结构设计原理

结构设计原理总论《结构设计原理》主要讨论各种工程结构的基本构件的受力性能、计算方法和构造设计原理，它是学习和掌握桥梁工程和其它道路人工构造物设计的基础。.主要内容1)选择结构的材料类型；2)选择截面形式；3)拟定截面尺寸；4)进行各项验算（强度条件、刚度、稳定性、抗裂性）主要任务研究掌握基本构件的受力性能、构造设计、计算方法。1.按受力分：1)受弯构件（梁、板）2)受压构件（墩、台、拱、压杆等）3)受拉构件（索、拉杆）4)受剪构件（无纯受剪构件）5)受扭构件（无纯受扭构件）（一）基本构件分类：2按构件材料类型分：1)钢筋混凝土结构2)预应力混凝土结构3)砖石、素混凝土结构（自重大）4)钢结构（跨径大的桥）5)木结构就地取材；造价低；耐久性、耐火性好；适应性好。自重大；施工受季节影响大；有裂缝存在；不适合用高强材料。（二）钢筋混凝土结构：1.使用范围：中小跨径梁、板，墩台，拱，塔。2.优缺点缺点优点就地取材；造价低；耐久性、耐火性好；适应性好。自重大；施工受季节影响大；有裂缝存在；不适合用高强材料。（二）钢筋混凝土结构：1.使用范围：中小跨径梁、板，墩台，拱，塔。2.优缺点缺点优点（三）预应力混凝土结构：使用高强材料；重量轻；跨径大；刚度大；耐久性、耐火性好。工艺复杂、需要备多（设计、计算、施工）。1.使用范围：跨径＞50m的桥梁2.优缺点:缺点优点（四）砌体结构：材料来源广泛；施工简便。自重大（自重）；费工费时。1.使用范围：以受压为主的构件（墩台、护坡）。2.优缺点:缺点优点（五）钢结构：自重轻；易建特大跨径桥梁；材质均匀；弹性模量大；是理想的弹性材料；施工方便，速度快。材料价格高；需经常维修；耐火性差（钢材在500℃～600℃软化）。缺点优点表1－1钢木钢筋砼预应力砼砌体受弯构件11.5～2.43~102~3\受压构件11.5～2.43.8~11\9.2～281932澳大利亚503m悉尼钢拱桥1977美国518.2mNewRiver桥360m广州丫髻沙特大桥三跨连续自锚式中承式钢管混凝土拱桥。以高强预应力钢铰线作为系杆，拱座基础只有较小水平推力。主拱采用中承式双肋悬链线无铰拱，矢跨比为1/4.5。每片拱肋由6750钢管混凝土组成，由横向平联板、腹杆连接成为钢管混凝土桁架。边拱采用上承式双肋悬链线半拱，每片拱肋由钢筋混凝土单箱单室截面组成。转体施工法。1990四川旺苍115米东河桥下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度1/6。两片拱肋间用直径800mm横撑连接以保持其稳定性。活载作用下拱脚的水平推力由系杆及桥墩共同承担。钢管拱肋实际上是一种复合材料，在破坏荷载作用下，钢管不仅起纵筋的作用，而且对混凝土起螺旋箍筋的作用，以提高构件的承载能力。在施工阶段，钢管起着劲性骨架的作用。世界上跨径最大的石拱桥。桥宽8m，双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成。拱轴线为悬链线（m=1.543），拱矢度1/5，拱肋为等高变宽度。1990湖南凤凰县的乌巢河桥（L=120m）图41932澳大利亚503m悉尼钢拱桥