的效应,采取相应的措施来减小不利影响,如设置伸缩缝、采用合适的材料和构造等。
4.风荷载:风荷载也是桥梁结构上常见的外部荷载作用。
当气流通过桥梁时,会对桥梁构件产生风压和风力的作用。
特别是在大跨度和高架桥梁中,由于横冲风的影响,风荷载会对桥梁的稳定性和安全性产生较大影响。
为了抵御风荷载,桥梁结构需要采取相应的措施,如增加构件截面尺寸、设置减风构造物、采用气动稳定性设计等。
除了上述作用和作用效应外,在桥梁结构的运行中还存在一些非正常的荷载作用,如地震、冰雪等自然灾害以及车辆事故等。
这些非正常荷载作用会对桥梁的安全性产生极大威胁,因此在桥梁的设计和施工中需要考虑这些外部荷载的影响,并进行相应的抗震、防火、防冰等措施。
总之,桥梁结构上的作用和作用效应是多种多样的,需要全面考虑各种荷载的作用效应、力学特性和结构性能,以确保桥梁的稳定性、安全性和寿命周期。
3.1.1 结构上的作用作用——是结构产生内力或变形的原因。
作用分为: 1)直接作用:荷载。
2)间接作用:砼收缩、温度变化、基础沉降、地震等。
作用效应:结构上的作用使结构产生的内力、变形、裂缝等。
1 、荷载的分类永久荷载:在结构设计使用期间,其值不随时间而变化,或变化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。
可变荷载:在结构设计使用期内其值随时间而变化,其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
偶然荷载:在结构设计使用期内不一定出现,一旦出现其值很大且持续时间很短的荷载。
2 、荷载的标准值:荷载的基本代表值荷载的不定性——随机变量统计——具有一定概率的最大荷载值——荷载的标准值3.1.2 结构的功能要求1.结构的安全等级建筑物的重要程度、破坏时可能产生的后果严重与否,为三个安全等级。
2.结构的设计使用年限计算结构可靠度所依据的年限称为结构的设计使用年限。
结构的设计使用年限,是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。
一般建筑结构的设计使用年限可为50 年。
总体而言,桥梁应比房屋的设计使用年限长,大坝的设计使用年限更长。
3.建筑结构的功能(1) 安全性建筑结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形,在偶然事件( 如地震、爆炸等) 发生时和发生后保持必需的整体稳定性,不致发生倒塌。
(2) 适用性结构在正常使用过程中应具有良好的工作性。
(3) 耐久性结构在正常维护条件下应有足够的耐久性,完好使用到设计规定的年限,即设计使用年限。
3.1.3 结构功能的极限状态极限状态——整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这一特定状态称为该功能的极限状态。
极限状态是有效状态和失效状态的分界。
是结构开始失效的界限。
极限状态分为:(1)承载能力极限状态:结构、构件达到最大承载能力或不适宜继续承载的变形状态(2)正常使用极限状态:结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态3.1.4 极限状态方程结构的极限状态可以用极限状态函数来表达:Z = R — SS ——荷载效应,它代表由各种荷载分别产生的荷载效应的总和;R ——结构构件抗力当构件每一个截面满足S ≤R 时,认为构件是可靠的,否则认为是失效的。