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中英钢筋混凝土梁桥设计规范比较研究

作 者: 胡建良
导 师: 龚尚龙; 陈思甜
学 校: 重庆交通大学
专 业: 建筑与土木工程
关键词: BS5400 荷载效应组合 汽车荷载 偏心受压 分项系数
分类号: U448.34
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


随着我国交通建设实力的不断增强,工程公司的涉外项目也逐渐增多。然而英联邦及其前殖民地国家和地区主要以英国标准BS5400作为道路桥梁设计规范。因此,研究中英两国公路桥梁规范的差异以及产生差异的原因都很有实用意义。本文将英国标准BS5400中的第2篇荷载部分和第4篇普通钢筋混凝土桥梁设计部分与中国规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)和《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)中的相应部分进行了比较研究,并通过具体算例说明两国规范形成的差异,以及形成差异的原因。本文研究的主要内容及结果包括以下几方面:①找出两国规范关于钢筋、混凝土材料强度指标的换算关系。研究表明两国规范规定的混凝土强度中国规范略大于英国规范;英国规范规定的钢筋强度等级高于中国规范。②比较两国规范关于荷载取值及荷载效应组合的相关规定。结果显示汽车荷载取值英国规范BS5400比中国规范大,尤其是车道荷载,荷载组合分项系数也比我国大,最后通过算例比较分析产生差异的原因。③分析了英国规范BS5400关于梁正截面受弯及斜截面受剪、剪扭承载力计算的相关规定,并与中国公路桥梁规范中相应规定进行了比较研究。通过算例对按两国规范计算的梁配筋量进行了比较。比较结果显示矩形截面抗弯承载力计算公式两国规定基本一致,英国规范规定第二类T形截面不考虑其腹板承受的压力故关于T形截面的相关规定英国规范比我国规范安全性高。抗剪承载力计算公式两国规范不同,但通过计算发现两国规范抗剪箍筋用量相近,英国规范略偏安全。两国规范关于抗扭承载力计算公式表达不同,但通过计算发现用筋量相近。④比较了两国规范关于长短柱轴心受压和偏心受压的相关条款,研究表明中国规范规定的轴心受压柱承载力计算公式比英国规范安全储备高。关于大小偏心受压破坏的定义基本一致,且偏心受压构件截面计算原则和设计公式均一致。此外,两国规范关于附加弯矩的相关规定基本一致。⑤比较研究了两国规范关于构造要求的相关规定。着重比较了两国规范关于梁、柱最小配筋率和最大配筋率的差异。其中受弯构件最小配箍率中国规范小于英国规范;受弯构件最小配筋率中国规范大于英国规范;受压构件最小配筋率中国规范比英国规范小。⑥分别按中英两国规范计算同一工程算例,对分别按两国规范计算产生的差异进行比较研究,并分析其产生差异的原因。通过本文的比较研究可看出两国规范关于汽车荷载的相关规定差异较大。英国规范规定的汽车荷载取值及布载方式都不同于中国规范,其安全储备高于中国规范。英国规范规定的汽车荷载布载方式比中国规范考虑全面,对于中小跨径桥梁汽车荷载布载方式来说中国规范可参照英国规范。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 国内外桥梁发展概况  10-13
  1.2 英国现行公路桥梁设计标准简介  13-15
    1.2.1 英国标准 BS5400  13
    1.2.2 英国道路桥梁设计手册(DMRB-2009)  13-14
    1.2.3 英国公路工程合同文件手册(MCHW)  14-15
    1.2.4 其他标准  15
  1.3 中国公路桥梁设计规范简介  15-17
    1.3.1 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)  15-16
    1.3.2 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)  16-17
  1.4 LUSAS 软件介绍  17-19
    1.4.1 基本情况  17
    1.4.2 软件组成  17-18
    1.4.3 LUSAS Bridge  18-19
  1.5 论文研究目的及研究现状  19-20
  1.6 研究内容  20-22
第二章 设计基本原则  22-43
  2.1 材料强度指标  22-24
    2.1.1 混凝土  22-23
    2.1.2 钢筋  23-24
  2.2 极限状态设计规定  24-25
    2.2.1 极限状态的定义和分类  24
    2.2.2 极限状态计算  24-25
  2.3 荷载及荷载组合  25-29
    2.3.1 荷载组合  25-29
  2.4 人群荷载  29-30
  2.5 公路桥梁汽车荷载  30-42
    2.5.1 HA 荷载与中国规范中车道荷载的比较  30-34
    2.5.2 荷载 HB 与中国规范中车辆荷载的比较  34-36
    2.5.3 纵横向折减系数  36-39
    2.5.4 HA 和 HB 共同加载  39-42
  2.6 本章小结  42-43
第三章 受弯构件正截面承载力计算  43-53
  3.1 梁正截面抗弯计算公式比较  43-50
  3.2 实例比较  50-52
  3.3 本章小结  52-53
第四章 受弯构件斜截面承载力计算  53-64
  4.1 梁斜截面抗剪承载力  53-58
    4.1.1 抗剪强度上、下限比较  53-54
    4.1.2 抗剪配筋设计比较  54-56
    4.1.3 实例比较  56-58
  4.2 板  58-62
    4.2.1 板的抗剪  58-59
    4.2.2 板抗冲切  59-62
  4.3 本章小结  62-64
第五章 受扭构件承载力计算  64-71
  5.1 概述  64-65
  5.2 矩形截面受扭构件  65
  5.3 箱形截面受扭构件  65-68
  5.4 T 型和工字型截面受扭构件  68-69
  5.5 实例比较  69-70
  5.6 本章小结  70-71
第六章 轴心受压构件  71-76
  6.1 轴心受压构件  71-75
    6.1.1 柱计算长度的比较  71-73
    6.1.2 柱正截面承载力计算  73-74
    6.1.3 实例比较  74-75
  6.2 本章小结  75-76
第七章 偏心受压构件  76-91
  7.1 偏心受压短柱  78-86
    7.1.1 截面应力计算  78
    7.1.2 矩形截面柱截面设计图表  78-81
    7.1.3 矩形截面柱截面设计公式  81-84
    7.1.4 实例比较  84-85
    7.1.5 偏心受压短柱双向弯曲  85-86
  7.2 偏心受压长柱  86-90
    7.2.1 细长柱绕弱轴弯曲  86
    7.2.2 细长柱绕强轴弯曲  86-87
    7.2.3 细长柱双轴弯曲  87-89
    7.2.4 实例比较  89-90
  7.3 本章小结  90-91
第八章 构造要求  91-97
  8.1 混凝土保护层厚度  91-92
  8.2 配筋构造要求  92-97
    8.2.1 主筋的最小面积  92
    8.2.2 横向分布筋的最小面积  92
    8.2.3 箍筋的最小面积  92-93
    8.2.4 构件最大配筋面积  93
    8.2.5 粘结  93-94
    8.2.6 箍筋锚固、纵筋的搭接与接头  94-95
    8.2.7 钢筋的截断和锚固  95
    8.2.8 纵筋净距  95
    8.2.9 斜板的钢筋布置  95-96
    8.2.10 本章小结  96-97
第九章 简支装配式混凝土梁桥设计实例比较  97-107
  9.1 设计资料与结构布置  97-99
  9.2 主梁内力计算  99-101
  9.3 主梁配筋设计  101-106
  9.4 构造要求  106-107
第十章 结论  107-109
  10.1 本文主要工作与结论  107-108
  10.2 有待研究的内容  108-109
致谢  109-110
参考文献  110-112
在学期间发表的论著及取得科研成果  112

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁:按材料分 > 钢筋混凝土桥
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