右非1-6坝段拦污栅联系梁配板支撑系统受力计算书
1、概述
根据相关设计图纸,右非1#-6#坝段进水口拦污栅在▽348.0m、▽360.0m、▽372.0m分别设置了垂直流向和顺流方向上的联系梁,分别为横梁、中梁、边梁及人字梁,各联系梁高度均为1.2m,宽度除边梁为0.85m外,其余均为1m,长度分别为3.1m、5.4m、5.7m、6.4m。
按照“右非1#-6#坝段拦污栅联系梁配板、支撑图”设计图纸,联系梁采用四管柱及三角支架做支撑,Ⅰ16工字钢做主梁,[16槽钢做垫梁,方木(10×12cm)作次梁。为保证施工质量和安全,现对各联系梁支撑系统进行受力计算。 2、荷载取值 2.1主要荷载取值
对浇筑砼支撑受力分析,支撑系统受砼的垂直压力,按砼垂直压力计算公式求解出砼初凝前作用在模板上的垂直分布力。
Q横梁=Q边梁= Q中梁= Q人字梁=ɤcH=24KN/m3×1.2m=28.8KN/m2 式中 Q—新浇筑砼对模板的最大垂直压力 ɤc—砼重力密度,取24KN/m2 2.2其它荷载取值
将模板的自重荷载(0.33KN/㎡)、水平模板垂直方向振捣荷载(2KN/㎡)与砼垂直压力进行组合后,恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4,各条梁的底部次梁最大线荷载计算如下:
1 / 13
##
q
横梁
=(28.8+0.33)KN/㎡×1.2×0.575m+2KN/m²×1.4×
0.575m=21.71KN/m
q
边梁
= q
中梁
= q
人字梁
=(28.8+0.33)KN/㎡×1.2×0.75m+2KN/m²×
1.4×0.75m=28.32KN/m
经比较,取q=28.32KN/m作为线荷载标准值,依次对次梁、主梁、垫梁、四管柱和三角支架进行验算。 3、受力计算 3.1材料力学性能
经查阅《施工结构计算方法与设计手册》得,方木(10×12cm)、[16槽钢、Ⅰ16工字钢、B7螺栓等力学性能如表1所示:
表1 方木、槽钢、工字钢、B7螺栓等材料的性能表
2 / 13
3.2次梁
根据设计图纸,次梁均是统一尺寸(200×12×10cm)。现根据荷载取值情况定,取最大线荷载q=28.32KN/m进行受力计算,若符合规范要求,则中梁、横梁、人字梁下的次梁都符合规范要求。 (1)人字梁
次梁是一根两等跨外伸梁,受力简图如图1所示。
图1:人字梁下的次梁受力简图
① 、抗弯承载力计算
经查阅《施工结构计算方法与设计手册》得各支点的剪力大小为: VA=0.375 ql; VC=-0.375 ql;VB左=-0.625ql;VB右=0.625ql 则各点的支座反力为:FA=5.31KN;FC=5.31KN;FB=17.7KN; 由图1受力分析可得:
Mmax=0.125×ql²=0.125×28.32KN/m×0.5×0.5m²=0.885kN.m。 则该处最大弯曲应力为:
σ
max=
M
max
W
=0.885×106/240000=3.69N/mm²<[fm]=[17N/mm²],
符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
3 / 13
0.5=8.85KN,则其对应的最大剪应力值为:
τ
max
=1.5×Vmax÷A=1.5×8850N÷12000mm²=1.106N/mm²<[fv]=
[1.7N/mm²],符合规范要求。 (2)边梁
次梁是一根两等跨外伸梁,受力简图如图2所示。 图2:边梁下的次梁受力简图
① 、抗弯承载力计算
经查阅《施工结构计算方法与设计手册》得各点的剪力大小为: VA=0.375 ql; VC=-0.375 ql;VB左=-0.625ql;VB右=0.625ql 则各点的支座反力为:FA=4.514KN;FC=4.514KN;FB=15.045KN; 由图1受力分析可得:
Mmax=0.125×ql²=0.125×28.32KN/m×0.425×0.425m²=0.639kN.m。
则该处最大弯曲应力为:
σ
max
=
M
max
W
=0.639×106/240000=2.66N/mm²<[fm]=[17N/mm²],
符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
4 / 13
0.425=7.523KN,则其对应的最大剪应力值为:
τ
max
=1.5×Vmax÷A=1.5×7523N÷12000mm²=0.94N/mm²<[fv]=
[1.7N/mm²],符合规范要求。 3.3主梁
主梁是Ⅰ16工字钢,承受次梁传递下来的集中荷载,是由两个可动铰支座支撑的一根单跨外伸梁。人字梁下主梁最长且受次梁传递下来的集中荷载最大,最大为F=17.7KN。计算人字梁下的中间主梁受力情况,若符合规范要求,则所有主梁均符合规范要求。 (1)人字梁 ①、抗弯强度验算
主梁是由两个可动铰支座支撑的一根单跨外伸梁。 人字梁梁下的主梁受力如图3所示
图3:人字梁下的中间主梁受力简图
由受力图可以列出方程式,求出A、B两点的支座反力:
FA+ FB=11F;对B点取距:则有FA×3400+F×1500+ F×860+ F×220= F×4900+F×4260+ F×3620+F×2980+F×2340+ F×1700+ F×1060+F
5 / 13
×420 解得:FA=FB=
112
F=97.35KN
通过查《施工结构计算方法与设计手册》得最大值弯矩值为: Mmax=
5FL8
(1-
4aL
22
)
=
5⨯17.7⨯3.4
8
⨯(1-
4⨯1.53.4
2
2
)
=8.313KN.m。
则该处的最大弯曲应力为: σ
max
=
M
max
W
=8.313×106÷141×103=58.96N/mm²<[fm]=[215N/mm²],
符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
由图3可知,主梁在A、B两点剪力最大,剪力VA右=VB左= FA-VA左=FB-VB
右
=(97.35-17.7×3)=44.25KN。
max
则最大剪应力为τ=
SxVmax
Ix.d
=(81.88mm3×1000×44.25KN×1000)
÷(1130mm4×10000×6mm)=53.44N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③ 、挠度验算
查《施工结构计算方法与设计手册》,得此梁最大挠度值为ω=
L40011FL
3
384EI
5-24
aL
22
)
=
11⨯17.7⨯10384⨯2.06⨯10
5
3
⨯3400
3
4
⨯1130⨯10
5-
24⨯15003400
2
2
)
=2.79mm<
=
3400400
=8.5mm
,符合规范要求。
3.4垫梁
垫梁是[16的槽钢,垫梁长度除边梁下为1m,其余均为1.3m。荷载主要来自主梁传递下来的集中荷载,底部是采用四管柱或带有B7
6 / 13
螺栓的三角支架支撑。垫梁是一根单跨外伸梁。计算人字梁下的垫梁受力情况,若符合规范要求,则横梁和中梁下的垫梁受力情况也符合规范要求。 (1)人字梁
垫梁受主梁传递下来的集中荷载分别为F1=29.205KN,F2=97.35KN,是一根由两个可动铰支座支撑的单跨外伸梁。
受力情况如图4所示。
图4:人字梁下的一根垫梁受力简图
①、抗弯强度验算
由上受力图可求出A、B两点支座反力FA、FB,根据静力学知识,列出下列方程:
FA+ FB=2F1+F2;FA×560+ F1×240= F1×800+ F2×560. FA=FB=0.5(2F1+F2)=77.88KN
通过受力图可以看出最大值弯矩值在主梁中点位置
Mmax=FA×0.28-F1×0.52=9.22KN.m 则该处的最大弯曲应力为:
σ
max
=
M
max
W
=9.22×106÷141×103=65.39N/mm²<[fm]=[215N/mm
²],符合规范要求。 ②、抗剪强度验算
7 / 13
由图可知,主梁在A、B两点剪力最大,剪力VA右=VB左= FA-VA左=FB-VB
右
=77.88-29.205=48.675KN。
max
则最大剪应力为τ=
SxVmax
Ix.d
=(54.1mm3×1000×48.675KN×1000)
÷(935mm4×10000×8.5mm)=33.14N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③、挠度验算
查《施工结构计算方法与设计手册》,得此梁最大挠度值为ω=
PL
3
48EI
=
97.35⨯1048⨯2.06⨯10
35
⨯560
3
4
⨯934⨯10
=0.18mm<
L400
=
560400
=1.4mm
,符合规范要
求。 (2)边梁
垫梁受主梁传递下来的集中荷载分别为F1=24.827KN,F2=82.747KN,垫梁是一根由两个可动铰支座支撑的单跨外伸梁。
受力情况如图5所示。
图5:边梁下的一根垫梁受力简图
①、抗弯强度验算
由上受力图可求出A、B两点支座反力FA、FB,根据静力学知识,列出下列方程:
FA+ FB=2F1+F2;FA×480+ F1×210= F1×690+ F2×240.
8 / 13
FA=FB=0.5(2F1+F2)=66.2KN
通过受力图可以看出最大值弯矩值在主梁两支座点位置, Mmax= F1×0.21=5.214KN.m 则该处的最大弯曲应力为: σ
max
=
M
max
W
=5.214×106÷141×103=36.34N/mm²<[fm]=[215N/mm²],
符合规范要求。 ②、抗剪强度验算
由图可知,主梁在A、B两点剪力最大,剪力VA右=VB左= FA-VA左=FB-VB
右
=66.2-24.827=41.373KN。
max
则最大剪应力为τ=
SxVmax
Ix.d
=(54.1mm3×1000×41.373KN×1000)
÷(935mm4×10000×8.5mm)=28.16N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③ 、挠度验算
查《施工结构计算方法与设计手册》得,此梁最大挠度值为ω=
PL
3
48EI
=
82.746⨯1048⨯2.06⨯10
5
3
⨯480
3
4
⨯934⨯10
=0.1mm<
L400
=
480400
=1.2mm
,符合规范要
求。
3.5三角支架、B7螺栓、四管柱的受力计算 (1)三角支架的受力计算
在▽358.8-▽360.0m高程段中梁支撑一端采用了三角支架,三角支架用一个B7螺栓固定在墙上,主要承受上面垫梁传递下来的集中荷载,通过计算可得,可将三个集中荷载看作为F1=F2=F3=23.6KN三个集
9 / 13
中荷载作用在三角支架上面,三角支架是16的槽钢。经分析,三角支架、B7螺栓受力简图如图6所示:
图6:中梁下的三角支架受力简图
三角支架内力计算:将BC杆方向作为X轴,CF杆方向作为Y轴,受力图中正为受拉,负为受压。假设CF杆与CB杆均受拉。
根据力矩方程可得:NBA=25.96×
3.26.76.57.3
3.56.70.87.3
=13.56KN;NCD1=25.96×=23.43KN;NCE=25.96×
=12.4KN;NCD2=25.96×+25.96×
1.57.3
5.87.3
+25.96×
=28.45KN。
则可得:NCD=NCD1+NCD2=35.83KN,NCE= NCEx=28.45×sin50°=21.79KN。 取节点C点分析:
在X轴方向:NCD.sin50°+ NCE +NCB=0 在Y轴方向:NCD.cos50°=NCF;
得:NCF=23.03KN, NCB=-49.24KN(为负说明与假设方向相反,此杆受压)
10 / 13
① 、DE杆抗弯强度验算
由受力分析可得, DE杆受力最大,最大弯矩位置距D点650mm位置处,则Wmax=35.83×0.65-25.96×0.5=10.31KN.m。 则该处最大弯曲应力:σ
max
=
M
max
W
=10.31×106÷116800=88.27 N/mm²
<[fm]=[215N/mm²],符合规范要求。 ② 、DE杆抗抗剪强度验算
由图6受力分析可得出:杆件DH在D点所受剪力最大即VD=35.83-23.6=12.23KN,则相应剪应力τ
max
右
=
SxVmax
Ix.d
=54.1×1000×
12.23×1000)÷(935×10000×8.5)=8.33N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③ 、立杆稳定性验算
[16槽钢回转半径i=61mm,截面积为A=2160mm²,由图6可知,斜腹杆CB轴向受压最大,压力Nmax=49.24KN。 长细比:λ==1000÷61=16.4,查建筑施工手册得,φ=
i
(1+
L1
λ
80
=0.69
)
2
则fmax=
Nφ A
=49.24×103÷(0.69×2160)= 33.04N/mm²<[125N/mm
²],符合规范要求。
CF杆件轴向受拉,轴向拉力为Nmax=23.03KN,则σ
max=
NA
=23.03×
103÷2160=10.66N/mm²<[215N/mm²],符合规范要求。 (2)B7螺栓的受力计算
由受力图6可以看出,三角支架是采用B7螺栓固定,即单个B7
螺栓承受垫梁传递下来的集中荷载F=23.6×3=77.88KN,现对B7螺栓进行验算。
查《建筑施工手册》得:B7螺栓的净截面积A=560.6mm²。 ①、抗弯强度验算:
Wmax=(25.96×0.32+25.96×0.82+25.96×1.32)÷
1.45=44.04KN.m σ
max
=
M
max
W
=44.04×106÷141×103=312.34N/mm²<[fm]=[940N/mm²],
满足规范要求,符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
由图6受力分析可知,单个B7螺栓受承受压力为77.88KN,故 B7螺栓的剪力最大值为Vmax=77.88KN,则最大剪应力σ=
4v3A
=4×77.88×
103÷(3×560.6)=185.23N/mm2<[fm]=[470N/mm²]。 (3)四管柱的受力计算
四管柱长度是10.25m,两端钢板480×480mm,中间有斜缀Φ16,管柱为1.5英寸钢管。取最大轴向压力N=77.88KN进行验算,若符合规范要求,则所有四管柱均符合规范要求。查《施工结构计算方法与设计手册》得,i=0.289h=138.72mm ①、四管柱长细比计算
λ=
L0i
=10250÷138.72=73.889≈74
②、四管柱整体稳定性验算
通过查《施工结构计算方法与设计手册》得,当λ==74时,轴向
压杆的稳定系数φ=0.74。 则杆件受压的强度为fmax=
Nφ A
=77.88×103÷(0.74×4×πr2)=
45.678N/mm²<[f]=[125N/mm²],符合规范要求。 4、结论
经以上受力计算得得,右非1#-6#坝段联系梁支撑系统中,次梁(10×12cm、主梁(Ⅰ16工字钢)、垫梁([16槽钢)、四管柱、B7螺栓的抗弯、抗剪强度均符合规范要求;主梁(Ⅰ16工字钢)、垫梁([16槽钢)的挠度也均符合规范要求。
故可得右非1#-6#坝段联系梁支撑系统所有支撑构件是安全可靠
的。
右非1-6坝段拦污栅联系梁配板支撑系统受力计算书
1、概述
根据相关设计图纸,右非1#-6#坝段进水口拦污栅在▽348.0m、▽360.0m、▽372.0m分别设置了垂直流向和顺流方向上的联系梁,分别为横梁、中梁、边梁及人字梁,各联系梁高度均为1.2m,宽度除边梁为0.85m外,其余均为1m,长度分别为3.1m、5.4m、5.7m、6.4m。
按照“右非1#-6#坝段拦污栅联系梁配板、支撑图”设计图纸,联系梁采用四管柱及三角支架做支撑,Ⅰ16工字钢做主梁,[16槽钢做垫梁,方木(10×12cm)作次梁。为保证施工质量和安全,现对各联系梁支撑系统进行受力计算。 2、荷载取值 2.1主要荷载取值
对浇筑砼支撑受力分析,支撑系统受砼的垂直压力,按砼垂直压力计算公式求解出砼初凝前作用在模板上的垂直分布力。
Q横梁=Q边梁= Q中梁= Q人字梁=ɤcH=24KN/m3×1.2m=28.8KN/m2 式中 Q—新浇筑砼对模板的最大垂直压力 ɤc—砼重力密度,取24KN/m2 2.2其它荷载取值
将模板的自重荷载(0.33KN/㎡)、水平模板垂直方向振捣荷载(2KN/㎡)与砼垂直压力进行组合后,恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4,各条梁的底部次梁最大线荷载计算如下:
1 / 13
##
q
横梁
=(28.8+0.33)KN/㎡×1.2×0.575m+2KN/m²×1.4×
0.575m=21.71KN/m
q
边梁
= q
中梁
= q
人字梁
=(28.8+0.33)KN/㎡×1.2×0.75m+2KN/m²×
1.4×0.75m=28.32KN/m
经比较,取q=28.32KN/m作为线荷载标准值,依次对次梁、主梁、垫梁、四管柱和三角支架进行验算。 3、受力计算 3.1材料力学性能
经查阅《施工结构计算方法与设计手册》得,方木(10×12cm)、[16槽钢、Ⅰ16工字钢、B7螺栓等力学性能如表1所示:
表1 方木、槽钢、工字钢、B7螺栓等材料的性能表
2 / 13
3.2次梁
根据设计图纸,次梁均是统一尺寸(200×12×10cm)。现根据荷载取值情况定,取最大线荷载q=28.32KN/m进行受力计算,若符合规范要求,则中梁、横梁、人字梁下的次梁都符合规范要求。 (1)人字梁
次梁是一根两等跨外伸梁,受力简图如图1所示。
图1:人字梁下的次梁受力简图
① 、抗弯承载力计算
经查阅《施工结构计算方法与设计手册》得各支点的剪力大小为: VA=0.375 ql; VC=-0.375 ql;VB左=-0.625ql;VB右=0.625ql 则各点的支座反力为:FA=5.31KN;FC=5.31KN;FB=17.7KN; 由图1受力分析可得:
Mmax=0.125×ql²=0.125×28.32KN/m×0.5×0.5m²=0.885kN.m。 则该处最大弯曲应力为:
σ
max=
M
max
W
=0.885×106/240000=3.69N/mm²<[fm]=[17N/mm²],
符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
3 / 13
0.5=8.85KN,则其对应的最大剪应力值为:
τ
max
=1.5×Vmax÷A=1.5×8850N÷12000mm²=1.106N/mm²<[fv]=
[1.7N/mm²],符合规范要求。 (2)边梁
次梁是一根两等跨外伸梁,受力简图如图2所示。 图2:边梁下的次梁受力简图
① 、抗弯承载力计算
经查阅《施工结构计算方法与设计手册》得各点的剪力大小为: VA=0.375 ql; VC=-0.375 ql;VB左=-0.625ql;VB右=0.625ql 则各点的支座反力为:FA=4.514KN;FC=4.514KN;FB=15.045KN; 由图1受力分析可得:
Mmax=0.125×ql²=0.125×28.32KN/m×0.425×0.425m²=0.639kN.m。
则该处最大弯曲应力为:
σ
max
=
M
max
W
=0.639×106/240000=2.66N/mm²<[fm]=[17N/mm²],
符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
4 / 13
0.425=7.523KN,则其对应的最大剪应力值为:
τ
max
=1.5×Vmax÷A=1.5×7523N÷12000mm²=0.94N/mm²<[fv]=
[1.7N/mm²],符合规范要求。 3.3主梁
主梁是Ⅰ16工字钢,承受次梁传递下来的集中荷载,是由两个可动铰支座支撑的一根单跨外伸梁。人字梁下主梁最长且受次梁传递下来的集中荷载最大,最大为F=17.7KN。计算人字梁下的中间主梁受力情况,若符合规范要求,则所有主梁均符合规范要求。 (1)人字梁 ①、抗弯强度验算
主梁是由两个可动铰支座支撑的一根单跨外伸梁。 人字梁梁下的主梁受力如图3所示
图3:人字梁下的中间主梁受力简图
由受力图可以列出方程式,求出A、B两点的支座反力:
FA+ FB=11F;对B点取距:则有FA×3400+F×1500+ F×860+ F×220= F×4900+F×4260+ F×3620+F×2980+F×2340+ F×1700+ F×1060+F
5 / 13
×420 解得:FA=FB=
112
F=97.35KN
通过查《施工结构计算方法与设计手册》得最大值弯矩值为: Mmax=
5FL8
(1-
4aL
22
)
=
5⨯17.7⨯3.4
8
⨯(1-
4⨯1.53.4
2
2
)
=8.313KN.m。
则该处的最大弯曲应力为: σ
max
=
M
max
W
=8.313×106÷141×103=58.96N/mm²<[fm]=[215N/mm²],
符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
由图3可知,主梁在A、B两点剪力最大,剪力VA右=VB左= FA-VA左=FB-VB
右
=(97.35-17.7×3)=44.25KN。
max
则最大剪应力为τ=
SxVmax
Ix.d
=(81.88mm3×1000×44.25KN×1000)
÷(1130mm4×10000×6mm)=53.44N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③ 、挠度验算
查《施工结构计算方法与设计手册》,得此梁最大挠度值为ω=
L40011FL
3
384EI
5-24
aL
22
)
=
11⨯17.7⨯10384⨯2.06⨯10
5
3
⨯3400
3
4
⨯1130⨯10
5-
24⨯15003400
2
2
)
=2.79mm<
=
3400400
=8.5mm
,符合规范要求。
3.4垫梁
垫梁是[16的槽钢,垫梁长度除边梁下为1m,其余均为1.3m。荷载主要来自主梁传递下来的集中荷载,底部是采用四管柱或带有B7
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螺栓的三角支架支撑。垫梁是一根单跨外伸梁。计算人字梁下的垫梁受力情况,若符合规范要求,则横梁和中梁下的垫梁受力情况也符合规范要求。 (1)人字梁
垫梁受主梁传递下来的集中荷载分别为F1=29.205KN,F2=97.35KN,是一根由两个可动铰支座支撑的单跨外伸梁。
受力情况如图4所示。
图4:人字梁下的一根垫梁受力简图
①、抗弯强度验算
由上受力图可求出A、B两点支座反力FA、FB,根据静力学知识,列出下列方程:
FA+ FB=2F1+F2;FA×560+ F1×240= F1×800+ F2×560. FA=FB=0.5(2F1+F2)=77.88KN
通过受力图可以看出最大值弯矩值在主梁中点位置
Mmax=FA×0.28-F1×0.52=9.22KN.m 则该处的最大弯曲应力为:
σ
max
=
M
max
W
=9.22×106÷141×103=65.39N/mm²<[fm]=[215N/mm
²],符合规范要求。 ②、抗剪强度验算
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由图可知,主梁在A、B两点剪力最大,剪力VA右=VB左= FA-VA左=FB-VB
右
=77.88-29.205=48.675KN。
max
则最大剪应力为τ=
SxVmax
Ix.d
=(54.1mm3×1000×48.675KN×1000)
÷(935mm4×10000×8.5mm)=33.14N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③、挠度验算
查《施工结构计算方法与设计手册》,得此梁最大挠度值为ω=
PL
3
48EI
=
97.35⨯1048⨯2.06⨯10
35
⨯560
3
4
⨯934⨯10
=0.18mm<
L400
=
560400
=1.4mm
,符合规范要
求。 (2)边梁
垫梁受主梁传递下来的集中荷载分别为F1=24.827KN,F2=82.747KN,垫梁是一根由两个可动铰支座支撑的单跨外伸梁。
受力情况如图5所示。
图5:边梁下的一根垫梁受力简图
①、抗弯强度验算
由上受力图可求出A、B两点支座反力FA、FB,根据静力学知识,列出下列方程:
FA+ FB=2F1+F2;FA×480+ F1×210= F1×690+ F2×240.
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FA=FB=0.5(2F1+F2)=66.2KN
通过受力图可以看出最大值弯矩值在主梁两支座点位置, Mmax= F1×0.21=5.214KN.m 则该处的最大弯曲应力为: σ
max
=
M
max
W
=5.214×106÷141×103=36.34N/mm²<[fm]=[215N/mm²],
符合规范要求。 ②、抗剪强度验算
由图可知,主梁在A、B两点剪力最大,剪力VA右=VB左= FA-VA左=FB-VB
右
=66.2-24.827=41.373KN。
max
则最大剪应力为τ=
SxVmax
Ix.d
=(54.1mm3×1000×41.373KN×1000)
÷(935mm4×10000×8.5mm)=28.16N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③ 、挠度验算
查《施工结构计算方法与设计手册》得,此梁最大挠度值为ω=
PL
3
48EI
=
82.746⨯1048⨯2.06⨯10
5
3
⨯480
3
4
⨯934⨯10
=0.1mm<
L400
=
480400
=1.2mm
,符合规范要
求。
3.5三角支架、B7螺栓、四管柱的受力计算 (1)三角支架的受力计算
在▽358.8-▽360.0m高程段中梁支撑一端采用了三角支架,三角支架用一个B7螺栓固定在墙上,主要承受上面垫梁传递下来的集中荷载,通过计算可得,可将三个集中荷载看作为F1=F2=F3=23.6KN三个集
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中荷载作用在三角支架上面,三角支架是16的槽钢。经分析,三角支架、B7螺栓受力简图如图6所示:
图6:中梁下的三角支架受力简图
三角支架内力计算:将BC杆方向作为X轴,CF杆方向作为Y轴,受力图中正为受拉,负为受压。假设CF杆与CB杆均受拉。
根据力矩方程可得:NBA=25.96×
3.26.76.57.3
3.56.70.87.3
=13.56KN;NCD1=25.96×=23.43KN;NCE=25.96×
=12.4KN;NCD2=25.96×+25.96×
1.57.3
5.87.3
+25.96×
=28.45KN。
则可得:NCD=NCD1+NCD2=35.83KN,NCE= NCEx=28.45×sin50°=21.79KN。 取节点C点分析:
在X轴方向:NCD.sin50°+ NCE +NCB=0 在Y轴方向:NCD.cos50°=NCF;
得:NCF=23.03KN, NCB=-49.24KN(为负说明与假设方向相反,此杆受压)
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① 、DE杆抗弯强度验算
由受力分析可得, DE杆受力最大,最大弯矩位置距D点650mm位置处,则Wmax=35.83×0.65-25.96×0.5=10.31KN.m。 则该处最大弯曲应力:σ
max
=
M
max
W
=10.31×106÷116800=88.27 N/mm²
<[fm]=[215N/mm²],符合规范要求。 ② 、DE杆抗抗剪强度验算
由图6受力分析可得出:杆件DH在D点所受剪力最大即VD=35.83-23.6=12.23KN,则相应剪应力τ
max
右
=
SxVmax
Ix.d
=54.1×1000×
12.23×1000)÷(935×10000×8.5)=8.33N/mm²<[fv]=[125N/mm²],符合规范要求。 ③ 、立杆稳定性验算
[16槽钢回转半径i=61mm,截面积为A=2160mm²,由图6可知,斜腹杆CB轴向受压最大,压力Nmax=49.24KN。 长细比:λ==1000÷61=16.4,查建筑施工手册得,φ=
i
(1+
L1
λ
80
=0.69
)
2
则fmax=
Nφ A
=49.24×103÷(0.69×2160)= 33.04N/mm²<[125N/mm
²],符合规范要求。
CF杆件轴向受拉,轴向拉力为Nmax=23.03KN,则σ
max=
NA
=23.03×
103÷2160=10.66N/mm²<[215N/mm²],符合规范要求。 (2)B7螺栓的受力计算
由受力图6可以看出,三角支架是采用B7螺栓固定,即单个B7
螺栓承受垫梁传递下来的集中荷载F=23.6×3=77.88KN,现对B7螺栓进行验算。
查《建筑施工手册》得:B7螺栓的净截面积A=560.6mm²。 ①、抗弯强度验算:
Wmax=(25.96×0.32+25.96×0.82+25.96×1.32)÷
1.45=44.04KN.m σ
max
=
M
max
W
=44.04×106÷141×103=312.34N/mm²<[fm]=[940N/mm²],
满足规范要求,符合规范要求。 ② 、抗剪强度验算
由图6受力分析可知,单个B7螺栓受承受压力为77.88KN,故 B7螺栓的剪力最大值为Vmax=77.88KN,则最大剪应力σ=
4v3A
=4×77.88×
103÷(3×560.6)=185.23N/mm2<[fm]=[470N/mm²]。 (3)四管柱的受力计算
四管柱长度是10.25m,两端钢板480×480mm,中间有斜缀Φ16,管柱为1.5英寸钢管。取最大轴向压力N=77.88KN进行验算,若符合规范要求,则所有四管柱均符合规范要求。查《施工结构计算方法与设计手册》得,i=0.289h=138.72mm ①、四管柱长细比计算
λ=
L0i
=10250÷138.72=73.889≈74
②、四管柱整体稳定性验算
通过查《施工结构计算方法与设计手册》得,当λ==74时,轴向
压杆的稳定系数φ=0.74。 则杆件受压的强度为fmax=
Nφ A
=77.88×103÷(0.74×4×πr2)=
45.678N/mm²<[f]=[125N/mm²],符合规范要求。 4、结论
经以上受力计算得得,右非1#-6#坝段联系梁支撑系统中,次梁(10×12cm、主梁(Ⅰ16工字钢)、垫梁([16槽钢)、四管柱、B7螺栓的抗弯、抗剪强度均符合规范要求;主梁(Ⅰ16工字钢)、垫梁([16槽钢)的挠度也均符合规范要求。
故可得右非1#-6#坝段联系梁支撑系统所有支撑构件是安全可靠
的。