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正文內(nèi)容

建筑土木]35m預(yù)應(yīng)力簡支t型梁橋設(shè)計書(編輯修改稿)

2024-12-22 19:19 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 8 1. 31 ( / )G k N m? ? ? ? ?邊梁二期永久作用集度: 2 ( / )g k N m? ? ? ? ? 永久作用效應(yīng) 如圖 3 所示,設(shè) x 為計算截面離左支座的距離,并令 /xl?? 。 主梁彎矩和剪力的計算公式分別為: 22121 gxglxM ??? gxglQ ?? 21? 永久作用效應(yīng)計算見表 3。 10 圖 3:永久作用效應(yīng)計算圖 表 3:邊梁永久作用效應(yīng) 作用效應(yīng) 跨中 (α =) 四分點 (α =) 支點 (α =) 一 期 彎矩 () 0 剪力( KN) 0 二 期 彎矩 () 0 剪力( KN) 0 ∑ 彎矩 () 0 剪力 ( KN) 0 可變作用效應(yīng)計算(修正剛性橫梁法) 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù) 按《橋規(guī)》 ,結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān),因此要先計算結(jié)構(gòu)的頻率。簡支梁橋的頻率可采用下列公式估算: )( 1022 HzmEIlfcc ?????? ? 其中: )( 3 mKggGm c ????? 根據(jù)本橋的基頻 ≤ f ≤ 14Hz,可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù) 11 為: l n ? ? ? ? 按《橋規(guī)》 條, 當(dāng)車道大于兩車道時,應(yīng)進(jìn)行車道折減,三車道折減 22%,四車道折減 33%, 但折減后不得小于兩車道布載的計算結(jié)果。本設(shè)計按四車道布載進(jìn)行計算,因此在計算可變作用效應(yīng)時需進(jìn)行車道折減。 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù) 1)跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm 如前所述,本例橋跨中內(nèi)設(shè)五道橫隔梁,具有可靠地橫向聯(lián)系,且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為: ???Bl 所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù) cm ?計算主梁抗扭慣性矩 TI 對于 T 形梁截面,抗扭慣性矩可以近似按下式計算: 31mT i i iiI cbt??? 式中: iitb, — 相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度; ic — 矩形截面抗扭剛度系數(shù); m— 梁截面 劃分成單個矩形截面的個數(shù); 對于跨中截面,翼緣板的換算平均厚度: )( 1050151801 cmt ????? 馬蹄部分的換算平均厚度: 12 )(2 40253 cmt ??? 圖 4 示出了 TI 的計算圖式, TI 的計算見表 4。 圖 4: TI 的計算圖 (尺寸單位: mm) 表 4: TI 的計算表 分塊名稱 )(cmbi )(cmti ii bt/ ic 3 3 4( 10 )Ti i i iI c bt m??? 翼緣板 200 1/3 腹板 20 馬蹄 55 ? 表中 系數(shù) ci值是根據(jù) t/b 值由姚玲森主編的《橋梁工程》表 262 查得的。 ②計算抗扭修正系 數(shù) ? 對于本算例主梁的間距相同,并將主梁近似看成等截面,則得: 2211 12 iTiiiGl IE a I? ?? ?? 式中: 。34。1 maImlEG i Ti ?????? ? 13 42 3 4 5 6 7 85 .0 。 3 .0 。 1 。 1 。 3 .0 。 5 。 7 。 0 .3 7 9 8 8 2 3 0 。ia m a m a m a m a m a m a m I m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算得: ?? 。 ③按修正的剛性橫梁法計算 橫向影響線豎坐標(biāo)值 ???? 81 21i iiijaean ?? 式中: )(168,8 2812 mani i ?? ??。計算所得的 ijn 值列于表 5 內(nèi)。 表 5: ijn 值 編號 1t? 2t? 3t? 4t? 5t? 6t? 7t? 8t? 1 2 3 4 ④計算荷載橫向分布系數(shù) 1 號梁的橫向影響線和最不利荷載圖式如圖 5 所示。 圖 5: 跨中的橫向分布系數(shù) cm 計算圖式(尺寸單位: mm) 14 可變作用(公路 — Ⅱ 級): 四車道: 1 ( 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 1 3 6 9 0 . 0 6 5 6 0 . 0 1 4 2 0 . 0 5 7 1 0 . 6 7 0 . 4 3 6 72cqm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?) 三車道: 1 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 1 3 6 9 0 . 0 6 5 6 1 0 . 7 8 0 . 5 2 5 12cqm ? ? ? ? ? ? ? ?( ) 兩車道: 1 0 . 3 8 2 3 0 . 3 1 1 1 0 . 2 5 9 6 0 . 1 8 3 3 0 . 5 7 0 72cqm ? ? ? ? ?( ) 故取可變作用(汽車)的橫向分布系數(shù)為: ? 可變作用(人群): ? 2)支點截面的荷載橫向分布系數(shù) 0m 如圖 6 所示,按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)影響線并進(jìn)行布載,邊梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計算如下 : 圖 6: 支點的橫向分布系數(shù) om 計算圖式(尺寸單位: mm) 15 可變作用(汽車): 210 ???qm 可變作用(人群): ?rm 3)橫向分布系數(shù)匯總(見表 6) 表 6: 1 號梁可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類別 cm om 公路 — Ⅱ級 人群 車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》 ,公路 — Ⅱ級 的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kP 為: )/( mKNq k ??? 計算彎矩時: )(222]180)534(550 180360[075 KNPk ???????? 計算剪力時: )( 6 2 2 KNP k ??? 計算可變作用效應(yīng) 在可變作用效應(yīng)計算中,本算例對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮,支點處橫向分布系數(shù)取 om ,從支點至第一根橫段梁,橫向分布系數(shù)從 om 直線過渡到 cm ,其余梁段取 cm 。 1)求跨中截面的最大彎矩和最大剪力 計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用采用直接加載求可變作用效 16 應(yīng),圖 7 示出跨中截面作用效應(yīng)計算圖式,計算公式為: ympmqS kk ??? 式中: S— 所求截面汽車(人群)標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力; kq — 車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值; kP — 車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值; ?— 影響線上同號區(qū)段的面積; y — 影響線上最大坐標(biāo)值; 圖 7:跨中截面作用效應(yīng)計算圖式(尺寸單位: mm) 可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng): ).( a xmKNM????????????? )( a xKNV?????????????? 17 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng): ).( 5 2 7 1 0 mKNM ??? )( 5 2 KNV ??? 可變作用(人群)效應(yīng): )/( mKNq ??? ).( a xmKNM?????????? )( a xKNV??????????? 2) 求四分點截面的最大彎矩和最大剪力 圖 8 為四分點截面作用效應(yīng)的計算圖式。 可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng): ).()( a xmKNM??????????????)( a xKNV?????????????? 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng): ).( 5 2 2 8 1 mKNM ??? )( 5 2 5 6 KNV ??? 可變作用(人群)效應(yīng): ).()( a xmKNM???????????? )( a xKNV??????????? 18 圖 8:四分點截面作用效應(yīng)計算圖式(尺寸單 位: mm) 3)求支點截面的最大剪力 圖 9 示出支點截面最大剪力計算圖式。 可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng): )()( a xKNV??????????????? 可變作用(汽車)沖擊效應(yīng): )( 5 2 9 7 KNV ??? 可變作用(人群)效應(yīng):)()( a xKNV??????????? 19 圖 9:支點截面剪力計算圖式(尺寸單位: mm) 主梁作用效應(yīng)組合 按《橋規(guī)》 — 條規(guī)定,根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合:短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合( 見 表 7)。 第 3 章 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及其位置 跨中截面鋼束的估算和確定 根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定,預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求,以下就跨中截面在各種作用效應(yīng)組合下,分別按照上述要求對主梁所需的剛束數(shù)進(jìn)行估算,并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。 20 表 7 :主梁作用效應(yīng)組合 序號 荷載類別 跨中截面 四分點截面 支點 maxM maxV maxM maxV maxV () (KN.) () (KN) (KN) 1 第一期永久作用 0 2 第二期永久作用 0 3 總永久作用 =1+2 0 4 可變作用公路 — Ⅱ級 5 可變作用沖擊 6 可變作用(人群) 7 標(biāo)準(zhǔn)組合 =3+4+5+6 8 短期組合 =3+ 4+6 9 極限組合 = 3+ ( 4+5) + 6 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 對于簡支梁帶馬蹄的 T形截面,當(dāng)截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制時,則得到鋼束數(shù) n的估算公式: ? ?1 kp pk s pMn C A f k e? ?? ? ? 式中: kM — 持久狀態(tài)使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值,按表 7取 用; 1C — 與荷載有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù),對于公路 — Ⅱ級 , 1C 取用 ; pA? — 一股 6φ ,一根鋼絞線的截面積是 2cm ,故 pA? = 2cm 。 在一中已計算出成橋后跨中截面 xy =, sk =,初估pa =15cm,則鋼束偏心距為: pe = xy pa ==。 一號梁: 21 ? ?1 kp pk s pMn C A f k e? ?? ? ?= 按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù) 根據(jù)極限狀態(tài)的應(yīng)力計算圖式,受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限強度 cdf ,應(yīng)力圖式呈矩形,同時預(yù)應(yīng)力鋼束也達(dá)到設(shè)計強度 pdf 。則鋼束數(shù)的估算公式為: dpd pMn a h f A? ? ? ?? 式中: dM — 承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩,按表 7取用; a — 經(jīng)驗系數(shù),一般采用 — ,本算例取 ; pdf — 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的設(shè)計強度,見表 1,為 1260MPa。 計算得: dpd pMn a h f A? ? ? ??= 根據(jù)上述兩種極限狀態(tài),取鋼束數(shù) 6n? 。 預(yù)應(yīng)力鋼束的布置 跨中截面及錨固端截面的鋼 束布置 1)對于跨中截面,在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下,盡可能使鋼束群重心的偏心距大些,本算例采用內(nèi)徑 70mm,外徑 77mm 的預(yù)埋鐵皮波紋管,根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 ,管道至梁底和梁側(cè)凈矩不應(yīng)小于 3cm及管道直徑的 1/2。根據(jù)《公預(yù)規(guī)》 ,水平凈矩不應(yīng)小于 4cm 及管道直徑的
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