第三章、作用及作用效应组合.ppt

第三章、作用及作用效应组合 第一节 作用的分类 一、作用的定义 作用：我国现行《公路桥涵设计通用规范》 ( JTG D60一2004)中将作用于桥梁结构的荷 载和引起结构外加变形或约束变形的原因统 称为作用。 作用是施加在结构上的一组集中力或分布 力，或引起结构外加变形或约束变形的原 因，前者称直接作用，亦称荷载，后者称间 接作用 二、作用的分类：永久作用、可变作用和偶然 作用 1、永久作用(恒载)：是在结构使用期间，其 量值不随时间而变化或其变化值与平均值比较 可忽略不计的作用。永久作用的量值是指其 作用位置、大小和方向。 ⑴作用于桥梁上部结构永久作用：主要是结构 物自重、桥面铺装及附属设备的重力(人行道 板、栏杆、扶手、灯柱等)、长期作用于结构 上的人工预加力以及混凝土收缩和徐变作用、 基础变位作用。 ⑵作用于桥梁下部结构的永久作用：主要是上 部结构传给支座的永久作用、墩台的自重。 ⑶作用于墩台上的永久作用：土重及土侧压力、 水浮力(水中墩台)。 2、可变作用(活载)：是在结构使用期间，其 量值随时间而变化，或其变化值与平均值比 较不可忽略不计的作用，主要包括汽车荷载 及其影响力、自然和人为产生的各种变化力。 3、偶然作用：是在结构使用期间，出现的概 率很小，一旦出现，其值很大旦持续时间很 短的作用。 偶然作用主要是地震作用、船舶或漂流物 的撞击作用、汽车撞击作用。 第二节 作用的选定和作用效应组合 一、作用的代表值 作用具有变异性，但在结构设计时，不 可能直接引用作用随机变量或随机过程的各 类统计参数通过复杂的计算进行设计，作用 代表值就是为结构设计而给定的量值。设计 的要求不同，采用的作用代表值也可不同， 这样可以更确切、合理地反映作用对结构在 不同设计要求下的特点。 ⑴作用的代表值一般可分为标准值、频遇值 和淮永久值。 ⑵作用的标准值是作用的基本代表值。 ⑶频遇值和准永久值一般可以在标准值的基 础上计人不同的系数后得到。 ⑷永久作用被近似地认为在设计基准期内(公 路桥涵结构的设计基准期为100年)是不变的． 它的代表值只有一个，即标准值。 ⑸可变作用应根据不同的极限状态分别采用不 同的代表值，即可取标准值、频遇值和准永 久值作为其代表值。 ①在承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算 结构强度时应采用的标准值作为代表值。 ②在正常使用极限状态按短期效应（频遇)组合 设计时，应采用频遇值作为代表值，其值为标准值乘以小于1的频遇值系数ψ1， ③按长期效应(准永久)组合设计时，应采用准 永久值作为代表值，其值为标准值乘以小于ψ1 的准永久值系数 ψ2 。  ⑹ 偶然作用的代表值为其标准值。 二、作用的设计值 作用的设计值为作用的标准值乘以相应的 作用分项系数 三、作用效应组合 前面简述了桥梁结构中各种可能出现的作 用，显然这些作用并非全部同时作用于桥梁结 构上，因此，在设计中应分清哪些作用是恒久 存在的、经常出现的，哪些作用是偶然出现或 者只在特殊情况下才发生的。根据各种作用重 要性的不同和同时作用的可能性，《公路桥涵 设计通用规范》(JTG D60一2004)规定了以下 几种作用效应组合，以供设计时选择： 1、公路桥涵结构按承载能力极限状态设计 时，应采用以下两种作用效应组合。 ①基本组合：永久作用的设计值效应与可变 作用设计值效应相组合，其效应组合表达式 如下所示： ②偶然组合：永久作用标准值效应与可变作 用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效 应相组合。 (2)公路桥涵结构按正常使用极限状态设计 时，应根据不同的设计要求，采用以下两种 作用效应组合。 ①作用短期效应组合。永久作用标准值效应 与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合 表达式为， ②作用长期效应组合。永久作用标准值效应 与可变作用准永久值效应相组合，其效应组 合表达式为： 第三节 作用的规定与计算 一、 永久作用 永久作用(也称恒载)是在结构使用期间，其 量值不随时间而变化或其变化值与平均值比较可忽略 不计的作用。永久作用的量值是指其作用位置、大小 和方向。 作用于桥梁上部结构的永久作用，主要是结构物自重、 桥面铺装及附属设备的重力(人行道板、栏杆、扶手、 灯柱等)、长期作用于结构上的人工预加力以及混凝 土收缩和徐变作用、基础变位作用。作用于桥梁下部 结构的永久作用，主要是上部结构传给支座的永久作 用、墩台的自重、作用于墩台上的土重及土侧压力、 水浮力(水中墩台)。 1．结构重力 结构物自重、桥面铺装及附属设备的重力的 标准值可按结构物的实际体积乘以其材料的重度计 算。材料的重度可按表3—7采用。 2．预加力 对于顶应力混凝土桥梁结构，