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。

利用空間有限元方法,可以計算出每個腹板的橫向分配係數,我們可以看到,最大的橫向分配係數比最小的相差22%。

2、支座的設置問題

橋樑中設置支座,可以非常明確的,人為的,設置受力模式。使得計算模式與實際情況比較吻合,這是很大的優點。同時,橋樑的結構簡單,支座數目也不多,這使得設置支座成為可能。

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。


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。


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。

預算1個億,最後變更到2-3個億的事情也常有。

不變更,施工單位怎麼掙錢啊

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。

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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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