钢套箱计算Word下载.docx
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h3=+72.5mP3=5.0t/m2
h4=+75.0mP4=2.5t/m2
(2)相应标高处均带荷载q的计算(水平每延米荷载)
h=+68.8mq1=1/2×
7.5×
1.2+2/3×
1/2×
(8.7-7.5)×
1.2=4.98t/m
标高+68.8m至+65.8m段为封底砼,此段压力不算入+68.8m位置。
h=+70.0mq2=1/2×
1.2+1/3×
1.2+1/2×
5.0×
2.5+2/3×
(7.5-5.0)×
2.5=13.07t/m
h=+72.5mq3=1/2×
2.5+1/3×
2.5+1/2×
2.5×
(5.0-2.5)×
2.5=12.5t/m
h=+75.0mq4=1/2×
2.5=6.25t/m
(3)取标高h=+70.0m处均带荷载为验算荷载,即qmax=q2=13.07t/m。
①横桥向内支撑受力分析计算(长边侧模)
RA=RD=0.400×
13.07×
4.4=23.00t
RB=RC=(0.600+0.500)×
4.4=63.26t
②Ф500钢管(δ=8mm)内支撑最大压力Rmax=RB=RC=63.26t
a受压验算
σ=N/A=63.26×
104N/(3.14×
492×
8)mm2=51.19MPa<[σ]=140MPa(满足要求!
)
b支撑钢管压力极限值(按两端铰支计算)
临界力Pcr=π2EI/L2=π2×
2.1×
105×
π/64×
(5004-4844)/92002=915.0t>Rmax=63.26t
(满足要求!
③套箱外侧板龙骨(型钢)选材
a、Mmax=MB支=MC支=0.100×
4.42=25.30t·m
b、选材
W=Mmax/[σ]=25.30×
104×
103N·
mm/(145N/mm2)=1745cm3
选2[40a=2×
879cm3=1758cm3
④挠度验算
fmax=Kfql4/100EI=fAB中=0.677×
104N/103mm×
44004mm4÷
(100×
105N/mm2×
17600×
104mm4)=8.97mm<
[L0/400]=11mm(满足要求!
(4)纵桥向内支撑应力验算
①支点受力(考虑流水压力)
RA=RD=0.420×
13.23×
3.6=20.00t
RB=RC=(0.580+0.300)×
3.6=41.91t
②Φ500钢管内支撑受压验算(略)(满足要求!
③为便于套箱侧板外纵横向水平加劲型钢的联接,纵向型钢设计同横向,选材为2[40a。
a验算弯曲应力
Mmax=MAB中=MCD中=0.088×
3.62=15.09t·
m
σ=Mmax/W=15.09×
103mm/(2×
879×
103mm3)=85.8MPa<[σ]=145MPa
b挠度计算
f<5×
36004mm4/(384×
104mm4)
=7.83mm<[L0/400]=9mm(满足要求!
(5)套箱模板横肋强度[10验算(验算标高h=+70.5m处槽肋[10槽钢,横肋按简支梁承受均布荷载计算,计算跨径L取50cm,h=70.5m处均布荷载
q1=1/2×
7×
0.5+1/3×
0.25+1/2×
6.5×
0.5+2/3×
0.5×
0.5=3.5t/m
考虑流水压力0.16t/m2,q2=0.08t/m。
此处最大均布荷载q=q1+q2=3.58t/m
①RA=RB=1/2×
3.58×
0.5=0.895t
②Mmax=1/8ql2=1/8×
0.52=0.112t·
③强度σ=Mmax/W=0.112×
104N×
103mm/(39.7×
103mm3)=28.2MPa<[σ]=145MPa
(符合要求!
④挠度fmax=5qL4/384EI
=5×
5004mm4/(384×
198×
=0.070mm<[L0/400]=1.25mm
(6)套箱模板竖肋[20槽钢强度验算(竖肋按集中荷载计算)
①验算标高h=+70.0m与+72.5m之间的竖向槽钢[10
p1=7.2×
0.5=1.8t
p2=6.7×
0.5=1.675t
p3=6.2×
0.5=1.55t
p4=5.7×
0.5=1.425t
p5=4.7×
0.5=1.175t
Mmax=(52+1)/(8×
5)×
1.525×
2.5=2.48t·
σ=Mmax/W=2.48×
103mm/191×
103mm3=129MPa
考虑流水压力0.16t/m2,p1=1.84tp2=1.715tp3=1.59tp4=1.465tp5=1.215t
RA=5/2×
1.565=3.91t
RB=3.91t
Mmax=2.55t·
σ=Mmax/W=2.55×
103mm3=134MPa<[σ]=145MPa
(7)δ=8mm厚面板强度及挠度计算
q1=3.58t/m
①强度验算
Mmax=0.0513×
0.52=0.0459t·
W=1/6×
50×
0.82=5.33cm3
σ=Mmax/W=0.0459×
103mm/(5.33×
103mm3)=86.12MPa<[σ]=145MPa
(满足要求)
②挠度验算
f=0.00127×
qL4/K=0.00127×
104N/106mm2×
5004mm4/(9.85×
106N·
mm)=0.29mm
其中刚度K=Eh3/[12×
(1-u2)]=2.1×
83/[12×
(1-u2)]=9.85×
mm
4底承系统
(1)说明
侧板、内撑材料总重130t;
底板、分配梁、底承槽钢总重35t。
考虑浮力后,侧板内撑材料按113t,底板、分配梁、底承槽钢总重按31t考虑计算。
侧板作用在底板均布荷载q1=113/44.8=2.52t/m;
底板、分配梁、底承槽钢总重作用于吊点槽钢均布荷载q2=31÷
(11.2×
5)=0.55t/m,计算中取纵桥向桩基间五跨最不利受力单元为计算单元,长11.8m,检算宽度按桩间净间距2.1m计,封底砼厚度3.0m,
封底砼均布荷载q3=(11.8×
2.1-3.14×
1.22)×
3.0×
1.5/11.8=7.73t/m
qmax=q2+q3=8.28t/m
(2)底板下吊点槽钢受力计算
①支点最大受力Rmax,最大弯矩Mmax
Rmax=RB=RE=(0.606+0.526)×
8.28×
2.3=21.56t
Mmax=MB支=ME支=0.105×
2.32=4.60t·
②强度验算,选择2[40a槽钢。
σ=Mmax/W=4.60×
103mm/(879×
2×
103mm3)
=26.17Mpa<[σ]=145Mpa(满足要求!
③挠度验算(略)
(3)底板下分配梁I20a工字钢受力计算
计算横桥向通长工字钢I20a,计算宽度取0.6m,封底砼自重下的均布荷载
q=0.6×
3×
1.5=2.7t/m
Mmax=1/8×
2.7×
2.42=1.944t·
σ=Mmax/W=1.944×
103mm/(237×
=82.03MPa<[σ]=145MPa(满足要求,下料冲击荷载及自重未考虑)
5Ф32精轧螺纹吊杆
Ф32精轧螺纹吊杆长度13m,从底板下吊点槽钢受力计算中得知吊杆最大受力为21.56t。
(1)强度
设计强度[σ]=700MPa
σ=F/A=21.56×
162mm2)=268.21MPa<[σ](符合要求!
(2)伸长量ΔL=PL/AE其中P=21.56tL=14.2mA=803.84mm2
E=2.0×
105MPa
ΔL=PL/AE=21.56×
14.2×
103mm/(803.84mm2×
2.0×
105N/mm)
=19.04mm
6上承系统
(1)验算上吊点双排单层贝雷梁,受力分析如下图所示,(按简支梁计算)
Mmax=48.51t·
m=485.1kN·
m<[M]=nζNH=1576.4kN·
m(满足要求!
Qmax=21.56/2=107.8kN<[Q]=nζkN=490.5kN(满足要求!
②挠度计算
fmax=PL3/(48EI)
=215.6×
103N×
45003/(48×
251000×
=0.39mm
(2)验算上承重梁双排单层贝雷梁。
取最不利位置,按简支计算。
上承重梁受力简图
RA=RB=32.34t=323.4kN<[Q]=nζkN=490.5kN(满足要求!
①强度计算
Mmax=MA=MB=43.98t·
m=438.9kN·
②挠度
fmax=Pa/(6EIL)×
(3aL2-4a2L+a3-a2b)
=323.4×
1360mm/(6×
104mm4×
5000mm)
×
(3×
1360mm×
50002mm2-4×
13602mm2×
5000mm+13603mm3-13602mm2
2280mm)=0.88mm
7抗浮稳定验算
套箱封底砼高3.0m,套箱平面尺寸13.2×
9.2m2,直径Ф240cm主护筒6个,C25砼与钢护筒之间的粘结力按150KPa计算,最高水位+77.50m,套箱底标高+65.80m,套箱砼封完底,抽干水后为最不利验算应力状态。
(1)浮力
①高水位:
+77.5浮力为:
F浮=(13.2×
9.2-3.14×
1.22×
6)×
8.7×
1t=820.50t
②低水位:
+71.5m浮力
1t=254.64t
(2)向下的力
①F砼=(13.2×
2.4=679t
②套箱自重暂按G=165t
(3)粘结力F粘=3.14×
2.4×
6m2×
150KPa=2034.72t
(4)抗浮稳定
高水位:
|F浮-(F砼+G)|=|820.5-(679+165)|=23.5t<
F粘=2034.72t(满足要求)
同样低水位状态验算也满足要求
8焊缝长度计算
(1)压力按8.7t/m2计,选择水平方向1m,竖向0.5m为计算单元,受的力
F=0.5m2×
8.7t/m2=4.35t
(2)焊缝接剪应力验算[τ]=125MPa
(3)A=F/[b]=4.35×
104N/(125N/mm2)=348mm2
(4)焊缝厚δ=6mm,长度L=F/A=348/6=58mm
(5)设计要求为:
焊缝长60mm,厚δ=6mm,每100mm一道。
(唐俊2004年12月25日)
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