2022年工程知识之动荷载总结 .pdf

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1、一、动荷载与静荷载的区别1、概念（1） 、动荷载：荷载在在作用过程中随时间快速变化其本身不稳定（包括大小、方向等）在荷载的作用下， 结构内各个质点具有不可忽视的加速度，在动荷载作用下，若结构的动应力不超过比列极限，胡克定律任然适用。（2） 、静荷载： 作用在结构上的荷载是从零开始缓慢增加，在加载过程中，结构内各质点的加速度很小，可以忽略不计，应力不超过比列极限，胡克定律任然适用。2、两者的主要区别（1） 、受载体内部各质点的加速度方面：静荷载： 受载体内各质点加速度非常小可以忽略，那么可以理解为此加速度的大小几乎为零，而方向是几乎保持不变的。动荷载：使受载体内各个质点具有不可忽视的加速度。（2

2、） 、荷载自身的加速度方面：静荷载：随时间的变化，其自身加速度大小几乎为零，方向几乎不变。例如：恒载( 如自重 )和加载变化缓慢以至可以略去惯性力作用的准静载( 如锅炉压力 ) 。动荷载： 随时间的变化， 其自身的加速度不可忽略，此加速度的变化可以表现在如下三个方面： 加速度大小变化，方向不变，即荷载的大小变化，方向不变； 加速度大小不变，方向变化，即荷载的大小不变，方向变化； 加速度大小变化，方向也变化，即荷载大小方向都在变化。例如：短时间快速作用的冲击载荷( 如空气锤 ) 、随时间作周期性变化的周期载荷( 如空气压缩机曲轴 )和非周期变化的随机载荷如汽车发动机曲轴) 。（3） 、从应力应变

3、的性质分析：静荷载：在比例极限内，应力等于应变乘以弹性模量。动荷载： 在比例极限内， 应力等于应变乘以弹性模量再乘以动力系数（动力系数有动静法可求得）。二、动荷载的分类1、据照动荷载的作用特点可分为三类荷载：（1） 、单一的、大脉冲的动荷载，如爆破、爆炸所产生的荷载，其特点为只有一个脉冲作用且作用持续时间很短，振幅在短时间内衰减为零；（2） 、多次重复的微幅振动的动荷载（也可称为疲劳荷载），如列车荷载的振动作用。其特点为以一定振幅和周期往复循环的特点；（3） 、有限次数的、无规律的振动的动荷载，如地震引起的振动作用。2、根据动荷载随时间变化的规律常分为：精品资料 - - - 欢迎下载 - -

4、- - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - （1） 、周期荷载 简谐荷载最简单，最重要，其变化规律可用正弦或余弦函数表示。一般有旋转的设备（如水轮机、电动机、电机等）在运转时都会生这种荷载。如图1-1 所示：（图 1-1 ） 非简谐荷载凡有曲柄连杆的机器（如活塞式压缩机、柴油机、锯机等）在运转时都会产生这种荷载。如图 1-2 所示：图 1-2 （2） 、非周期荷载 冲击荷载这类荷载作用时间很短，荷载值急剧减小 （或增大）， 如爆炸荷载属于这类。如图 1-3 所示：图 1-3 突加荷

5、载以某一恒值突然施加于结构上并保持不变。锻锤和打桩机所产生的荷载，在结构上突然施加（或卸除）重物，吊车制动力对厂房的作用等。如图1-4 所示：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 图 1-4 （3） 、随机荷载在将来任一时刻的数值无法事先确定。不能用数学式定义， 但不能理解为无规律、 杂乱无章；应采用概率论和数理统计的方法，从统计方面来进行定义。地震荷载和风荷载是其典型例子。图 1-5 为地震时记录到的地震加速度：图 1-5 精品资料

6、- - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 三、动荷载对路面破坏的形式1、裂缝定义：早期病害的主要表现形式裂缝的分类：（1） 、横向裂缝导致原因：是车辆严重超载行驶、应力集中、基层温缩或干缩造成的。（2） 、纵向裂缝导致原因：路基压实度不够、温度的骤变、施工裂缝开裂。（3） 、滑移裂缝定义：路面面层的滑移裂缝出现在诸如交叉口、急弯道处和经常刹车处, 这是由于层间滑动和黏结不良引起的。如果范围较大, 其原因就可能是黏层油不多, 或面层使用了软质石料, 石

7、料压碎后造成黏结不良并增加滑移。其呈现的形式大部分为U型。导致原因：沥青混凝土路面面层与基层之间的粘结不是很牢靠； 车辆加速、刹车这种能给路面带来较大水平作用力的行为。（4） 、龟状裂缝（5） 、网状裂缝定义：网裂是指缝宽1 毫米以上或缝距40 厘米以下 , 面积在 1 平方米以上的网状裂缝。导致原因：裂缝纵向裂缝滑移裂缝龟状裂缝网状裂缝动荷载对路面破坏的形式车辙坑槽壅包麻面松散表面坑槽表面层和中面层同时产生坑槽以及局部表面产生网裂和形变叩浆、网裂、坑槽搓板啃边横向裂缝精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

8、 - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 在大交通量大荷载车辆的重复作用下，沥青路面结构承受能力降低产生疲劳破坏；由于沥青混凝土面层之间的粘结力太小使得他们之间不能作为一个整体共同去承受作用力，在加上车辆作用使得底层的拉应力增大从而使得路面疲劳而开裂；沥青混凝土面层混和材料存在质量缺陷，在水和高温下就会出现扣浆和龟裂等剪切破坏现象。2、车辙定义：车辙是行车道上轮迹带上产生的永久变形,由轮迹的凹陷及两侧的隆起组成。（1） 、车辆动荷载对沥青路面破坏作用的研究、车辙的危害车辙的出现严重影响了路面的使用寿命和服务质量,也给道路使用者造成了诸多安全隐患：影响路面的平整度,

9、降低了行车的舒适性；轮迹处的沥青层厚度变薄,削弱了沥青层及路面结构的整体强度,从而易于诱发各种病害,如网裂、水损坏等；雨天路表排水不畅,降低了路面的抗滑能力,甚至会由于车辙集水而导致车辆漂滑冬天车辙内存积水 ,凝结成冰 ,路面抗滑能力下降,影响高速行车的安全；车辆在超车或更换方向时容易失去控制,影响车辆操纵的稳定性。3、麻面定义：沥青混凝土表面局部缺浆、粗糙或有许多小凹坑。4、搓板定义：是具有规律的凹陷。5、坑槽定义：路面坑槽指的是在行车作用下，路面骨料局部脱落而产生的坑洼。导致原因：（1） 、轻微病害没有得到及时处理，造成局部发生网裂，松散，在交通荷载、雨水等作用下形成坑槽；（2） 、车辆滴

10、油漏油侵蚀沥青路面，使沥青混合料离析，沥青膜剥落，造成路面局部松散，进而出现坑槽。坑槽的分类：（1） 、表面坑槽： 一般是降雨过程中雨水会进入并滞留在表面层沥青混凝土的空隙中。在大量快速行车的动荷载作用下,一次一次产生的动水压力空隙水压力使沥青从碎石表面剥落下来,局部沥青混凝土变得松散,碎石被车轮甩出,路面产生坑槽,无论表面层沥青混凝土是密实式的还是半开式的,都会产生这类表面层的坑槽。（2） 、表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变：降水过程中,如自由水渗入并滞留在表面层和中间层内,在大量的行车动荷载荷下致使此两层内沥青混凝土中部分碎石上的沥青剥落,导致表面产生网裂、形变下陷和向

11、外侧推挤,或产生坑陷。（3） 、叩浆、网裂、坑槽：如果水透过沥青面层两层式或三层式滞留在半刚性基层顶面,在大量行车动荷载作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料,形成灰白色浆,灰浆被行车压叩到路表面。在灰浆数量大的情况下,可能立即产生坑槽，在数量小的情况下,可使路面网裂或变形。6、松散定义：路面松散指的是由于结合料粘性降低或消失，路面在行车作用下集料从表面脱落的现象。7、壅包定义： 壅包指沥青面层因受行车推挤而形成局部隆起的现象。导致原因：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5

12、页，共 7 页 - - - - - - - - - - （1） 、沥青面层中沥青含量过多、粘度和软化点偏低，矿料级配不良，细料偏多，致使面层材料自身的高温抗剪强度不足，在行车作用下产生壅包；（2） 、基层局部含水量过大，水分滞留于基层，或基层浮土过多，或透层沥青洒布不合要求等原因， 影响面层和基层之间的结合，在行车水平力的作用下，使路面产生推移而形成局部不规则隆起的变形；（3） 、由于基层局部强度不足或水稳性不好，使基层松软在行车作用下，形成局部壅包。8、啃边定义： 由于雨水的侵蚀和车辆行驶时对路面边缘的啃蚀作用，使原路损坏， 这种破坏现象叫啃边。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -