現在橋樑設計理論和工民建設計理論有什麼不同和相同的地方?
小弟大學本科學的是路橋方向,畢業後幹了2年橋樑設計,去年轉行做工民建設計,個人感覺這兩方面的結構設計還是有點區別的,比如:一個10*10的板(橋樑裡面就是一個二級公路的小橋)橋樑計算的時候會算橫向分配係數來選出受力最大的一根梁(或一個斷面),工民建設計的時候就只是把均布荷載(荷載規範裡面就算是汽車荷載也是均布荷載)加到板上,然後把板的力傳給次梁,次梁再傳給主梁。小弟不才,一直沒想明白這兩個計算方法有什麼不同,按理來說結果應該都是一樣的(犯懶沒具體算過)。還有,如果是非剛構梁橋,都會設置支座,而工民建不會(梁和柱子都是現澆的,但是計算的時候還是有按鉸接算的地方,主要是用實際配筋調整塑性鉸出現的位置),這兩種做法有什麼區別?設置支座只是為了使結構實際受力形式更符合計算模型嗎?
PS:工民建的11G101圖集真是減少了設計員的很大一部分工作量,為什麼橋樑設計沒有類似的圖集呢?PS2:按理來說現在的計算理論應該都差不多,為什麼研究橋樑設計的和工民建設計的是兩撥人?規範也不一樣暫時想出來這麼多,請各位大神指點小弟現在就是把這兩個土木設計主要的方向不能很好的結合起來,按理來說應該所有的結構設計都是想通的啊,個人現在的感覺是這兩個是完全不同的兩個專業一樣,我問過很多業內的總工之類的,他們都對對方的設計完全不懂(還有個別總工表示連對方專業的圖紙都看不懂)。————————————以下為吐槽——————————
為什麼好多時候這兩個方向的設計會互相瞧不起?
謝邀
先回答你的幾個問題,再來談橋樑與工民建設計的不同,這可是個大問題。1、橫向分布係數的問題如@張海東 所述,橋樑的荷載的構成,是若干個線均布荷載與若干個集中荷載構成。而工民建的荷載是一個面均布荷載。從斷面上來看,線均布荷載就成了集中荷載。由於荷載的差異,導致橋樑有可能存在荷載分配的問題。總的來說,橋樑需要計算橫向分配係數的時候,就是橋樑荷載沿橫向分配不夠均勻的情況。具體來說,以下情況需要考慮橫向分配:
裝配式橋樑:即橋樑在橫向上看,由若干根預製梁,通過某種特殊構造,裝配而成。
這種橋橫向的整體性可能較弱,因此需要計算橫向分配係數我想題主說的就是這個了。這是算橫向分配最常見的情況。在這種情況下,根據連接方式的不同,有不同的方法計算橫向分布係數。而其實橋樑也有估算橫向係數的方法,例如范立礎的《橋樑工程》中介紹,鉸接板法的橫向分布係數可以按照平均分配的基礎上擴大15%考慮。而現澆箱梁,如果橋樑比較寬,而荷載特別大且集中的情況,也要考慮橫向分配係數。
當然也可以用梁格法計算。這種情況比較特殊,不是經常能遇得到。下圖是一個單箱11室的整體箱梁,橋跨25m,梁寬16.96m,大件車在橋中線附近通過。而工民建中,構件多,樑柱節點非常多,尤其是,工民建是一層一層壘上去的。
如果都設置支座,那支座設置量很大,而且會佔用大量的空間。同時,施工也會異常複雜,如果考慮到,支座使用壽命,更換支座的問題,那就更崩潰了。在工民建中,對於空間的利用是要求很高的。
比如說,橋樑中,跨度做大之後,可以把梁高加大,多加一點梁高都無所謂,就是加一點混凝土的成本。
而在工民建中,想要加大梁高,加大柱子,恐怕第一個跳起來的就是建築師了,其次就是開發商了,增加柱子,減小了使用面積,加大梁高,減小了凈層高,這可不是那一點點材料成本的問題。3、標準圖的問題
橋樑中有呀,鐵路橋,公路橋,都有相應的標準圖,當然,跨度是在50米以下的簡支梁橋。交通部或者鐵道部,按照跨徑不同,橋樑的斜角角度,有各種標準梁的圖紙,可以直接套用。設計的時候,只用設計基礎與橋墩就行了。跨度大了之後,就類似工民建的特殊結構,也沒法採用標準圖集了。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~·橋樑設計與工民建設計的區別~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
從總體上說,橋樑的設計理念比工民建而言要保守一些,相應的可靠度要求也會比較高。(鐵路橋是容許應力法設計,在這裡不談)下圖是公路橋樑與工民建的可靠度要求的對比,表中我們可以看出,公路橋樑的目標可靠度指標比工民建要高1.0。
而在抗震設計中,也體現了兩者的差別。建築的設防原則是:小震不壞,中震可修,大震不倒。而橋樑是採用2水準設防,根據橋樑規模,對於一般性橋樑而言,可以簡單的用中震不壞,大震不倒,來類比;而對於重要的橋樑,則是中震不壞,大震還是不壞。因此,我最喜歡做大橋抗震分析,一切都是彈性計算,不用算非線性。而在具體的設計中,橋樑工程的特點,可能有這麼一些:
1、跨度大。跨度為100~200米,懸挑70-100米,在橋樑上是很常見的。當然,大跨度帶來的是大梁高。梁高10幾米,也就是說4-5層樓高,是很常見的。2、橋樑結構簡單。與工民建相比,橋樑結構是個線結構,也就是說大部分橋樑是個梁結構,而且是比較符合力學假定的梁結構,從這點而言,橋樑結構很能體現力學原理的。同時,橋樑支座是個特點,橋樑利用各種支座來改變梁體的邊界條件。
3、收縮徐變特性,橋樑的大跨度特性會導致混凝土收縮徐變特性異常突出。這個在工民建中也是很少考慮的問題。
收縮徐變是個時變問題,與載入路徑相關的問題,為了考慮收縮徐變問題,橋樑設計中,必須給出施工過程安排,施工單位也必須根據設計單位的施工步驟來組織施工,施工時間也在設計中預先設計好。而建築設計中,施工組織及施工時間安排,設計單位是不做的。4、橋樑工程中預應力用的多,而工民建中預應力少。這裡講的預應力是真正的預應力,是採用高強鋼絞線(抗拉強度1860MPa),而不是工民建中的所謂預應力板。
5、橋樑設計關注施工,而工民建對施工不那麼關注。
橋梁的施工方法很多,而採用不同的施工方法,橋樑的內力不一樣。橋樑的施工過程中存在結構體系轉換,橋樑施工方法分類很多,有滿堂支架,懸臂施工,轉體施
工,頂推施工等等,同一座設計一模一樣的橋樑,採用不同施工方法,內力,配筋完全不一樣,所以橋樑設計必須依賴施工方法。
6、工民建設計中,受約束大,橋樑設計受約束較小。
工民建中的結構設計,是在建築師做完功能設計後,用結構手段實現建築師的設計。因此在實際設計過程中,就經常會受到建築師的制約。比如說梁高,如果單純說建築工程沒法做大跨度,這是不公平的。這句話的前提是,在梁高受限的情況下,建築工程跨度做大很困難。而橋樑中限制少些,為什麼單跨能做到150米,那是因為梁高做到了10多米。
所以如果說設計時帶著腳鐐跳舞,工民建設計師的腳鐐更重。有時候約束太多的情況下,設計某些發揮餘地就很小。7、這個差別恐怕是中國特色了。工民建的投資來源於開發商,也就是私人老闆。而橋樑投資來源於國家。
開
發商的目的是追求利潤,所以在成本控制上會非常嚴格,甚至無理。例如,開發商都有設計優化部,這是部門是幹啥用的呢,將設計院的設計拿來,儘可能的減少鋼
筋用量。這時候,如果設計院不同意怎麼辦,那就找過一家願意蓋章的小設計院出圖。我還知道,在成都市場,某品牌還比較大的房地產開發商,在和設計院簽訂合
同的時候,將每平方用鋼量限制寫入合同的無恥做法。
橋樑投資的管理者是代表國家的交通局,公路局或者下屬的國有公司。他們更關注如何把錢
安全的花出去,如何避免事故。因為多花點錢,恐怕國家不會追究他責任,因為錢沒有進他的腰包;而如果因為他的節約,造成了事故,,那他的烏紗帽就不保了。
所以橋樑投資資金是相對比較充足的,在橋樑開工前,資金都是有保障的。我們聽說過爛尾樓,爛尾橋恐怕還是比較少見。
資金是否有保證,就決定了設計的時候的自由度有多大。
不過,話說回來,工民建與橋樑,都只是結構工程在不同行業的應用而已。都是下九流,誰瞧不起誰啊本人一直從事橋樑設計,對該部分做簡答如下。首先,兩者荷載相差懸殊:對橋樑荷載中車道荷載:集中力+均布力,同時要求集中力載入在最不利位置,由此計算的內力位移要大很多,且汽車要考慮衝擊係數,對活載進一步放大,民建荷載一般較小(對於普通住宅而言)。其次是模型,很多橋樑可以簡化為平面桿系模型,各個方向上受力極其不均勻,相差幾倍或十幾倍不止,民建這相對更平衡一些(複雜造型不在此列)。再次,計算參數,橋樑跨徑往往都很大(大於5m,小於5m屬於涵洞),需要跨越河道或公路鐵路等交通,故墩台相對位置比較遠,導致絕大多數橋樑的主梁都是預應力構件(跨徑在10m一下一般採用普通鋼筋混凝土構件)梁高大,施工較複雜;民建一般不會受此限制,基礎盡量做成整體,通過密布承重柱及構造柱可以大大減少主梁跨徑,一般以普通鋼筋混凝土構件居多。
對於lz說的10*10m的橋,我猜跨徑是10m,橫向則是寬度為1m的預製板梁鉸接成型的,然後通過鉸接板梁法計算荷載橫向分布係數,取最值並以此為依據進行設計。
橋樑也有通用圖,但都是小跨徑預製板梁箱梁和T梁(交通部或者各個省院頒布),現在應用也很多,主要用於公路系統,在市政橋樑設計時往往改動較多。橋樑一般設置支座是因為高度相比長度或者寬度都相對較小,僅需考慮主梁在地震荷載下落梁風險即可,而民建在高度上反而是最大的,一般情況下不設支座(特殊情況除外)。從本質上講,都一樣的,都屬於大結構的範疇,只不過細分了市場而已,其實是有利於「高精專」發展的。但不得不承認,橋樑規範尙遠遠落後於民建規範,無論內容還是深度,研究和試驗等還有待於進一步開展。就這麼多吧。——————————————————————————————————————————都是下九流,誰瞧不起誰啊,不過我見過有一注結構工程師做連續橋樑設計時不考慮基礎沉降的,嗚呼。搞結構的知識面更廣,橋樑對梁精通點,僅此而已
建築結構早早進入了概率極限狀態設計法設計,橋樑結構受研究及試驗水平、荷載等限制,尤其是鋼橋,至今還是允許應力法設計(86年規範到現在快三十年了沒變過,到現在編新規範在很多方面拿不出自己的試驗結果和數據,只能拾歐美日人牙慧),混凝土橋規範雖然算是概率極限狀態設計,也只能算是半概率。
荷載不同啊,樓房上面又沒有汽車荷載,更沒有橫向分布係數。橋樑設計也有標準圖集吧,比如標準的20m箱梁
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