作用效应是指由作用引起的结构或结构构件的反应,如弯矩、轴力、剪力、扭矩、位移、应力等。
作用效应设计值为作用标准值效应与作用分项系数的乘积,分项系数是指为保证所设计的结构具有规定的可靠度,在设计表达式中采用的系数。分为作用分项系数和抗力分项系数等。
桥涵结构设计上应当考虑到结构上可能出现的多种作用,例如桥涵结构构件上除构件永久作用(如自重等)外,可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。此时应按承载能力极限状态和正常使用极限状态,结合相应的设计状况进行作用效应组合,并取其最不利组合进行设计。作用效应组合是结构上几种作用分别产生的效应按一定规则形成的叠加组合,而作用效应最不利组合是指所有可能的作用效应组合中对结构或结构构件产生总效应最不利的一组作用效应组合。
1.基本组合
基本组合是承载能力极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合,基本表达式为
式中 γ0—— 桥梁结构的重要性系数,按公路桥涵的设计安全等级,一级、二级、三级分别取用1.1、1.0、0.9。
γGi—— 第i 个永久作用效应的分项系数,当永久作用效应(结构重力和预应力作用)对结构承载力不利时,γG=1.2;对结构的承载能力有利时,其 γG的取值为1.0;其他永久作用效应的分项系数详见规范。
SGik—— 第i 个永久作用效应的标准值。
γQ1—— 汽车荷载效应(含汽车冲击力离心力)的分项系数,γQ1=1.4;当某个可变作用在效应组合中超过汽车荷载效应时,则该作用取代汽车荷载,其分项系数应采用汽车荷载的分项系数;对于专为承受某作用而设置的结构或装置,设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值。
SQ1k—— 汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值。
γQj—— 在作用效应组合中,除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)、风荷载外的其他第 j 个可变作用效应的分项系数,取 γQj=1.4,但风荷载的分项系数取γQj=1.1。
SQjk—— 在作用效应组合中,除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他第j个可变作用效应的标准值。
ψc—— 在作用效应组合中,除汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)外的其他可变作用效应的组合系数,当永久作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作用)组合时,人群荷载(或其他一种叮变作用)的组合系数ψc=0.80;当除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种可变作用参与组合时,其组合系数取ψc=0.70;尚有三种其他可变作用参与组合时,ψc=0.60;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时,ψc=0.50。
2.正常使用极限状态计算时作用效应组合
按正常使用极限状态设计时,应根据不同结构不冋的设计要求,选用以下一种或两种效应组合:(www.xing528.com)
(1)作用短期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合,其基本表达式为
式中 Ssd—— 作用短期效应组合设计值;
ψ1j—— 第j 个可变作用效应的频遇值系数,汽车荷载(不计冲击力) ψ1=0.7,人群荷载ψ 1=1.0风荷载ψ1=0.75,温度梯度作用ψ1=0.8,其他作用ψ 1=1.0;
ψ1jSQjk—— 第j 个可变作用效应的频遇值。
(2)作用长期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其基本表达式为
式中: Sld—— 作用长期效应组合设计值;
ψ2j—— 第j 个可变作用效应的准永久值系数;汽车荷载(不计冲击力) ψ2=0.4,人群荷载ψ2=0.4,风荷载ψ2=0.75,温度梯度作用ψ2=0.8,其他作用ψ2=1.0。
任务书
1.什么是作用?什么是直接作用?什么是间接作用?
2.作用分为哪几类?
3.什么是作用效应?什么是作用效应设计值?
4.钢筋混凝土简支梁桥主梁在结构重力、汽车荷载和人群荷载作用下,分别得到在主梁的跨径处截面的弯矩标准值:结构重力产生的弯矩MGk=552 kN ∙ m;汽车荷载弯矩MQ1k=461.7 kN ∙ m (已计入了冲击系数);人群荷载弯矩MQ2k=42.6 kN ∙ m。试进行设计时的作用效应组合计算。
5.钢筋混凝土梁的支点截面处,结构重力产生的剪力标准值 VGk=185 kN ;汽车荷载产生的剪力标准值 VQ1k=261.76 kN;已计入冲击系数(1 + μ) =1.19;人群荷载产生的剪力标准值VQ2k=59.2 kN;温度梯度作用产生的剪力标准值 VQ3k=41 kN。试进行正常使用极限状态设计时的作用效应组合计算。
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