第2章_钢筋混凝土结构设计基本原理要点解析.ppt

第二章钢筋混凝土结构设计基本原理 第一 节  作用（或荷载）及作用（或荷载） 效应组合 新颁布的〈公路桥涵通用规范〉JTG D60-2004（以下简称〈通用规范JTG D60〉）修订了公路桥涵结构设计的作用效应的组合方式及其组合系数，引入了作用的短期效应组合和长期效应组合，并提出了各种可变作用短期效应组合时的频遇值系数和长期效应组合时的准永久值系数；引入了公路桥涵设计的安全等级及其重要性系数，以桥涵结构破坏可能产生的后果严重程度的不同采用不同的重要性系数，使结构的设计更趋合理；取消了原标准汽车荷载等级，改为采用公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级标准汽车荷载，取消了挂车和履带车验算荷载，将验算荷载的影响间接反映在汽车荷载中；将汽车冲击系数以跨径为主要影响因素的计算方法，改为以结构基频为主要影响因素的计算方法。 一、按承载能力极限状态设计时的作用（或荷载）效应组合 公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出现的作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合和偶然组合。作用效应的基本组合是指永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有公路桥涵结构都应该考虑的。作用效应的偶然组合是指永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不考虑可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用于结构在特殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。 通用规范JTG D60规定，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，其效应组合表达式为： (4.1.6-1) 或 (4.1.6-2) 式中 Sud —— 承载能力极限状态下作用基本组合设计值； γ0 —— 结构重要性系数，按本规范表1.0.9规定的结构设计安全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9； γGi—— 第i个永久作用效应的分项系数，应按表4.1.6的规定采用； SGik、SGid—— 第i个永久作用效应的标准值和设计值； γQ1 —— 汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数，取γQl=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值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；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值； SQ1k、SQ1d——汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心 力)的标准值和设计值； 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1.4，但风荷载的分项系数取1.l； SGjk、SGjd ——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和设计值； 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(或其他一种可变作用)的组合系数取ψc=0.8；当除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取ψc=0.70；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取ψc=0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取ψc=0.50。 设计弯桥时，当离心力与制动力同时参与组合时，制动力标准值或设计值按70%取用。 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。偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》规定采用。 表4.1.6 永久作用效应的分项系数 作用效应组合表达式中的作用分项系数是在有关作用（恒载、汽车荷载）概率统计分析的基础上，结合结构抗力的统计分析结果，对原《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85）进行“校准”，得到用于桥涵设计的结构可靠度指标，然后通过极限状态设计表达式，运用“抗力最小二乘法”或“可靠指标最小二乘法”的优化方法，求得恒载效应分项系数γG=1.2，汽车荷载效应分项系数γQ1=1.4。这两个系数维持了原《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG0