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1.设计资料 1
1.1基本资料 1
1.2构件截面尺寸 1
1.3单元编号 3
1.4荷载 5
2.内力计算 7
2.1 荷载组合 7
2.2内力 8
3.主桁杆件设计 10
3.1验算内容 10
3.2截面几何特性计算 11
3.3刚度验算 14
3.4强度验算 15
3.5疲劳强度验算 16
3.6总体稳定验算 17
3.7局部稳定验算 17
4.挠度及预拱度验算 18
4.1挠度验算 18
4.2预拱度 19
5.节点应力验算 20
5.1节点板撕破强度检算 20
5.2节点板中心竖直截面法向应力验算 21
5.3腹杆与弦杆间节点板水平截面剪应力检算 22
6.课程设计心得 22
1. 设计资料
1.1 基本资料
(1) 设计规范
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-);
《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86);
(2) 工程概况
该桥为48m下承式公路简支钢桁架梁桥,共8个节间,节间长度为6m,主桁高10m,主桁中心距为7.00m,纵梁中心距为3m,桥面布置2行车道,行车道宽度为7m。
(3) 选用材料
主桁杆件材料采用A3钢材。
(4) 活载级别
采用公路I级荷载。
1.2 构件截面尺寸
各构件截面对照图
各构件截面尺寸记录状况见表1-1:
表1-1 构件截面尺寸登记表
编号
名称
类型
截面形状
H
B1
(B)
tw
tf1(tf)
B2
tf2
C
1
下弦杆E0E2
顾客
H型
0.46
0.46
0.01
0.012
0.46
0.012
2
下弦杆E2E4
顾客
H型
0.46
0.46
0.012
0.02
0.46
0.02
3
上弦杆A1A3
顾客
H型
0.46
0.46
0.012
0.02
0.46
0.02
4
上弦杆A3A3
顾客
H型
0.46
0.46
0.02
0.024
0.46
0.024
5
斜杆E0A1
顾客
H型
0.46
0.6
0.012
0.02
0.6
0.02
6
斜杆A1E2
顾客
H型
0.46
0.44
0.01
0.012
0.44
0.012
7
斜杆E2A3
顾客
H型
0.46
0.46
0.01
0.016
0.46
0.016
8
斜杆A3E4
顾客
H型
0.46
0.44
0.01
0.012
0.44
0.012
9
竖杆
顾客
H型
0.46
0.26
0.01
0.012
0.26
0.012
10
横梁
顾客
H型
1.29
0.24
0.012
0.024
0.24
0.024
11
纵梁
顾客
H型
1.29
0.24
0.01
0.016
0.24
0.016
12
下平联
顾客
T型
0.16
0.18
0.01
0.01
13
桥门架上下横撑和短斜撑
顾客
双角
0.08
0.125
0.01
0.01
0.01
14
桥门架长斜撑
顾客
双角
0.1
0.16
0.01
0.01
0.01
15
横联上横撑
顾客
双角
0.1
0.1
0.01
0.01
0.01
16
横联下横撑和斜杆
顾客
双角
0.08
0.125
0.01
0.01
0.01
17
上平联
顾客
T型
0.252
0.24
0.012
0.012
18
纵梁间水平斜杆
顾客
角钢
0.1
0.1
0.01
0.01
19
纵梁间横向连接
顾客
角钢
0.09
0.09
0.009
0.009
20
制动撑架
顾客
T型
0.16
0.18
0.01
0.01
1.3 单元编号
(1) 主桁单元编号
(2) 桥面系单元编号
(3) 主桁纵向联结系单元编号
(4) 主桁横向联结系单元编号
1.4 荷载
(1) 钢桥自重
按A3钢材程序自动添加。
(2) 桥面板自重
桥面板采用C55混凝土,厚度为250mm,宽度为7m,取容重。假设桥面板不参加受力,将其视为恒载施加在纵梁上,两纵梁各自承担50%。
那么,每片纵梁承担21.875kN/m荷载。
(3) 桥面铺装
不计外侧护墙和内侧护栏基座作用,沥青混凝土容重,防水混凝土容重。则二期恒载集度为:
(4) 汽车活载
依照《公路桥涵设计通用规范》,取公路I级荷载。其中,车道荷载均布荷载原则值,集中荷载原则值,计算剪力效应时,上述集中荷载原则值应乘以1.2系数。
在Midas中,定义了2个车道,并定义冲击系数。
(5) 汽车荷载制动力
依照《公路桥涵设计通用规范》第4.3.6条,汽车荷载制动力原则值为:
但公路I级荷载制动力原则值不得不大于165kN,因此取原则值为165kN。
(6) 横向风荷载
依照《公路桥涵设计通用规范》第4.3.7条,横桥向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各某些迎风面形心上,其原则值按下式计算:
式中:——横桥向风荷载原则值();
——基本风压(),查表取南京市50年一遇风压0.4;
——设计基准风压;
——横向迎风面积(),按桥跨构造各某些实际尺寸计算;
——桥梁所在地区设计基本风速(),查表取27.1);
——高度Z处设计基准风速();
——距地面或水面高度();
——空气重力密度();
——设计风速重现期换算系数,此处取0.9;
——地形、地理条件系数,查表取为1.00;
——阵风风速系数,按B类地表取1.70;
——考虑地面粗糙度类别和梯度风风速高度变化修正系数,查表取为1.19;
——风载阻力系数,查表取1.8;
——重力加速度,取9.81。
假设钢桁架桥下弦杆高度Z=30m,分别计算上弦杆、下弦杆、腹杆等横向风荷载。计算成果如下表:
迎风杆件
挡风有效宽度(m)
横向风荷载(kN/m)
上弦杆
0.46
1.416
下弦杆
0.46
1.417
竖杆
0.26
0.821
端斜杆
0.6
1.824
中间斜杆
0.46
1.367
2. 内力计算
2.1 荷载组合
依照《公路桥涵设计通用规范》第4.1.5-4.1.6条规定进行荷载效应组合,依照不同效应组合分别进行包络可得到各类组合下最不利效应值。组合状况如下表:
编号
组合
极限状态
类型
阐明
1
cLCB1
承载能力
相加
基本组合(永久荷载):1.2D
2
cLCB2
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.4M
3
cLCB3
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.1W
4
cLCB4
承载能力
相加
基本组合:1.2D-1.1W
5
cLCB5
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.4M+0.784BRK
6
cLCB6
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.4M+0.88W
7
cLCB7
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.4M-0.88W
8
cLCB8
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.4M+0.686BRK+0.77W
9
cLCB9
承载能力
相加
基本组合:1.2D+1.4M+0.686BRK-0.77W
10
cLCB10
承载能力
相加
基本组合(永久荷载):1.0D
11
cLCB11
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.4M
12
cLCB12
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.1W
13
cLCB13
承载能力
相加
基本组合:1.0D-1.1W
14
cLCB14
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.4M+0.784BRK
15
cLCB15
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.4M+0.88W
16
cLCB16
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.4M-0.88W
17
cLCB17
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.4M+0.686BRK+0.77W
18
cLCB18
承载能力
相加
基本组合:1.0D+1.4M+0.686BRK-0.77W
19
cLCB19
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.7M
20
cLCB20
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.75W
21
cLCB21
使用性能
相加
短期组合:1.0D-0.75W
22
cLCB22
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.7M+0.7BRK
23
cLCB23
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.7M+0.75W
24
cLCB24
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.7M-0.75W
25
cLCB25
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.7M+0.7BRK+0.75W
26
cLCB26
使用性能
相加
短期组合:1.0D+0.7M+0.7BRK-0.75W
27
cLCB27
使用性能
相加
长期组合:1.0D+0.4M
28
cLCB28
使用性能
相加
长期组合:1.0D+0.4M+0.7BRK
29
cLCB29
使用性能
相加
长期组合:1.0D+0.4M+0.75W
30
cLCB30
使用性能
相加
长期组合:1.0D+0.4M-0.75W
31
cLCB31
使用性能
相加
长期组合:1.0D+0.4M+0.7BRK+0.75W
32
cLCB32
使用性能
相加
长期组合:1.0D+0.4M+0.7BRK-0.75W
33
cLCB33
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M
34
cLCB34
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0W
35
cLCB35
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D-1.0W
36
cLCB36
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+0.7BRK
37
cLCB37
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+1.0W
38
cLCB38
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M-1.0W
39
cLCB39
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+0.7BRK+1.0W
40
cLCB40
使用性能
相加
弹性阶段应力验算组合:1.0D+1.0M+0.7BRK-1.0W
41
基本组合包络
承载能力
包络
cLCB1-18
42
短期组合包络
使用性能
包络
cLCB19-26
43
长期组合包络
使用性能
包络
cLCB27-32
44
弹性验算包络
使用性能
包络
cLCB33-40
2.2 内力
内力计算均采用Midas/civil 计算。
(1) 主桁内力
对荷载组合进行包络,承载能力极限状态基本组合下计算成果如下图:
承载能力极限状态基本组合轴力包络
承载能力极限状态基本组合弯矩-y包络包络
承载能力极限状态基本组合弯矩-z包络包络
基本组合
短期组合
长期组合
弹性验算
轴向 (kN)
轴向 (kN)
轴向 (kN)
轴向 (kN)
单元
最大
最小
最大
最小
最大
最小
最大
最小
1
755.47
414.86
656.08
441.70
441.70
441.70
675.25
422.53
2
666.75
464.53
565.42
466.24
466.24
466.24
566.64
465.02
3
1456.39
1016.70
1237.53
1041.89
1041.89
1041.89
1255.53
1023.89
4
1416.05
951.25
1203.03
986.38
986.38
986.38
1228.12
961.29
5
664.53
434.97
548.56
455.59
455.59
455.59
563.28
440.87
6
667.37
369.89
549.07
402.21
402.21
402.21
572.16
379.12
7
1444.53
969.09
1197.08
1009.82
1009.82
1009.82
1226.17
980.72
8
1404.05
933.24
1181.74
974.34
974.34
974.34
1211.10
944.99
9
-918.10
-1189.36
-929.98
-985.10
-985.10
-985.10
-920.93
-994.15
10
-951.83
-1175.55
-955.89
-977.33
-977.33
-977.33
-952.44
-980.78
11
-966.48
-1163.48
-966.87
-969.94
-969.94
-969.94
-966.59
-970.22
12
-945.18
-1163.70
-949.44
-969.12
-969.12
-969.12
-946.40
-972.16
13
-1293.07
-1561.35
-1294.47
-1300.74
-1300.74
-1300.74
-1293.47
-1301.73
14
-1292.00
-1562.47
-1293.74
-1301.72
-1301.72
-1301.72
-1292.50
-1302.97
30
-1024.75
-1465.54
-1057.29
-1205.04
-1205.04
-1205.04
-1032.92
-1229.40
31
1015.94
761.24
839.56
775.58
775.58
775.58
850.15
764.99
32
-459.75
-584.35
-463.43
-484.71
-484.71
-484.71
-460.06
-488.09
33
228.19
173.79
191.57
176.58
176.58
176.58
193.57
174.59
34
-1074.04
-1421.49
-1093.22
-1176.65
-1176.65
-1176.65
-1079.52
-1190.36
35
987.17
789.35
821.79
795.13
795.13
795.13
825.92
791.00
36
-471.49
-571.89
-472.37
-476.61
-476.61
-476.61
-471.74
-477.24
37
221.12
178.29
183.89
178.29
178.29
178.29
184.45
177.72
80
278.19
221.79
230.99
222.42
222.42
222.42
232.24
221.17
81
-6.91
-34.74
-10.73
-27.18
-27.18
-27.18
-8.00
-29.91
82
243.63
197.53
202.80
197.49
197.49
197.49
203.14
197.15
83
-24.89
-30.08
-24.91
-25.10
-25.10
-25.10
-24.90
-25.11
84
244.76
201.59
204.24
201.64
201.64
201.64
204.27
201.60
85
-11.95
-29.73
-14.17
-23.82
-23.82
-23.82
-12.58
-25.41
86
274.26
225.13
228.27
225.28
225.28
225.28
228.69
224.85
疲劳荷载组合涉及设计载荷中恒载和活载(涉及冲击力、离心力,但不考虑活载发展系数)。列车竖向活载涉及竖向动力作用时,应将列车竖向静活载乘以运营动力系数(1+μf)。同步,焊接及非焊接(栓接)构件及连接均需进行疲劳强度检算,当疲劳应力均为压应力时,可不检算疲劳。疲劳计算采用动力运营系数。其值按下式计算:
式中: L—桥梁跨度(m),承受局部活载杆件为影响线加载长度;
—活载冲击力动力系数。
3. 主桁杆件设计
3.1 验算内容
依照主桁杆件受力性质不同,分别对相应杆件进行下表所列项目检算。
项目
验算内容
验算杆件类型
1
2
3
4
5
刚度
局部稳定
整体稳定
强度
疲劳
各类杆件
压杆
压杆
各类杆件
浮现拉应力受循环荷载杆件
用试算法设计各类杆件环节:
a) 参照性质相近(只内力性质及大小,杆长及截面式样,材料和连接方式)已有设计资料,初步拟定截面尺寸;
b) 依照初步拟定截面尺寸,算出进行各类检算所需截面几何特性数据;
c) 按上表规定进行各项检算。如初选截面不适当,则进行修改,重新计算,直至符合规定;
d) 为了减少杆件类型,以简化制造,同类杆件内力相差不大者应尽量采用相似截面。
3.2 截面几何特性计算
(1) 下弦杆E2E4
选用腹板1-436×12,翼缘2-460×20;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(2) 下弦杆E0E2
选用腹板1-436×12,翼缘2-460×12;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(3) 上弦杆A1A3
选用腹板1-436×12,翼缘2-460×20;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(4) 上弦杆A3A3
选用腹板1-412×20,翼缘2-460×24;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(5) 斜腹杆E0A1
选用腹板1-420×12,翼缘2-600×20;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(6) 斜腹杆A1E2
选用腹板1-436×10,翼缘2-440×12;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(7) 斜腹杆E2A3
选用腹板1-428×10,翼缘2-460×16;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(8) 斜腹杆A3E4
选用腹板1-436×10,翼缘2-440×12;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
(9) 竖杆
选用腹板1-436×10,翼缘2-260×12;每侧有4排栓孔,孔径d=23cm;
毛截面
栓孔削弱面积
净截面面积
运用Midas计算截面特性,如下表:
特性值
下弦杆E0E2
下弦杆E2E4
上弦杆A1A3
上弦杆A3A3
斜腹杆E0A1
斜腹杆A1E2
斜腹杆E2A3
斜腹杆A3E4
竖杆
154
234.4
272.24
343.76
333.84
183.04
226.08
183.04
132.64
67.9
270.7
382.63
723.57
482.01
110.99
213.24
110.99
78.06
62314.4
96526.1
120510.10
143130.80
152838.60
79179.81
101007.30
79179.81
51809.92
19470.8
32451.4
40560.37
47961.18
87396.90
22718.24
33183.99
22718.24
5128.64
3.3 刚度验算
(1) 下弦杆E2E4
运用迈达斯计算截面特性有
杆件自由长度
验算通过。
由于,无需验算。
(2) 下弦杆E0E2
运用迈达斯计算截面特性有
杆件自由长度
验算通过。
由于,无需验算。
同理,可计算其她杆件稳定性,成果如下表:
杆件
下弦杆E0E2
下弦杆E2E4
上弦杆A1A3
上弦杆A3A3
斜腹杆E0A1
斜腹杆A1E2
斜腹杆E2A3
斜腹杆A3E4
竖杆
154
234.4
234.4
343.76
333.84
183.04
226.08
183.04
132.64
82220.91
120510.10
120510.10
143130.8
152838.6
79179.81
101007.30
79179.81
51809.92
25811.31
40560.37
40560.37
47961.18
87396.90
22718.24
33183.99
22718.24
5128.64
600
600
600
600
1166.2
1166.2
1166.2
1166.2
1000
20.88
21.04
21.04
20.41
21.40
20.80
21.14
20.80
19.76
11.70
12.21
12.21
11.81
16.18
11.14
12.12
11.14
6.22
28.74
28.52
28.52
29.40
28.04
28.85
28.39
28.85
30.36
51.29
49.16
49.16
50.80
56.98
82.76
76.10
82.76
112.57
《钢桥规范》规定仅受拉力且长度≤16m腹杆容许最大长细比为180,因此竖杆验算通过,所有杆件均能满足刚度规定。
3.4 强度验算
承载能力极限状态基本组合应力图
计算成果表白,最大拉应力为68.13MPa,最大压应力51.75MPa,不超过各板厚相应抗拉、压强度设计值。
3.5 疲劳强度验算
依照《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)规定,对于只受压构件可不进行疲劳强度验算,对浮现拉应力受循环荷载杆件进行疲劳强度验算。
轴向 (kN)
疲劳荷载(kN)
杆件
恒载
恒+汽
1
497.49
920.08
497.49
987.69
188.64
162.88
30.54
60.64
0.50
978.04
51.85
140
2
486.81
885.95
486.81
949.81
188.64
162.88
29.89
58.31
0.51
895.38
47.47
140
3
1087.65
1998.89
1087.65
2144.69
272.24
231.76
46.93
92.54
0.51
2048.26
75.24
140
4
1064.06
1946.74
1064.06
2087.97
272.24
231.76
45.91
90.09
0.51
2021.48
74.25
140
5
497.81
918.27
497.81
985.54
188.64
162.88
30.56
60.51
0.51
949.42
50.33
140
6
487.18
885.03
487.18
948.69
188.64
162.88
29.91
58.24
0.51
958.81
50.83
140
7
1087.82
1998.62
1087.82
2144.35
272.24
231.76
46.94
92.52
0.51
2074.41
76.20
140
8
1064.25
1947.12
1064.25
2088.38
272.24
231.76
45.92
90.11
0.51
2031.08
74.61
140
80
132.89
512.79
132.89
573.57
132.64
106.88
12.43
53.67
0.23
517.21
38.99
140
86
132.41
511.75
132.41
572.44
132.64
106.88
12.39
53.56
0.23
519.68
39.18
140
31
590.30
1160.75
590.30
1252.02
183.04
157.28
37.53
79.60
0.47
1164.08
63.60
140
33
126.14
484.12
126.14
541.40
183.04
157.28
8.02
34.42
0.23
485.25
26.51
140
35
590.17
1160.13
590.17
1251.32
183.04
157.28
37.52
79.56
0.47
1176.25
64.26
140
37
125.91
483.27
125.91
540.45
183.04
157.28
8.01
34.36
0.23
486.82
26.60
140
82
123.85
483.65
123.85
541.22
132.64
106.88
11.59
50.64
0.23
493.56
37.21
140
84
123.73
483.67
123.73
541.26
132.64
106.88
11.58
50.64
0.23
496.52
37.43
140
依照《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.17-1,按轴向受力杆件,计算疲劳强度。下面以杆件单元1为例阐明:
由上表可知Nmin=497.49kN、Nmax=920.08kN得:
查《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.17-4,鉴定杆件验算截面为第C类容许应力类别,依照表1.2.17-2所列公式计算疲劳容许应力:
因而,,满足规范规定。
其她需进行疲劳强度验算杆件也都满足规定,计算成果列于上表。
3.6 总体稳定验算
依照《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)规定,对于受压构件需进行总体稳定验算。
单元
(kN)
9
-2196.66
49.16
0.781
272.24
-80.6884
109.34
10
-2231.87
49.16
0.781
272.24
-81.9817
109.34
11
-2249.25
49.16
0.781
272.24
-82.6201
109.34
12
-2223.38
49.16
0.781
272.24
-81.6699
109.34
13
-3006.28
50.8
0.77
343.76
-87.4529
107.8
14
-3013.06
50.8
0.77
343.76
-87.6501
107.8
30
-2061.27
56.98
0.726
333.84
-61.7442
101.64
34
-2028.8
56.98
0.726
333.84
-60.7716
101.64
32
-1078.13
76.1
0.579
226.08
-47.688
81.06
36
-1084.45
76.1
0.579
226.08
-47.9675
81.06
81
-32.02
112.57
0.364
132.64
-2.41405
50.96
83
-33.2
112.57
0.364
132.64
-2.50302
50.96
85
-30
112.57
0.364
132.64
-2.26176
50.96
以14号单元为例,即中间上弦杆为例阐明:
由λz=50.8,查《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.16-2,内插求得φ1=0.77。
满足规定。
其她需进行总体稳定验算杆件也都满足规定,计算成果列于上表。
3.7 局部稳定验算
单元
H
B
tw
tf
腹板
翼缘板
(m)
(m)
(m)
(m)
限值
限值
9
0.46
0.46
0.012
0.02
31.14
49.16
35.00
10.59
28.52
14.00
10
0.46
0.46
0.012
0.02
31.14
49.16
35.00
10.59
28.52
14.00
11
0.46
0.46
0.012
0.02
31.14
49.16
35.00
10.59
28.52
14.00
12
0.46
0.46
0.012
0.02
31.14
49.16
35.00
10.59
28.52
14.00
13
0.46
0.46
0.02
0.024
19.45
50.80
35.48
8.81
29.40
14.00
14
0.46
0.46
0.02
0.024
19.45
50.80
35.48
8.81
29.40
14.00
30
0.46
0.60
0.012
0.02
31.14
55.62
38.37
13.77
28.04
14.00
34
0.46
0.60
0.012
0.02
31.14
55.62
38.37
13.77
28.04
14.00
32
0.46
0.46
0.01
0.016
37.00
74.29
49.57
13.00
28.39
14.00
36
0.46
0.46
0.01
0.016
37.00
74.29
49.57
13.00
28.39
14.00
81
0.46
0.26
0.01
0.012
37.67
112.57
50.00
9.57
30.36
14.00
83
0.46
0.26
0.01
0.012
37.67
112.57
50.00
9.57
30.36
14.00
85
0.46
0.26
0.01
0.012
37.67
112.57
50.00
9.57
30.36
14.00
下面以19号单元为例阐明:
对翼缘板,依照《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.22,当,板宽厚比。
,
翼缘板局部稳定满足规定。
对腹板,依照《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ 025-86)表1.2.22,当,板宽厚比。
腹板局部稳定满足规定。
4. 挠度及预拱度验算
4.1 挠度验算
为保证行车安全平稳,应保证一定竖向刚度。依照《公路桥涵钢构造及木构造实际规范》(JTG 025-86)第1.1.5条,汽车荷载(不计冲击力)所引起竖向挠度,对于简支梁不应超过。
活载作用(不计冲击力)下桁架位移图
桁架在活载作用(不计冲击力)下,竖向最大挠度为1.65cm,简支梁挠度限制,,桁架竖向刚度满足规定。
4.2 预拱度
依照《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTG 025-86)第1.1.6条,桥跨构造应设立预拱度,其值等于构造重力与1/2静活载所产生竖向挠度和;起拱应做成平顺曲线。如桥面在竖曲线上,预拱度应与竖曲线纵坡一致。当构造重力和静活载所产生挠度不超过跨径1/1600时,可不设预拱度。
恒载+活载作用下桁架位移图
桁架在恒载+活载共同作用下,跨中挠度为4.97cm。,本桥需设立预拱度:。
5. 节点应力验算
5.1 节点板撕破强度检算
由设计图量得各截面长度:
各截面强度:
1—2—3—4截面撕破强度=
1—2—3—5截面撕破强度=
1—2—3—6—7截面撕破强度=
主桁节点板几种也许撕破方式
已知32号单元杆件截面净面积
故
以上三个截面撕破强度均不不大于连接32号单元杆件强度1.1倍,故撕破强度无问题。
5.2 节点板中心竖直截面法向应力验算
节点板竖直最弱截面法向应力检算
节点中心面积
已知节点板:
内拼接板:;:
毛截面积
扣孔
净截面积
节点中心书截面形心对x轴距离:
对x轴毛截面惯性矩:
对形心轴毛截面惯性矩:
对形心轴净截面惯性矩:
节点板边沿对形心轴距离:
外缘:
内缘:
作用在节点中心拉力为(由主桁架设计计算得到)
法向应力
、均不不不大于,安全。
5.3 腹杆与弦杆间节点板水平截面剪应力检算
斜杆在基本组合伙用下内力分别为:651.82kN(拉),(由主桁架设计计算得到)作用在节点上水平力:
节点板水平最弱截面剪应力检算
承受此水平力最危险断面全长196cm,其毛截面积
,安全。
6. 课程设计心得
本设计依照题目规定,完毕了截面尺寸拟定、荷载定义、荷载组合、内力计算等工作,依照作用效应和构造规定,对桁架进行强度、刚度、疲劳和稳定性方面验算。以正常使用极限状态对挠度进行了验算。最后,以中间节点为例对节点进行设计和验算。计算成果满足规范规定各项限值。
下面是本课程设计后关于JTJ025-86
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