厂房坝顶门机大梁应力计算.doc

左副坝、厂房、泄洪闸土建及安装工程 厂房坝顶门机大梁应力计算厂房进水口门机大梁浇筑支撑安全稳定性验算书1. 概况1.1.混凝土浇筑情况厂房坝顶门机大梁共4根，分布高程3076.703079.00m,单根跨度9.9m，宽度1.47m，浇筑方量方量31m3（C25W6F200），混凝土重量2428kg/m3,钢筋7.6t，总重量82.97t，采取在中墩与边墩预埋工字钢，一次性立模现浇完成。1.2.支撑设计拟采用32#工字钢，高度32cm，腿宽13cm，腰厚0.95cm,腿厚1.5cm，内缘半径0.58cm，截面面积67.16cm2。预埋4排间距49cm,单根长度12m，埋入两边墩混凝土内部1m。两边底部采用3mx3m工字钢三角支撑架。查表得工字钢截面模量W=692cm3，回转半径i=12.8cm，惯性距I=11100cm4,按照Q235钢计算查表得抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2，抗剪设计值fv=125 N/mm2，梁的挠度控制为v=L/250，基本风压值0=0.4kN/m2，计算时忽略雪荷载等。2.结构计算（1）恒荷载标准值工字钢自重标准值：X1=52.72kg/m=0.53KN/m。采用组合钢模板（3mm厚）自重参数：X2=0.43KN/m2,工字钢间距0.49m，则钢模板荷载为0.49*0.43KN/m2=0.21KN/m；钢筋自重：X3=7.6t/31m3=0.25t/m3,梁高2.3m，钢筋自重取5.8KN/m2，工字钢间距0.49m，则钢筋荷载为0.49*0.58KN/m2=2.84KN/m；工字钢顶横梁木方自重：X4=0.1KN/m2，工字钢间距0.49m，则木方荷载为0.49*0.1KN/m2=0.05KN/m；门机新浇混凝土（C35W6F200）自重：X5=2428kg/m3=24.28KN/m3,梁高2.3m，混凝土自重取24.28*2.3=55.84KN/m2，工字钢间距0.49m，则新浇混凝土荷载为0.49*55.84KN/m2=27.36KN/m；则恒荷载值为：q=（0.53+0.21+5.8+0.05+27.36）KN/m =33.95 KN/m；（2）活荷载标准值施工人群及振捣力（按照公路桥涵施工技术规范附录D取值）：X6=2.5KN/m2；混凝土冲击力取X7=4.0KN/m2。则活荷载标准值为g=0.49m*（2.5+4）KN/m2=4.46KN/m；（3）荷载组合恒荷载与活荷载的强度与刚度验算，荷载首先作用在板底模上，按照“底模，底模方木，工字钢的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算，按恒荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4计算。则荷载组合q+g=1.2*(X1+X2+X3+X4)+ 1.4*（X5+46）=（1.2*33.95）+（1.4*4.46）=46.98 KN/m2.1强度、刚度验算根据现场施工实际情况，工字钢承受荷载主要由钢筋、模板和工字钢自重，混凝土浇筑产生冲击可变荷载g产生的，为方便计算，自重按照均布荷载，混凝土浇筑产生冲击荷载按照活荷载计算。按3跨简支梁计算，对荷载分布进行最不利布置，最大弯矩取支座最大弯矩；跨度L=3.3m, q=33.95KN/m，g=4.46KN/m,对荷载分布进行最不利布置，最大弯矩取跨中最大弯矩和支座最大弯矩，按照集中荷载进行计算；支座最大弯矩：Mmax=-0.1qL2-0.117gL2=-0.1*33.95*3.32-0.117*4.46*3.32=-42.65KN.m（按一边悬臂一边简支梁计算Mmax为36.90KN.m）。（2）工字钢抗弯强度=M/W=42.65KN.m/692cm3=42.65*106/692*103=61.63N/mm2；fm=205N/mm2，满足要求；（若按两跨悬臂则=Mmax/W=qL2/24=46.98*9.9*9.9/24/692=277.25205N/mm2不满足要求）。（3）工字钢抗剪强度剪应力Q=0.6qL+0.617gL=0.6*33.95*3.3+0.617*4.46*3.3=76.30KN；大部分剪力由腹板承受，且腹板剪力较均匀，剪力可近似按=V/(I/S)d计算，(I/S)为惯性矩与半截面力矩比值，d为腹板厚度，查规范得(I/S)=27.5mm。抗剪强度=V/(I/S)d=76.30/（27.5*9.5）=29.20N/mm2；fV=125N/mm2,满足要求。（4）整体挠度计算工字钢梁容许扰度为L/250=990/250=3.96cm，梁体变形为整体变形，由4片工字钢为一个整体验算：f=2.716*(qL4/100EI)，E=2.62*105，I=11100cm4（2.716为规范三跨梁最大挠度系数）。f=2.716*46.98*9.94/100*2.62*105*11100cm4=0.42cmfm=205N/mm2，不满足要求）