利用SMSolver软件进行桁架验算

1、利用SM Solver软件进行桁架验 算作者: 日期:利用SM Solver软件进行桁架验算谭杰张时宾(中交四航局第二工程有限公司，广东广州510300)摘要：在大型水工构筑物模板设计中经常会遇到桁架计算的问题，本文以惠来 电厂墩台底层三脚架计算为例，介绍了结构力学计算软件SM Solver进行简单桁 架讣算的使用方法，对以后施工中模板设计简化计算量，提高计算精度有一定的 帮助。关键词：桁架受力讣算SM Solver1、引言广东惠来电厂10万吨码头扩建工程沉箱上部为现浇墩台，长26.975m,宽 14.5m,高6.8m,底标高为+1.7 m,顶标高为+8.5m。墩台设计为箱式结构,前 沿设讣悬

2、飘1.75m。根据墩台的复杂情况，将混凝土浇注分多次进行浇注，笫一次在悬臂三脚架、底模和侧模安装好后，先整体浇注到标高为+2.7m,形成一个整体平台。待下层混凝土达到要求的强度后，再安装内外侧模板等，浇注第二、三层墙身。墩台底层三脚架釆用M24螺栓与沉箱预留圆台螺母相连，M24螺栓间距为45cm,墩台前沿共有30个螺栓，螺栓同时承受拉力和剪力。A-A作者简介：谭杰(1985. 10-),男，湖北荆州人，助理工程师，从事港航施工管 理.2、受力分析墩台模板三角桁架上承受的重量主要有泵送混凝土出料口冲击力、操作人员 荷载、工具荷载、模板荷载、栓自重、振捣荷载组成。1、泵送混凝土出料口冲击力：Ftm

3、ax=Q( Q/b2+2 )x 10=0.015x(0.015/0.152+2)x 10=0.5KN2、操作人员荷载有：每人按800KN计算，共有15人F2=800x15=12KN3、工具荷载：每一操作人员机具按300KN计算；F3=300x15=4.5KN4、模板荷载，按5T考虑F4=5000x9.8=49KN5、三角架自重，按5T考虑Fs=5000x9.8=49KN6、栓自重：考虑沉箱安装因素，按悬臂2m计算，浇筑lm高；F6=24.5x2.0x 14.5x1.0=7 10.5KN7、栓振捣力：F7=2x2x0.45=1.8KN按最不力荷载考虑，则单片三角架受力为：作用在节点三的集中力:F

4、 二 Ftmax+F7+(F2+F3+F4+F5)/30=6.11KN作用在杆1和杆2上的均布荷载为F均=710.5一 14.52x0.45= 11.42KN/m3、SM Solver软件原始数据录入结构力学求解器(Stnictural Mechanics Solver,简称SM Solver)是一个面向 工程技术人员的计算机辅助分析计算软件，其求解内容包括了二维平面结构(体 系)的儿何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、 极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精 确解答。输入命令基本上按照“命令”菜单中子菜单顺序或工具栏上相应按钮的顺序

5、即可。以下是简单的讣算求解步骤:SM Solver软件符号约定如下：1. 整体坐标为(x,y),转角或弯矩以x向y转为正；2. 局部坐标的f从单元的端点1指向端点2,十坐标从疋坐标按右手准 则转90度获得；3. 所有与位移有关的量均按整体坐标(x,>，)输入和给出；4. 结点荷载方向按整体坐标定义，与整体坐标同向为正；5. 单元荷载方向按局部坐标定义，其正方向为局部坐标的反方向；6. 弯矩图画在杆件受拉纤维一边，将局部坐标/<0 一侧的弯矩图标为正 号；7. 剪力以绕微段隔离体顺时针转者为正，正剪力画在局部坐标/>0 一侧;8. 轴力以受拉为正，正轴力画在局部坐标/>0

6、 一侧，且用红色表示受拉, 蓝色表示受压；9. 角度单位为蘆：°.10所有单位山用户事先统一，比如：所有长度单位取为米，力的单位取为千 牛等；将待求解三脚架各个参数及荷载按照格式、符号要求输入编辑器如下：编辑誥-SM Solver - C:USERSTANJDOCU.La L回丨 却J 文件(F)编辑(E)童看CV)命令(C)求解 ®Q(W)帮助(H)l-kh箔总 5,-0.847, -0.792 箔点,6,7 554,-0.424 藝点,7。-052 里元,3, 2,1,1, 0,1,1,0 近 2,1, 1,1, 0,1, 1,0 雲元,4, 5,1,1, 0,1.1,

7、0 里元,56 X I3 乞 1,1,0 更元,6, 3舁,1,0,1,1,07,4, 1,1,1,1, 1,07,1,1,1,1,11,02, 5, 1,1, 0,1, 1,026 1,1。1,1,0 B 7,1,1,0,1.1,0玄承,7, 2,90,0,0 逗兄玄星越4 9°卫 适点迥軌3,1,0.11,-90 里元迥瓠 2、3,11.42,0,1,90 单耳児就 1, 3, 11-42,0. 25,1,90 尺寸线，ls 0. 05, 0.05,12, 0. 7,0. 5,-2. 366,0. 3, 1. 519,-0.创 尺寸线，J 0. 05, 0.05,12,0. 7,

8、0. 5, 0. 3, 0.0. 52,0. 3厂0 52, C 尺寸线，J 0. 05, 0.05,12, 1. 0,0. 5,-2. 366,-1. 4, 0.812,-1. EIII整个文档 行：19 列总行勤：和 > 本地求解SM Solver观览器自动生成结构图示:注意：图中尺寸以m为单位，集中荷载以KN为单位，均布荷载以KN/M为单位4、利用SM Solver软件求解根据软件规则，对结构进行内力计算，给出杆端内力值（反力值）、绘内力图 （反力图）、杆件内任一点的内力、内力结果输出文件。若为静定结构，则不输入 杆件刚度也可以求解内力。求解结果如下：标题：胸墙底层三脚架验算内力计

9、算杆端内力值（乘子=1）杆端1杆端2元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩121. 04466164. 878838130.0000000021.0446616-8.131396880.00000000221. 07581454.836370000.0000000021.0758145-4.836370000.000000003-41. 11228200.000000000.00000000-41.11228200.000000000.000000004-23. 75992980.000000000.00000000-23.75992980.000000000.000000005-23.74091240

10、.000000000.00000000-23.74091240.000000000. 00000000619.020085315.3493327-10. 959423519.020085315.34933270. 000000007-1.83637000-21. 075814510.9594235-4.83637000-21.07581450. 000000008-12.98644970.000000000.00000000-12.98641970.000000000. 0000000090.036325610. 000000000.000000000.036325610.000000000.

11、000000001016.14537250. 000000000.0000000016.14537250.000000000.00000000反力讣算约束反力值（乘子=1)支座结点约束反力合力结点水平竖直力矩大小角度力矩751. 797324328.79297500.0000000059.262114429. 06870130.000000004-51. 79732430.000000000.0000000051.7973243180. 0000000.00000000SM Solver软件输出轴力、剪力、弯矩、支座反力图:5根据求解结果进行结构验算（1）螺栓验算本螺栓山于承受剪力，采用直径为

12、p24的C级普通螺栓,螺栓直径等级设计抗拉强度（炉）设计抗剪强度（前）申24C级170N/mnr130N/mm2Nvb=ftbxA=76.87KNNtb=ftbxA=58.7KN(2&9/58.7)2+(52.14/76.87)2=0.83<12,满足要求.安全系数为：1/0.83=1.2(2)槽钢验算最大弯矩位于节点6处，Mmax=13.74KN.M,V=19.25KN,N=23.8KNWz=2x62.1cm3=1.24xl0_3mA=15.69cm2Gimax=Mmax/Wz=l 17MPa<aG2max=V/A= 12.3MPa<G3max=N/A= 15.2MPaGimax+G2max+G3max= 144.5MPa< a=215MPa,满足要求。桁架最大拉、压力位于节点5处，N=-51.47KN (受压)，An=1569店96/4.9553=19.4 T=0.983a=N/TA=51470/0.983x 1569=33.6MPa<o=215MPa,满足要求。6、结语本文通过SM Solver软件仅对惠来电厂墩台底层三脚架进行了简单验算，通 过验算保证了施工过程中模板支立的安全系数，通过算例可以看出结构力学求解 器即SM Solver是一个很轻巧的计