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    浅论盖梁抗弯承载力计算.pdf

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    浅论盖梁抗弯承载力计算.pdf

    太 原科技 2009 年第 7 期 TAIYUAN SCI- TECH浅论盖梁抗弯承载力计算史永恒1,王 亮2文章编号 1006-4877(2009)07-0092-02一般混凝土受弯构件的跨高比 l/h≥5.0, 但是 ,在实际工程中 , 会经常遇到 l/h<5.0 的受弯构件 。由于这类构件 (l/h<5.0) 的内力及截面应力分布等与一般混凝土受弯构件相差很大 , 故将其通称为深受弯构件 。 一般将跨高比 l/h≤2.0 的简支梁和 l/h≤2.5 的连续梁称为深梁 。 当简支梁 2.0<l/h≤5.0, 连续梁 2.5<l/h≤5.0 称为 “短梁 ”。 此处 , l 为梁的计算跨径 , h 为梁的截面高 。 深梁和浅梁的受力特征不同 , 截面设计和配筋构造也有很大的差异 。 短梁的受力特征与浅梁有一定区别 , 它相当于浅梁与深梁之间的过渡状态 。据调查分析 , 公路桥墩台盖梁的跨高比 l/h 绝大多数在 3~5 之间 , 属于深受弯构件的短梁 , 但未进入深梁范围 , 所以在 JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中 , 其计算方法应按深受弯构件计算 , 而其构造则不必按深梁的特殊要求 。 而在 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中 , 盖梁是按一般构件计算的 。 可以看出 , 在前面这两种设计规范中 , 盖梁的计算方法是不同的 , 笔者主要根据 JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范和 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范计算出盖梁配筋率的变化规律 , 旨在为桥梁设计和施工提供一些参考 。1 相应的规范条文1.1 JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范相应条文规范中第 8.2.2 条规定 本节规定的钢筋混凝土盖梁 , 其跨高比 l/h 为 简支梁 2.0<l/h≤5.0; 连续梁 2.5<l/h≤5.0[1]。规范中第 8.2.4 条规定 钢筋混凝土盖梁的正截面抗弯承载力应按下列规定计算[1],γ0Md≤fsdAsz, (1)z0.750.05lh≤ ≤(h0-0.5x), (2)式中 , Md为盖梁最大弯矩组合设计值 ; fsd为纵向普通钢筋抗拉强度设计值 ; As为受拉区普通钢筋截面面积 ; z 为内力臂 ; x 为截面受压区高度 ; h0为截面有效高度 。1.2 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范相应条文规范中第 3.4.2 条规定 双柱式墩台 , 当盖梁的刚度与柱的刚度比大于 5 时 , 盖梁可按简支梁计算 ; 当墩台承受较大横向力时 , 则盖梁应作为刚构的一部分进行计算[2]。规范中第 3.4.3 条规定 当盖梁的计算跨径与梁高之比 , 对于简支梁小于 2.0, 对于连续梁小于2.5 时 , 盖梁可按深梁设计[2]。2 计算与对比本文所讨论的盖梁对比计算是在上部结构对盖梁产生的荷载 、 材料 (混凝土和钢筋 ) 和地质条件均相同的情况下进行比较的 。1) 算例基本数据 。 盖梁高 1.5 m, 宽 2.4 m。柱的直径为 1.8 m, 长度为 8.0 m, 其下为直径 1.8 m的桩 , 实际结构的具体尺寸和荷载见第 93 页图 1。土中基础变形系数 α0.336 m-1, 冲涮线以下桩长28.0 m, 直径为 1.8 m, 地基土比例系数 m 和 m0为15 000 kN/m4。 盖梁混凝土采用 C25 钢筋直径为20 mm, 钢筋采用 HRB335 钢筋 。 盖梁的悬臂长 lx2.25 m[3-4]。(1. 山西四建集团有限公司 , 山西 太原 030001; 2. 山西建筑职业技术学院 , 山西 太原 030006)摘 要 将不同的盖梁跨径下计算出的公路桥梁盖梁的正截面抗弯承载力进行对比 , 通过总结出跨中截面配筋随着盖梁跨径的变化规律 , 为桥梁设计和施工提供一些参考 。关键词 桥梁 ;盖梁 ;抗弯承载力 ;规范中图分类号 U448 文献标志码 A收稿日期 2009-05-09;修回日期 2009-06-15作者简介 史永恒 ( 1977- ) ,男 ,山西阳泉人 。 2009 年 7 月毕业于太原理工大学阳泉分学院 ,工程师 。应 用 技 术92太 原科技 2009 年第 7 期 TAIYUAN SCI- TECH2) 作用于盖梁上的荷载 , 铺装 、 护栏等自重168.88 kN, 主梁自重 841.74 kN, 盖梁自重 69.24kN/m, 其余荷载见表 1。3) 对比计算 。 随着盖梁跨径 l 变化 ,根据 JTGD622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范和 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范计算的盖梁的跨中弯矩组合值 、配筋见表 2, 表 3, 表 4。3 结束语通过表 4 可以看出 对于盖梁跨中正截面抗弯承载力配筋 , 根据 JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范计算出的结果并不是绝对的比根据 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范计算出的结果大或者小 。随着盖梁跨高比 l/h的变化 , 有不同的变化规律 当 l/h比较接近 5.0 时 , 即盖梁比较接近一般梁的范围时 , 满足 JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范所需的配筋要比满足JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范所需的钢筋少 ; 随着 l/h的减小 , 盖梁越来越接近深梁 , 满足 JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范所需的配筋要比满足 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范所需的钢筋多 。 可以看出 , JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中规定的按短梁计算盖梁跨中正截面抗弯承载力计算方法要比 JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中规定的按一般梁更合理 ,更安全 。参考文献 [1] 中交规划设计院 .JTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 [S].北京 人民交通出版社 ,2004.[2] 中交规划设计院 .JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 [S].北京 人民交通出版社 ,1985.[3] 中交规划设计院 .JTG D602004 公路桥涵设计通用规范 [S].北京 人民交通出版社 ,2004.[4] 袁伦一 ,鲍卫刚 .公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 ( JTG D622004 ) 条文应用算例 [M].北京 人民交通出版社 ,2005.(责任编辑 赵晓丽 )图 1 盖梁示意图单位 mm28008000100002 300 2 3002 3002 300P1P5P4P3P2lxl lx表 1 盖梁荷载项目P1P2P3P4P5活载 A/kN23.15411.65487.30411.6523.15活载 B/kN419.99482.66412.6242.580注 加载时考虑了恒载和汽车荷载的影响 , 其中 , 活载 A 是指对称的汽车荷载 , 活载 B 是指非对称的汽车荷载 。6.426.105.605.10表 3 按旧桥规计算的跨中截面弯矩及配筋盖梁的跨径 l/m弯矩组合值/kNm下缘筋面积/cm2下缘抗弯钢筋/ 根3 161.212 486.461 427.87518.32103.2980.3145.3316.2233261566.426.105.605.10表 2 按现行桥规计算的跨中截面弯矩及配筋盖梁的跨径 l/m弯矩组合值/kNm下缘筋面积/cm2下缘抗弯钢筋/ 根2 638.882 204.401 461.38682.6285.4572.0048.3622.882823168表 4 盖梁在不同跨径下跨中截面配筋汇总表JTJ 02385 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范/ 根盖梁跨径/m盖梁计算跨径/m跨高比l/hJTG D622004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范/ 根6.426.105.605.106.005.645.064.495.0004.6954.2173.73828231683326156(英文部分下转第 96 页 )应 用 技 术93太 原科技 2009 年第 7 期 TAIYUAN SCI- TECHFlexural Capacity Calculating of CopingSHI Yong-heng1,WANG Liang2(1. Shanxi 4th Building Group Co., Ltd., Taiyuan 030001, China;2. Shanxi Vocational and Technical College of Architecture, Taiyuan 030006, China)Abstract In this paper, we compared cross-section flexural capacity under different calculation of coping span. Al-so we summarized the change regularity of coping span and provided some references for bridge design and build-ing.Key words bridge; coping; flexural capacity; standard5) 键选子程序 为了实现冷风压力 、 热风压力 、 炉顶压力 、 冷风流量及全压差五路参数的巡回显示与定点显示 , 设计中采用了键选键的设计方法 。 键选键与外部中断 0 的物理引脚即 PD2 相连接 , 根据按键是否按下 (即是否有外部中断 ) 来决定显示模式 ; 根据键选键的按下次数 (即中断次数 ) 来选择是对哪一个参数实现定点显示 。 因为有5 个参数参与定点显示 , 所以 , 在设计中 , 当count 计到 5 时就让其回归到 1, 实现定点显示参数的一个循环 , 便于查询 。 如果在 count 记到 5时 , 让其归于 0, 那么就可以让程序在完成了一轮定点显示以后返回到巡回显示的模式 。3 结束语以上设计的基于 ATmega16L 单片机的高炉透气性指数监测仪表具有以下性能和特点 。1) 采用 ATmega16L 单片机作为主机芯片 , 充分利用该芯片内部的硬件资源 , 使得仪表结构紧凑 、 性能可靠 、 操作简单 。2) 采用优化的高炉透气性指数数学模型和流量补偿公式 , 提高了系统的测量精度 。3) 仪表具有冷风流量 、 透气性指数和全压差三路 4~20 mA 的模拟量输出信号 , 供记录仪表使用 , 可以及时反映高炉炉况的走向 。4) 仪表对冷风压力 、 热风压力 、 炉顶压力 、冷风流量和全压差能够实现巡回显示和定点显示 。5) 当高炉的透气性指数超越规定的上 、 下限时 , 仪表发出声光报警信号 , 提醒现场操作人员 。6) 仪表利用 RS-485 通信接口实现与上位机的通信 。总之 , 该仪表性能价格比较高 , 可以广泛应用于中小型高炉生产 , 为高炉安全生产与经济运行提供可靠依据 。参考文献 [1] 梁栋 .高炉炉况智能化判断方法的研究 [D].重庆 重庆大学 ,2005.[2] 乔贵 .高炉透气性指数 [J].山西冶金 ,1982,17123- 32.[3] 杨晓光 ,郑新伟 ,田建艳 .ZTX 高炉透气性指数测量系统[J].冶金自动化 ,2000654- 55.( 责任编辑 王雅利 )Design of Monitoring Instrument with Good Air Permeability ofATmega16L-based Single-chipLI Hua1,ZHOU Heng-long2(1. Computer Basic Teaching Department of Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China;2. Ganbao Cold Rolling Mill Company of Handan Iron and Steel Group, Handan 056015, China)Abstract Using ATmega16L single-chip made by ATMEL company as microprocessor, we developed a monitoringinstrument of air permeability, and used it to automatically detect the status of the cold and hot blast pressure, fur-nace top pressure and cold flow parameters.Through optimizing the index of permeability of the blast furnacemathematical model, we calculated the air permeability index for the operators to determine the status of real-timefurnace practice.Key words blast furnace condition; blast furnace permeability index; ATmega16L single-chip(上接第 93 页 )应 用 技 术96

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