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鋼-混組合橋梁設計(歐洲規范)

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出版社:科學出版社出版時間:2023-03-01
開本: B5 頁數: 572
本類榜單:工業技術銷量榜
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鋼-混組合橋梁設計(歐洲規范) 版權信息

鋼-混組合橋梁設計(歐洲規范) 內容簡介

第1章介紹了本書的主旨,并提供了書中所用符號列表。第2章介紹了常見組合橋梁的主要類型,介紹了橋梁的結構形式和結構體系,橋梁初設的目的和建造方法,重點討論了結構細節。第3章概括了與設計相關的規范,涉及到的內容包括作用、作用效應組合、安全系數、材料性能、以及極限狀態設計。第4章討論了橋梁設計所需考慮的作用類型,包括公路及鐵路的交通荷載、溫度作用、風荷載、地震作用、以及混凝土的收縮徐變。

鋼-混組合橋梁設計(歐洲規范) 目錄

目錄
英文版序
英文版前言
中文版前言
第1章 概述及符號 1
1.1 概述 1
1.2 符號 2
第2章 鋼-混組合橋梁類型 14
2.1 概述 14
2.2 組合橋梁概念 15
2.3 公路橋梁 18
2.3.1 現澆混凝土橋面板梁橋 18
2.3.2 疊合混凝土橋面板梁橋 20
2.3.3 預制混凝土橋面板梁橋 23
2.3.4 壓型鋼板組合橋面板梁橋 24
2.3.5 部分預制組合梁板梁橋 27
2.3.6 雙主梁橋 28
2.3.7 閉口箱梁橋 33
2.3.8 開口箱梁橋 36
2.3.9 拱橋 42
2.3.10 斜拉橋 46
2.3.11 懸索橋 48
2.4 鐵路橋梁 50
2.4.1 概述 50
2.4.2 中承式橋 51
2.4.3 板梁橋 52
2.4.4 箱梁橋 53
2.4.5 填梁式橋 54
2.4.6 鋼管梁橋 54
2.4.7 拱橋 54
2.4.8 桁梁橋 55
2.5 結構形式 56
2.5.1 概述 56
2.5.2 簡支橋梁 56
2.5.3 連續橋梁 56
2.5.4 剛構橋梁 57
2.5.5 整體式和半整體式橋梁 58
2.6 施工方法 60
2.6.1 概述 60
2.6.2 起重機吊裝 60
2.6.3 頂推施工 61
2.6.4 橫移施工 62
2.6.5 提升施工 62
2.6.6 節段施工 62
2.7 混凝土澆筑順序 63
2.8 項目實施 64
2.9 組合橋梁的創新 65
參考文獻 66
第3章 設計規范 70
3.1 歐洲規范 70
3.1.1 概述 70
3.1.2 EN 1990:結構設計基礎 72
3.1.3 EN 1991:結構上的作用 73
3.1.4 EN 1998:結構抗震設計 73
3.1.5 EN 1994:鋼混組合結構設計 73
3.1.6 EN 1993:鋼結構設計 73
3.1.7 EN 1992:混凝土結構設計 74
3.2 國家附錄 74
參考文獻 74
笫4章 作用 76
4.1 作用分類 76
4.1.1 永久作用 76
4.1.2 可變作用 77
4.1.3 偶然作用 77
4.1.4 地震作用 77
4.1.5 組合橋梁的特殊永久作用及效應 77
4.1.6 徐變和收縮 78
4.1.7 施工期間的作用 78
4.2 公路橋上的交通荷載 78
4.2.1 車道劃分 78
4.2.2 車道上的豎向荷載 79
4.2.3 人行道和白行車道上的豎向荷載 83
4.2.4 水平力 83
4.2.5 公路橋上的交通荷載組合 85
4.3 偶然作用 86
4.3.1 橋下行駛車輛的撞擊力 86
4.3.2 橋上行駛車輛的作用 87
4.4 行人護欄和欄桿上的作用 89
4.5 橋臺和擋墻上的荷載模型 90
4.5.1 豎向荷載 90
4.5.2 水平荷載 91
4.6 鐵路橋上的交通荷載 91
4.6.1 概述 91
4.6.2 豎向荷載 91
4.6.3 動態效應(含共振) 95
4.6.4 水平力 99
4.6.5 軌道和上部結構的共同響應 102
4.6.6 其他作用和設計狀況 104
4.6.7 荷載組合 104
4.7 溫度 105
4.7.1 概述 105
4.7.2 均溫分量△TN 106
4.7.3 濕差分量△TM 107
4.7.4 ATx和ATM的組合 108
4.7.5 非線性溫度分量△TE 108
4.7.6 施工期間的溫度效應 108
4.8 風 110
4.8.1 概述 110
4.8.2 橫橋向(∥向)風力 110
4.8.3 基本風速 110
4.8.4 地面粗糙系數 111
4.8.5 阻力系數 111
4.8.6 參考面積 112
4.8.7 豎橋向(名向)風力 113
4.9 地震 115
參考文獻 119
第5章 設計基礎 120
5.1 概述 120
5.2 極限狀態設計 120
5.3 承載能力極限狀態 122
5.3.1 設計表達式 122
5.3.2 作用組合 122
5.3.3 分項系數和組合系數 123
5.3.4 基本組合 127
5.3.5 偶然組合 129
5.3.6 地震組合 130
5.4 正常使用極限狀態 131
5.5 抗力分項系數YM 138
5.6 耐久性 138
5.6.1 混凝土保護層 138
5.6.2 結構鋼 140
參考文獻 140
第6章 結構材料 141
6.1 混凝土 141
6.1.1 強度等級 141
6.1.2 徐變引起的時效變形 143
6.1.3 收縮引起的時效變形 154
6.1.4 混凝土彈性模量時變引起的時效變形 156
6.1.5 水泥水化引起的時效變形 158
6.1.6 混凝土裂縫 158
6.2 結構鋼 165
6.2.1 鋼牌號 165
6.2.2 斷裂韌性和厚度方向性能 167
6.2.3 緒構鋼的其他性能 171
6.3 普通鋼筋 173
6.4 預應力鋼筋 173
6.5 螺栓 174
6.6 圓柱頭焊釘連接件 174
參考文獻 174
第7章 整體分析模型及方法 176
7.1 整體分析模型 176
7.1.1 概述 176
7.1.2 梁單元模型 176
7.1.3 梁格模型 191
7.1.4 3D模型 199
7.1.5 其他類型橋梁的模型 213
7.2 考慮剪力滯的寬翼緣有效寬度 213
7.2.1 概述 213
7.2.2 混凝土翼緣有效寬度 214
7.2.3 鋼翼緣有效寬度 215
7.3 截面特性 220
7.4 混凝土流變性能對結構體系的影響 221
7.4.1 概述 221
7.4.2 靜定結構的徐變 222
7.4.3 超靜定結構的徐變與收縮 222
7.5 橋面板的橫向分析與設計模型 229
7.5.1 概述 229
7.5.2 均布恒載與活載 229
7.5.3 車輪荷載 232
7.5.4 有限元模型 232
7.6 整體分析的有限元模型 237
參考文獻 239
第8章 板式構件屈曲 242
8.1 概述 242
8.2 彈性臨界應力 246
8.2.1 概述 246
8.2.2 無加勁板 246
8.2.3 加勁板 251
8.2.4 紐合荷載下的加勁板和無加勁板 258
8.3 板件的強度 260
8.3.1 概述 260
8.3.2 板屈曲后性能:板屈曲曲線 261
8.3.3 柱狀性能 265
8.4 折減應力法設計 273
8.5 有效寬度法 288
8.5.1 概述 288
8.5.2 無加勁板 289
8.5.3 縱向加勁板 291
8.6 壓彎構件的驗算 292
8.7 抗剪承載力 293
8.8 橫向集中力的抗力 295
8.9 內力相互作用 298
8.9.1 軸力、彎矩、剪力相互作用 298
8.9.2 軸力、彎矩、集中力相互作用 299
8.10 翼緣誘發的屈曲 299
8.11 加勁肋設計與構造 300
8.11.1 概述 300
8.11.2 受壓板的中間橫向加勁肋 300
8.11.3 橫向加勁肋的剪力 303
8.11.4 開口截面加勁肋的扭轉要求 305
8.11.5 間斷縱向加勁肋 305
8.11.6 鋼板的拼接 305
8.11.7 加勁肋的切口 306
8.11.8 橫向加勁肋 307
8.11.9 腹板與翼緣的連接焊縫 307
參考文獻 317
第9章 承載能力極限狀態 318
9.1 截面分類 318
9.2 抗拉承載力:開孑L截面抗拉承載力的修正 326
9.3 鋼構件及截面的抗壓承載力 327
9.4 豎向剪力與扭矩共同作用時的抗剪承裁力 330
9.5 鋼截面的抗彎承載力 332
9.6 鋼截面的彎一剪相互作用 332
9.7 1 類和2類截面 334
9.7.1 概述 334
9.7.2 正彎矩區 334
9.7.3 負彎矩區 335
9.8 可按2類截面處理的3類腹板截面(腹板挖孔法) 339
9.9 3 類截面 344
9.10 按3類截面處理的4類截面 349
9.11 4 類截面 368
9.12 由翼緣組成的4類截面 369
9.13 側向扭轉屈曲 370
9.13.1 概述 370
9. 13.2 一般方法 370
9.13.3 簡化方法:剛性側向支承 372
9.13.4 簡化方法:柔性側向支承 378
9.13.5 支承構件的強度及剛度 382
9.14 混凝土橋面板設計 383
參考文獻 385
第10章 正常使用極限狀態 387
10.1 概述 387
10.2 應力分析及限制 387
10.2.1 結構鋼 388
10.2.2 鋼筋 389
10.2.3 混凝土 389
10.3 混凝土裂縫 390
10.3.1 概述 390
10.3.2 *小配筋率 390
10.3.3 裂縫寬度控制 391
10.3.4 混凝土澆筑時的水化熱裂縫 391
10.4 腹板屈曲 401
10.5 撓度 402
10.5.1 概述 402
10.5.2 填梁式橋面板 405
10.6 振動 407
參考文獻 408
第11章 疲勞 409
11.1 概述 409
11.2 常幅荷載的疲勞強度 410
11.3 變幅荷載的疲勞強度 412
11.4 細節類別 413
11.5 疲勞荷載模型和簡化疲勞分析 417
11.6 結構鋼疲勞驗算 420
11.6.1 簡單疲勞評估 420
11.6.2 應力幅和疲勞評估 424
11.7 圓柱頭焊釘疲勞驗算 428
11.7.1 概述 428
11.7.2 應力幅和疲勞評估 428
11.8 鋼筋疲勞驗算 430
11.8.1 疲勞評估 430
11.8.2 應力幅 432
11.9 混凝土疲勞驗算 435
11.10 無須疲勞評估的條件 436
11.11 殘余應力和焊后處理 448
參考文獻 449
第12章 抗剪連接 451
12.1 概述 451
12.2 網柱頭焊釘抗剪連接件的承載力與構造 452
12.2.1 概述 452
12.2.2 豎向焊釘抗剪承載力 453
12.2.3 焊釘的拉力 455
12.2.4 抗剪連接件
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鋼-混組合橋梁設計(歐洲規范) 節選

第1章 概述及符號 1.1 概述 橋梁是為跨越障礙而建造的建筑物,障礙物可以是山谷、海峽、河流,或既有公路、鐵路。因承載行人、自行車、汽車或列車等不同對象,橋梁被劃分為人行橋、公路橋或鐵路橋;有時橋梁也用來承擔專用管線(如煤氣管、供水管)。橋梁大多是固定的,但也可能是活動式的,如海港或海峽為保障船只通航而建成的開啟式橋梁和船廠用于提升輪船的重型龍門吊。 橋梁由上部結構、下部結構和基礎組成。除整體式橋梁取消支座外,其余橋梁多在上部與下部結構或下部結構與基礎之間設置支座。橋梁上部結構可以是板梁、箱梁或桁梁等簡單梁式結構,也可以是由拱、鋼架、斜拉索、懸索與前述主梁構成的組合結構。橋梁下部結構包括橋臺、橋墩或橋塔。橋梁跨徑可由幾米至數千米,但跨徑小于5m時稱為涵洞。上部和下部結構的建筑材料可以是石材、木材、鋼材、鋼筋混凝土或預應力混凝土。 對結構工程師而言,橋梁的設計和建造工作是*具挑戰的議題之一,其需對結構體系、建筑材料、基礎類型,或基于結構性能、建養費用、建設條件、美觀性能的施工方案做出選擇。近來,一些建筑師參與了橋梁概念設計階段的工作,但并不都能成功;不管怎樣,結構工程師在設計中主要負責施工圖與施工過程設計,由于后者的重要性,有人說橋梁設計的本質是施工過程設計。 組合橋梁是由鋼梁和鋼筋混凝土橋面板構成的組合結構,結合了兩種材料的各自優勢。除特大跨徑橋梁外,組合結構幾乎適合于任何常規跨徑的橋梁,與混凝土橋梁相比,具有自重輕、預制化程度高、安裝簡單快捷、維修程序簡單等優勢。 遵循歐盟委員會制定一套統一的建筑工程技術規范的決定,經過近40年的努力和實踐,歐洲規范已具備了替代國家規范用于設計的條件。實踐表明,正確運用歐洲規范及其全部附屬標準而設計的建筑工程(含橋梁)具有足夠的安全性、適用性和整體牢固性。 基于對歐洲規范條款的理解,作者在書中詳述了組合橋梁的設計,重點是梁式橋梁。書中提供了歐洲規范的理論背景和應用指南。為了讓讀者更好地理解設計方法,書中還給出了一些設計實例。 1.2符號 為便于讀者的理解和應用,作者依照歐洲規范使用的符號,給出了符號列表。不同的歐洲規范中,單個符號的意義也不盡相同。 幾何特性符號 b寬度 d深度 h高度 t 厚度L,l長度 力學特性符號 A面積 I慣性矩 S面積矩(靜矩) W截面模量 內力符號 M彎矩 MT扭矩 N軸力 V剪力 應力符號 σ正應力 τ剪應力 標識 a結構鋼 b梁bear支座 c混凝土,壓縮 d設計值,斜桿 dur耐久性 eq等效 eff有效性 el彈性 f翼緣,疲勞荷載效應 inf較小值 k標準值 l 輕質混凝土 long縱向 max*大值 min*小值 nom名義值 o上緣 p鋼板 pl 板,塑性 s鋼筋 ser使用性能 sup較大值 sur表面 sa 鋼+鋼筋 t拉伸 tot全部 x構件縱軸,橋梁縱向 y截面強軸,橋梁橫向 z截面弱軸,橋梁豎向 u極限,極限值,下緣 w腹板,翹曲 E作用效應,等效值 H橫向,水平 L縱向,長期 P永久 PT暫時永久 R抗力 S收縮 T扭轉 V豎向 0初始階段 1混凝土未開裂階段 2混凝土開裂階段 Ⅰ**階段 Ⅱ第二階段 運算符號 Δ增量 小寫英文字母 a長度,軌距 ag峰值加速度 b寬度 bo腹板間距的一半 bseff剪力滯有效寬度 bfo鋼梁上翼緣寬度 bfu鋼梁下翼緣寬度 c外伸翼寬,鋼筋混凝土保護層,等效彈簧常數 ce暴露系數 cf風力系數 cmin混凝土保護層*小值 cnom混凝土保護層名義值 cφ扭轉彈簧剛度 d差值,直徑,焊釘連接件的桿部直徑,斜桿長度 dhead,sc焊釘連接件的柱頭直徑 dref橋梁參考高度 dtot橋梁總高度 e偏心距,鋼軌至主梁翼緣的距離,加勁肋間距 eD焊釘連接件外側至鋼板邊緣的距離 eh鋼筋與鋼腹板間的橫向間距 eL焊釘連接件的縱向間距 eT焊釘連接件的橫向間距 eV承托邊至焊釘連接件外側的距離,鋼筋與抗剪界面的豎向間距 e0缺陷 f折減系數 fy結構鋼屈服強度 fu結構鋼抗拉強度 fyd結構鋼強度設計值 fyk結構鋼屈服強度標準值 fy,red伴隨剪力引起的折減屈服強度值 fcd混凝土抗壓強度設計值 fck混凝土抗壓強度標準值 fcm混凝土抗壓強度平均值 fct,eff混凝土抗拉強度有效值 fctm混凝土抗拉強度平均值 fctk0.05混凝土抗拉強度的5%分位值 fctk0.9混凝土抗拉強度的95%分位值 fclm輕質混凝土抗壓強度平均值 fclk輕質混凝土抗壓強度標準值 fcltm輕質混凝土抗拉強度平均值 fcltk0.05輕質混凝土抗拉強度的5%分位值 fcltk0.95輕質混凝土抗拉強度的95%分位值 fpk預應力鋼筋抗拉強度標準值 fp0,lk預應力鋼筋極限強度值 fQ抗剪面積系數 fsd鋼筋強度設計值 fsk鋼筋屈服強度標準值 ftk鋼筋抗拉強度標準值 g永久荷載,重力加速度 ga鋼梁自重 gc混凝土自重 h高度,混凝土厚度 hc混凝土橋面板厚度 hw腹板高度 h0名義高度 i索引 k彈簧常數 k1、k2混凝土強度折減系數 kσ板屈曲系數 kτ剪屈曲系數 l長度lk 屈曲長度 ly有效承載長度 n數量,混凝土彈性模量比,焊釘連接件的數目 n0短期荷載彈性模量比,基頻 ni常幅循環次數 nL根據荷載類型確定的彈性模量比 m質量,均布彎矩,疲勞曲線的斜率 q均布荷載,性能系數 qfk人行道均布荷載 qfk,comb人行道均布荷載的組合值 qi1車道i上的均布交通荷載 qvk鐵路橋上的均布交通荷載 r半徑,軌距 s鋼筋間距,根據水泥種類確定的系數 sf橫向鋼筋的間距 ss剛性支承長度 t厚度,時間,齡期 tf翼緣厚度 tfo鋼梁上翼緣厚度 tfu鋼梁下翼緣厚度 ti橡膠層厚度 tLd設計年限 ts 橡膠支座加勁鋼板厚度 tw腹板厚度 u周長,x軸向變形 v加載速率,y軸向變形 vb基準風速 vc,Rd撐桿抗壓設計值 vMt扭矩剪力流 vL縱向剪力流 vL,Ed縱向剪力流設計值 vL,Rd縱向剪力流抗力值 vx or y支座x或y軸向變形 w寬度,z軸向變形,車道寬度 wk裂縫寬度 wi名義車道 i的寬度 x縱軸向 xpl塑性中性軸的高度 小寫希臘字母 α板件的邊長比,鐵路荷載修正系數,缺陷系數

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