荷載系數法公路橋梁設計規范 LRFD 第七章 鋁結構

第七章 鋁結構
目 錄
7.1 范圍 ………………………………………………………………………………………………7-1
7.2 定義 ………………………………………………………………………………………………7-1
7.3 符號 ………………………………………………………………………………………………7-1
7.4 材料 ………………………………………………………………………………………………7-4
7.4.1 一般規定……………………………………………………………………………………7-4
7.4.2 鋁薄板、板和型材…………………………………………………………………………7-4
7.4.2.1 擠出件和栓釘連接的組合構件………………………………………………………7-4
7.4.2.2 焊接組合構件…………………………………………………………………………7-5
7.4.3 用于銷、滾軸和伸縮搖軸的材料…………………………………………………………7-6
7.4.4 扣件一鉚釘和螺栓…………………………………………………………………………7-6
7.4.5 焊接金屬……………………………………………………………………………………7-7
7.4.6 鋁鑄件………………………………………………………………………………………7-7
7.4.7 鋁鍛件………………………………………………………………………………………7-7
7.5 極限狀態 …………………………………………………………………………………………7-7
7.5.1 使用極限狀態………………………………………………………………………………7-7
7.5.1.1 屈曲的出現……………………………………………………………………………7-7
7.5.1.2 用于計算薄壁截面撓度的有效寬度…………………………………………………7-7
7.5.1.3 腹板壓屈………………………………………………………………………………7-8
7.5.1.4 活載撓度………………………………………………………………………………7-9
7.5.2 疲勞和斷裂極限狀態………………………………………………………………………7-9
7.5.3 強度極限狀態………………………………………………………………………………7-9
7.5.4 抗力系數……………………………………………………………………………………7-9
7.6 疲勞和斷裂考慮 …………………………………………………………………………………7-10
7.6.1 疲勞…………………………………………………………………………………………7-10
7.6.1.1 一般規定………………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2 荷載導致疲勞…………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.1 應用………………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.2 設計準則…………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.3 細部分類…………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.4 疲勞抗力…………………………………………………………………………7-13
7.6.1.3 畸變導致疲勞…………………………………………………………………………7-14
7.6.1.3.1 橫向連接板………………………………………………………………………7-14
7.6.1.3.2 側向連接板………………………………………………………………………7-14
7.6.2 斷裂…………………………………………………………………………………………7-14
7.7 設計考慮 …………………………………………………………………………………………7-15
7.7.1 恒載反撓度…………………………………………………………………………………7-15
7.7.2 焊接要求……………………………………………………………………………………7-15
7.7.3 焊接工序……………………………………………………………………………………7-15
7.7.4 無損試驗……………………………………………………………………………………7-15
7.7.5 橋面板的隆起和滑動………………………………………………………………………7-15
7.7.6 組合截面……………………………………………………………………………………7-15
AASHTO LRFD 橋梁設計規范(2010)
7-II
7.8 總體尺寸和細部要求……………………………………………………………………………7-16
7.8.1 有效跨長 …………………………………………………………………………………7-16
7.8.2 拉桿及壓桿的長細比 ……………………………………………………………………7-16
7.8.3 鋁板或構件的最小厚度 …………………………………………………………………7-17
7.8.4 橫隔梁和橫撐梁 …………………………………………………………………………7-17
7.8.5 側向支撐 …………………………………………………………………………………7-17
7.8.5.1 一般規定 ……………………………………………………………………………7-17
7.8.5.2 下承式橋跨 …………………………………………………………………………7-17
7.8.6 銷和銷連接的元件 ………………………………………………………………………7-18
7.9 受拉構件…………………………………………………………………………………………7-18
7.9.1 一般規定 …………………………………………………………………………………7-18
7.9.2 抗拉力 ……………………………………………………………………………………7-18
7.9.3 角型和T 型截面的有效面積 ……………………………………………………………7-19
7.9.4 凈面積 ……………………………………………………………………………………7-19
7.10 受壓構件 ………………………………………………………………………………………7-19
7.10.1 一般規定 ………………………………………………………………………………7-19
7.10.2 柱的抗壓力 ……………………………………………………………………………7-21
7.10.3 柱部件的抗壓力一伸出的翼緣和肢 …………………………………………………7-22
7.10.4 柱部件的抗壓力,毛截面—兩邊支撐的平板 ………………………………………7-23
7.10.4.1 一般規定 …………………………………………………………………………7-23
7.10.4.2 元件的局部壓屈對柱強度的影響 ………………………………………………7-23
7.10.5 柱的部件的抗壓力,兩邊支承的曲面板、圓形或橢圓形管管壁的毛截面…………7-24
7.11 受彎桿件 ………………………………………………………………………………………7-24
7.11.1 受彎桿件的抗拉力 ……………………………………………………………………7-24
7.11.1.1 凈截面 ……………………………………………………………………………7-24
7.11.1.2 梁、繞強軸受彎的結構型材、矩形管的最外側纖維拉應力 …………………7-24
7.11.1.3 梁、圓形或橢圓形管的最外側纖維拉應力 ……………………………………7-25
7.11.1.4 梁、繞弱軸受彎的結構型材、棒條、板的最外側纖維拉應力 ………………7-25
7.11.2 受彎桿件的抗壓力 ……………………………………………………………………7-25
7.11.2.1 梁,最外側纖維,毛截面,單腹板梁繞強軸受彎的壓應力…………………7-25
7.11.2.2 梁,最外側纖維,毛截面,圓形或橢圓形管的壓應力 ………………………7-27
7.11.2.3 梁,最外側纖維,毛截面,實體矩形梁的壓應力 ……………………………7-27
7.11.2.4 梁,最外側纖維,毛截面,矩形管和箱形截面的壓應力……………………7-28
7.11.3 受板長細比限制的受彎桿件的抗壓強度 ……………………………………………7-28
7.11.3.1 一般規定 …………………………………………………………………………7-28
7.11.3.2 梁部件(均勻受壓),毛截面,伸出翼的壓應力 ……………………………7-29
7.11.3.2.1 一般規定 ……………………………………………………………………7-29
7.11.3.2.2 構件局部壓屈對抗力的影響 ………………………………………………7-30
7.11.3.3 梁部件的壓應力(部件均勻受壓),毛截面,兩邊支承的平板………………7-30
7.11.3.4 梁部件的壓應力—曲線形截面 …………………………………………………7-31
7.11.3.5 梁部件的壓應力(部件在自身平面內受彎),毛截面,承壓
邊自由,受拉邊支承著的平板 …………………………………………………7-32
7.11.3.6 梁腹板,毛截面,兩邊支承著的平板 …………………………………………7-32
7.11.3.7 具有縱同加勁肋的兩邊支承著的梁腹板 ………………………………………7-33
7.11.4 抗剪力 ……………………………………………………………………………7-33
7.11.4.1 剪力—未加勁平腹板 ……………………………………………………………7-33
第七章 鋁結構
7-III
7.11.4.2 腹板剪力—加勁平腹板 …………………………………………………………7-34
7.11.5 加勁肋設計 …………………………………………………………………………7-35
7.11.5.1 腹板的縱向加勁 …………………………………………………………………7-35
7.11.5.2 腹板的抗剪橫向加勁 ………………………………………………………7-36
7.11.5.3 伸出翼緣的加勁 ……………………………………………………………7-36
7.11.5.4 支承加勁 ……………………………………………………………………7-37
7.12 扭轉 ……………………………………………………………………………………………7-37
7.12.1 一般規定…………………………………………………………………………………7-37
7.12.2 承受扭轉的承壓桿件……………………………………………………………………7-37
7.12.2.1 雙軸對稱的桿件 …………………………………………………………………7-38
7.12.2.2 單軸對稱桿件 ……………………………………………………………………7-38
7.12.3 圣維南扭轉 ……………………………………………………………………………7-38
7.12.3.1 開口截面 …………………………………………………………………………7-38
7.12.3.2 箱形截面 …………………………………………………………………………7-39
7.12.4 翹曲扭轉 ………………………………………………………………………………7-39
7.12.4.1 開口截面 …………………………………………………………………………7-39
7.12.4.2 箱形截面 …………………………………………………………………………7-39
7.13 組合作用的力效應……………………………………………………………………………7-39
7.13.1 壓力和彎矩的組合作用 ………………………………………………………………7-39
7.13.2 剪力、壓力和彎矩的組合作用 ………………………………………………………7-40
7.13.3 管的扭轉與剪切 ………………………………………………………………………7-41
7.13.4 壓力和彎矩的組合作用 ………………………………………………………………7-41
7.14 連接和拼接 ……………………………………………………………………………………7-41
7.14.1 一般規定 ………………………………………………………………………………7-41
7.14.2 螺栓連接 ………………………………………………………………………………7-42
7.14.2.1 螺栓和螺母 ………………………………………………………………………7-42
7.14.2.2 孔眼 ………………………………………………………………………………7-42
7.14.2.3 扣件尺寸 …………………………………………………………………………7-42
7.14.2.4 扣件間距 …………………………………………………………………………7-42
7.14.2.4.1 最小扣件間距和凈距 ………………………………………………………7-42
7.14.2.4.2 密封扣件的最大間距 ………………………………………………………7-42
7.14.2.4.3 絎合扣件的最大間距 ………………………………………………………7-43
7.14.2.4.4 受壓桿件端部的絎合緊固件 ………………………………………………7-43
7.14.2.4.5 端距和邊距 …………………………………………………………………7-43
7.14.2.5 扣件抗剪力 ………………………………………………………………………7-43
7.14.2.6 滑動-臨界連接 …………………………………………………………………7-43
7.14.2.7 扣件孔處的承壓抗力 ……………………………………………………………7-43
7.14.2.7.1 一般規定 ……………………………………………………………………7-43
7.14.2.7.2 鉚釘和螺栓孔處的抗承壓力 ………………………………………………7-44
7.14.2.7.3 平表面和銷上的支撐 ………………………………………………………7-44
7.14.2.8 抗拉 ………………………………………………………………………………7-44
7.14.3 撕裂或端部破壞 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4 拼接 …………………………………………………………………………………7-45
7.14.4.1 一般規定 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4.2 受拉桿件 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4.3 受壓桿件 ………………………………………………………………………7-45
AASHTO LRFD 橋梁設計規范(2010)
7-IV
7.14.4.4 受彎桿件 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4.5 焊接 ……………………………………………………………………………7-45
7.15 關于結構類型的規定 …………………………………………………………………………7-45
7.15.1 橋面系 …………………………………………………………………………………7-45
7.15.2 側向支攆 ………………………………………………………………………………7-45
7.15.3 梁和大梁框架 …………………………………………………………………………7-46
7.15.4 桁架 ……………………………………………………………………………………7-46
7.15.4.1 一般規定 …………………………………………………………………………7-46
7.15.4.2 橋門架和阻搖支撐 ………………………………………………………………7-46
7.15.5 拱 ………………………………………………………………………………………7-46
7.16 參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 7-47
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