4 钢桁架构件.pptx

4 钢桁架构件
贵州坝陵河大桥
较大跨径的钢桥,常采用钢桁架梁桥,尤其是下承式钢桁架梁桥应用较广泛。此外悬索桥的加劲梁、斜拉桥的主梁,拱桥的拱肋等结构也常采用钢桁架。
钢桁架的构造
实腹式轴心受拉构件
实腹式轴心受压构件
格构式轴心受压构件
实腹式拉弯和压弯构件
钢桁架节点设计
上弦纵向联结系
纵梁
桥门架
下弦纵向联结系
主桁架
横梁
端横梁
中间横联
钢桁架桥的组成
钢桁架的构造
钢桁架梁桥的组成
钢桁架梁桥是由主桁架、联结系、桥面系等组成的空间结构。其中桥面系由纵梁、横梁、桥面板及纵梁之间的联结系组成,桥面系的作用是提供行车的桥面,并将桥面荷载传递给主桁架。
主桁架是钢桁架梁桥的主要承重结构,由上、下弦杆和腹杆组成的平面桁架结构。各杆件交汇处为节点,用节点板连接。主桁架在荷载作用下,各杆件中主要产生轴向力,但由于节点的刚性和杆件自重的作用,杆件中也会产生弯矩,引起次应力。
但只要这些偏心力作用非常小(一般认为偏心力作用产生的应力占总体应力的3%以下)就可以将其作为轴心受力构件。
拱桥中的斜撑(Braces in Arch Bridge)
主桁架杆件的截面形式
钢桁架梁桥的主桁架构件主要是轴心受力构件和拉弯构件、压弯构件。轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的构件。包括轴心受拉构件和轴心受压构件。构件在承受轴心压(或拉)力的同时,还承受横向力产生的弯矩或偏心力产生的端弯矩作用,则称为拉弯或压弯构件。
主桁架杆件的截面分为单壁式和双壁式两种。
单壁式截面
双壁式截面
实腹式组合截面
格构式组合截面
桁架的轴心受力和拉弯、压弯杆件按其截面组成形式又可分为实腹式和格构式两种。
格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成。采用较多的是两分肢格构式构件。格构式构件可以调整分肢间的距离,容易实现两主轴方向的等稳定性,刚度较大,抗扭性能较好,用料较省。
实腹式构件具有整体连通的截面,构造简单、制作方便、整体受力和抗剪性能好,但截面尺寸较大时用钢量较多。
格构式
截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。
轴心受拉构件以截面上的平均应力达到钢材的屈服强度为计算准则。
(4-1)
式中:
       N ——构件计算轴心力;
        Am——构件的毛截面面积;
        []——钢材基本容许应力。当构件承受动力荷载作用时,计算应力不得超过容许疲劳应力 [n]
1)截面无削弱
构件以毛截面平均应力达到屈服强度为强度计算准则。设计时,按下式进行毛截面强度计算:
实腹式轴心受拉构件
轴心受拉构件的强度计算
2)有孔洞等削弱
◎弹性阶段-应力分布不均匀;
◎极限状态-净截面上的应力为均匀屈服应力(实际达到抗拉强度)。
()
孔洞处截面的应力分布
N
N
N
N
s
0
s
max
=3
s
0
fy
(a)弹性状态应力
(b)极限状态应力
以构件净截面的平均应力达到屈服强度为强度计算准则。设计时应满足:
(4-2)
对于单面连接的单角钢轴心受拉构件,实际处于双向偏心受力状态,承载力有所折减,设计时按轴心受力构件计算,。
摩擦型高强螺栓孔前传力
3) 摩擦型高强度螺栓连接净截面强度计算
对于摩擦型高强度螺栓连接的构件,考虑摩擦型高强度螺栓连接传力所依靠的摩擦力均匀分布在螺孔四周,故在孔前摩擦面已经传递了一部分力。因此,最外列螺栓出危险截面的净截面强度应按下式计算:
(4-3)
高强度螺栓摩擦型连接的构件,除按上式验算净截面强度外,尚需按式(4-1)验算毛截面强度。
(4-1)