Leitfaden Zum DIN-fachbericht 101 Einwirkungen Auf Brucken pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Ernst,Wilhelm & Sohn,Verlag fur Architektur und Technische Wissenschaften Gmbh.,Germany

作者:Balthasar Novak

出品人:

页数:86

译者:

出版时间:2004-02-20

价格:USD 36.04

装帧:Paperback

isbn号码:9783433016879

丛书系列:

图书标签:

• 桥梁工程
• DIN 101
• 结构力学
• 荷载计算
• 桥梁设计
• 德国标准
• 桥梁检测
• 结构分析
• 土木工程
• 桥梁维护

桥梁结构荷载与设计规范指南：深入解析 DIN 101 本书并非直接阐述《Leitfaden Zum DIN-fachbericht 101 Einwirkungen Auf Brucken》这本书本身，而是旨在深入探讨其核心内容——桥梁结构荷载（Einwirkungen auf Brücken）的规范与设计原则，特别侧重于德国工业标准 DIN 101 及其相关的技术细节。本书将带您穿越桥梁工程设计理论的脉络，聚焦于理解和应用这一关键性标准的深层含义，从而为桥梁的安全、经济和可持续设计奠定坚实基础。 第一章：桥梁工程的基石——荷载的理解与分类 桥梁，作为连接空间、承载交通的重要基础设施，其设计首要且至关重要的环节便是对作用在结构上的各种荷载进行准确的识别、量化和分析。荷载并非单一的概念，而是多种力量的复杂叠加。本章将从宏观视角出发，系统性地梳理桥梁工程中各类荷载的分类及其基本特性。 恒载 (Dauerlasten / Eigengewicht)： 这是桥梁结构自身重量所产生的荷载，包括桥面板、主梁、支撑结构、隔板、栏杆等所有永久性构件的重量。恒载是桥梁结构最基本、最稳定的荷载，其大小在设计完成后基本固定。精确计算恒载是结构自重分析的基础，也是其他荷载分析的出发点。我们将探讨恒载的计算方法，包括如何考虑材料密度、构件几何尺寸以及施工过程中的变化。 活载 (Verkehrslasten / Verkehr)： 这是由桥梁上通行车辆、行人等活动因素产生的荷载，是桥梁设计中最具变动性和不可预测性的部分。活载的性质、大小、分布以及出现频率都可能随时间而变化。 车辆荷载 (Fahrzeuglasten)： 这是桥梁活载中最核心的部分，包括汽车、火车、有轨电车等。我们将详细解析 DIN 101 中关于车辆荷载的规定，例如： 标准车辆模型 (Standardfahrzeugmodelle)： 详细介绍 DIN 101 中定义的各种标准车辆模型，包括其轴距、轴荷、车身尺寸以及荷载的分布方式。例如，单轴荷载、双轴荷载、三轴荷载的规定，以及这些荷载是如何转化为桥梁结构上的集中荷载或均布荷载的。 车辆荷载组合 (Lastkombinationen)： 车辆荷载并非孤立存在，而是可能在桥梁上发生各种组合。我们将深入研究 DIN 101 中关于车辆荷载组合的原则，例如，最大车辆荷载在不同位置出现时的组合效应，以及不同类型车辆同时出现的可能性。 冲击系数 (Stoßbeiwerte)： 车辆在桥梁上行驶时，会产生冲击力，这会增加作用在结构上的荷载。我们将详细解释冲击系数的含义、计算方法以及其在 DIN 101 中的具体取值。 车道系数 (Fahrstreifenbeiwerte)： 当多条车道同时承受车辆荷载时，荷载的叠加效应会发生变化。我们将探讨车道系数的应用，以更准确地评估多车道通行对桥梁结构的影响。 特殊车辆荷载 (Sonderfahrzeuglasten)： 对于超重型车辆或特殊工程车辆，DIN 101 也规定了相应的荷载计算方法和考虑因素，本书将对此进行介绍。 人群荷载 (Personenlasten)： 对于人行桥、自行车桥或桥梁上设有行人通道的情况，需要考虑人群荷载。我们将分析人群荷载的密度、分布以及如何将其转化为结构荷载。 其他活载： 可能还包括其他临时性活载，例如施工设备荷载、人群聚集荷载等。 环境荷载 (Umweltbedingte Einwirkungen)： 这些荷载来源于自然环境，虽然不直接由交通产生，但对桥梁结构的长期稳定性和安全性至关重要。 风荷载 (Windlasten)： 风力是桥梁设计中不可忽视的重要荷载，尤其是对于高耸的桥梁或跨度较大的桥梁。我们将详细解析 DIN 101 中关于风荷载的计算方法，包括： 风压与风速的关系 (Winddruck und Windgeschwindigkeit)： 风荷载的大小与风速的平方成正比，同时受到风的类型、桥梁的几何形状、高度以及所处环境的影响。 桥梁横截面上的风荷载分布 (Windlastverteilung auf Brückenquerschnitten)： 风荷载并非均匀作用于桥梁的各个部分，而是与桥梁的形状、倾斜度以及表面粗糙度有关。 风振 (Windinduzierte Schwingungen)： 在某些条件下，风荷载可能引起桥梁结构的振动，甚至导致共振。我们将探讨 DIN 101 中如何考虑风振效应，以及如何通过结构设计或加固措施来避免或减缓风振。 迎风面积 (Angriffsfläche)： 计算风荷载时，需要确定桥梁结构实际承受风力的面积。 温度变化荷载 (Temperatureinflüsse / Temperaturlasten)： 材料的热胀冷缩是桥梁结构面临的重要荷载。温度变化会导致桥梁产生内应力，并可能引起结构变形。我们将深入研究： 温度梯度 (Temperaturgradient)： 桥梁结构在一天中或不同季节中，其不同部位的温度可能存在差异，形成温度梯度。 整体温度变化 (Globale Temperaturänderung)： 桥梁整体温度的变化也会引起结构的热胀冷缩。 温度荷载的计算与应用 (Berechnung und Anwendung von Temperatureinflüssen)： DIN 101 规定了如何计算温度变化引起的伸缩力、弯矩和剪力，以及如何在设计中考虑这些影响。 雪荷载 (Schneelasten)： 在多雪地区，积雪的重量也会对桥梁结构产生荷载。我们将分析雪荷载的计算，包括积雪的密度、厚度以及不同形状的积雪对桥梁结构的影响。 地震荷载 (Erdbebenlasten)： 在地震多发地区，地震荷载是桥梁设计中极其重要的考虑因素。虽然 DIN 101 本身可能不是专门的抗震设计规范，但其在荷载分析部分会为抗震设计提供基础。本书将简要介绍地震荷载的基本概念，并指出在实际设计中需要参考更专业的抗震规范。 水流冲击荷载 (Strömungsdruck / Wasserdruck)： 对于桥梁桥墩或基础，水流的冲击和静水压力会产生荷载。我们将探讨如何根据水流速度、深度以及桥墩的形状来计算这些荷载。 冰冻与融化荷载 (Frost und Tauen)： 冻胀土和冰的膨胀可能对桥梁基础和下部结构产生附加荷载，尤其是在寒冷地区。 其他特殊荷载 (Spezielle Einwirkungen)： 制动力与加速力 (Brems- und Beschleunigungskräfte)： 车辆在桥梁上刹车或加速时，会产生制动力或加速力，这些力会传递到桥梁结构上。 离心力 (Zentrifugalkräfte)： 对于有曲线布置的桥梁，车辆在行驶过程中会产生离心力。 碰撞荷载 (Anpralllasten)： 车辆或船舶撞击桥梁桥墩或防撞设施时产生的荷载。 沉降与变形 (Setzungen und Verformungen)： 桥梁基础的沉降或土体的变形也会对桥梁结构产生影响，需要进行分析和补偿。 施工荷载 (Baulasten)： 在桥梁施工过程中，会存在各种施工设备、材料堆放以及临时支撑结构产生的荷载。 第二章：荷载组合与安全系数——确保桥梁的可靠性 理解了各种单独的荷载后，关键在于如何将它们组合起来，并应用适当的安全系数，以确保桥梁在各种可能工况下都能安全可靠地运行。本章将深入探讨 DIN 101 中关于荷载组合和安全系数的规定。 荷载组合原则 (Prinzipien der Lastkombination)： 桥梁结构在实际使用过程中，很少只承受单一荷载，而是多种荷载的叠加。DIN 101 规定了一系列荷载组合原则，以模拟各种可能的荷载工况。我们将详细分析： 基本荷载组合 (Grundlastkombination)： 考虑恒载与最可能出现的活载组合。 准永久荷载组合 (Quasi-permanente Lastkombination)： 考虑恒载与长期存在的活载组合。 频繁荷载组合 (Häufige Lastkombination)： 考虑恒载与出现频率较高的活载组合。 短暂荷载组合 (Seltene Lastkombination)： 考虑恒载与出现概率较低但可能产生较大影响的活载组合。 极端荷载组合 (Extrem-Lastkombination)： 考虑恒载与各种不利荷载组合，以评估桥梁的极限承载能力。 各种荷载组合系数 (Kombinationsbeiwerte)： DIN 101 为不同的荷载组合规定了相应的系数，以反映不同荷载出现的概率和相互影响。我们将具体解析这些系数的含义和应用。 安全概念 (Sicherheitskonzept)： 桥梁设计的核心在于“安全”。DIN 101 遵循欧洲规范（Eurocodes）的通用安全概念，即通过材料安全系数和荷载安全系数的组合，来确保结构的可靠性。 材料安全系数 (Materialkennwerte / Teilsicherheitsbeiwerte für Werkstoffe)： 不同材料（如混凝土、钢材）具有不同的强度特性，需要乘以材料安全系数来获得设计强度。 荷载安全系数 (Lastkennwerte / Teilsicherheitsbeiwerte für Lasten)： 如前所述，不同的荷载类型需要乘以相应的荷载安全系数，以考虑荷载的不确定性。 极限状态设计 (Bemessung nach Grenzzuständen)： DIN 101 采用了极限状态设计方法，即确保桥梁在各种荷载组合下，都不会达到其破坏极限（如屈服、断裂）或使用极限（如过大变形、振动）。 承载能力极限状态 (Tragfähigkeitsgrenzzustand, ULS)： 确保桥梁在最不利荷载组合下，其承载能力不被超过。 正常使用极限状态 (Gebrauchstauglichkeitsgrenzzustand, SLS)： 确保桥梁在正常使用条件下，其变形、振动等符合使用要求。 可靠度设计 (Zuverlässigkeitskonzept)： 探讨 DIN 101 如何通过概率方法来确保桥梁具有足够的可靠度，抵抗各种不利因素的影响。 第三章：荷载计算与分析工具——实现精确设计 理论归理论，实际设计需要将理论转化为可操作的计算和分析。本章将介绍实现精确荷载计算和分析的工具与方法。 计算方法 (Berechnungsmethoden)： 解析法 (Analytische Methoden)： 对于简单结构的荷载分析，可以采用解析法，例如基于材料力学和结构力学原理的计算。 数值模拟 (Numerische Methoden)： 对于复杂结构或复杂的荷载情况，数值模拟方法（如有限元分析，FEM）是必不可少的。我们将介绍如何利用有限元软件来模拟荷载作用下的桥梁行为。 软件工具 (Software-Werkzeuge)： 介绍常用的桥梁设计和分析软件，以及它们如何支持 DIN 101 规范的应用，包括荷载输入、组合生成和结构响应计算。 案例研究 (Fallstudien)： 通过实际的桥梁设计案例，展示如何应用 DIN 101 的规定来计算和分析各种荷载，并进行荷载组合和结构验算。这些案例将涵盖不同类型和跨度的桥梁，例如梁桥、拱桥、斜拉桥等。 第四章：桥梁结构的响应与设计考量——从荷载到安全的结构 理解荷载和其组合后，关键在于如何使桥梁结构能够安全地承受这些荷载。本章将探讨桥梁结构在荷载作用下的响应，以及相关的设计考量。 内力分析 (Ermittlung von Schnittgrößen)： 荷载在桥梁结构内部会产生内力，如轴力、剪力、弯矩。我们将介绍如何根据荷载和结构形式来计算这些内力。 变形分析 (Verformungsanalyse)： 桥梁在荷载作用下会发生变形，如挠度、沉降。我们需要确保这些变形在允许范围内。 应力分析 (Spannungsanalyse)： 结构内部的应力是判断其是否达到屈服或断裂的关键指标。 疲劳分析 (Ermüdungsanalyse)： 对于承受反复荷载（如车辆荷载）的桥梁，疲劳是重要的设计考虑因素，尤其是在连接件和关键部位。 稳定分析 (Stabilitätsanalyse)： 桥梁结构需要具备抵抗失稳的能力，例如压杆失稳、整体倾覆等。 材料选择与截面设计 (Materialwahl und Querschnittsdimensionierung)： 根据荷载分析结果，选择合适的材料并确定桥梁构件的截面尺寸，以满足强度、刚度和稳定性的要求。 连接设计 (Verbindungskonstruktion)： 桥梁的连接部位（如梁与墩、板与梁的连接）是应力集中的地方，需要特别注意其设计。 耐久性设计 (Dauerhaftigkeitsdesign)： 考虑桥梁在长期使用过程中，材料的耐久性、抗腐蚀性等因素，确保其使用寿命。 结论： 本书旨在通过对《Leitfaden Zum DIN-fachbericht 101 Einwirkungen Auf Brucken》所代表的桥梁荷载规范的深入解析，帮助读者建立起全面、系统的桥梁荷载理论知识体系。通过理解荷载的本质、分类、组合以及安全系数的应用，并结合实际的计算分析方法，读者将能够更自信、更精准地进行桥梁结构的设计，从而建造出更安全、更可靠、更经济的桥梁。本书并非为直接阅读 DIN 101 规范的替代品，而是对其中关键概念和应用方法的深入讲解与拓展，旨在提升读者对桥梁荷载及其设计原则的理解深度。

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