组合结构桥梁的发展与应用精品PPT课件
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组合结构在桥梁中的应用两种不同性质的材料组合成一个整体而共同工作的构件称为组合构件, 组合结构是由组合构件组成。
例如钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理力学性能完全不同的材料组合而成。
50 多年来, 组合结构的研究与应用得到迅速发展, 至今已成为一种公认的新的结构体系, 与传统的四大结构, 即钢结构、木结构、砌体结构和钢筋混凝土结构并列, 已扩展成为五大结构。
从工程建设的经济性、实用性考虑,代表性的建筑材料主要是钢材与混凝土,因此一般所说的组合结构,就是指由这两种材料通过粘结、机械咬合或连接件相互接合,并且能够共同承担作用力的构件或结构。
将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土,分别合理地用在构件的拉伸区及其压缩区,极大限度地追求高性能、经济性是钢与混凝土组合结构的设计原则。
将两种材料合理地加以组合后,从经济性来看要好于钢结构或混凝土结构。
组合结构最大的技术特点是组合后的性能已经超过材料各自的力学性能。
钢材处于拉伸区域时,其强度及其延性能够很好发挥,但当处于压缩区域时,由屈曲强度决定,特别是薄钢板制成的构件,材料性能很难发挥,而混凝土是比钢材便宜、自重大、抗拉强度显著小的脆性材料。
因此,两者力学上的组合主要表现在2个方面,即钢材对混凝土的支援及混凝土对钢材的支援。
组合梁的优点:1)抗疲劳性能好, 使用寿命长。
2) 实际承载力高。
梁的试验资料表明, 组合梁的实际承载力为设计承载力的2. 2 倍~ 2. 6 倍,而普通钢梁, 其破坏荷载较设计荷载一般不超过2. 2。
3) 冲击系数降低。
钢桥实测资料表明, 用YH 型机车以64. 4 km 时速通过, 对全钢梁桥产生的冲击系数为1. 403, 而在同样情况下的组合梁桥, 实测冲击系数为1. 121, 后者较前者降低了20%。
4) 节省钢材。
以9 m 12 m 平台单元为例, 在相同荷载条件下, 对组合梁和非组合梁进行设计对比, 组合梁较非组合梁的主、次梁, 分别节省钢材35. 6%及30%。