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钢平台受力计算

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钢平台受力计算

一、 钢平台结构形式

平台纵向长27。8m,横向宽21。85m,结构自下而上分别为:钢管桩(纵4。1m×横5.0m布置,横纵设剪刀撑联结),Ⅰ45型工字钢纵梁(原为单根,建议改用双拼),Ⅰ25型工字钢横梁(间距原来为60cm,建议改用45cm),平台面为Ⅰ16型工字钢(间距30cm)和8mm厚钢板。

二、 沿横向行进时(最不利工况)

㈠、Ⅰ25型工字钢横梁验算

1、 上部恒载(按4。1m宽度计)

⑴、8mm厚钢板:4.1×5×0.008×7.85×10/1000=12。874kN

⑵、Ⅰ16型工字钢:17×4。1×20。5×10/1000=14。2 kN

⑶、Ⅰ25型工字钢:9×5×38.1×10/1000=17。145 kN

2、 活载

⑴、60t混凝土罐车(荷载形式如图1所示);⑵、人群荷载不计.

图13、 内力计算

⑴、混凝土罐车:

满载时重为60t(即600 kN),按简支计算,其最不利荷载分布入图2及图3所示:

工况一:图2工况二:图3剪力:

工况一:AB跨对A点取矩得 QB1=60×2.8/5=33。6 kN

BC跨对C点取矩得 QB2=270 kN

从而有QB=270+33。6=303。6 kN

工况二:AB、BC跨对A、C点取矩得 QB1= QB2=270×4。3/5=232.2 kN

AB跨对A点取矩得 QB3=60×0。3/5=3。6 kN

从而有QB=232。2×2+3。6=468 kN

故Qmax=468 kN

跨中弯矩:Mmax=270×1。8=486kN×m

挠度:fmax=Pal2(3—4a2/ l2)/(24EI)

=270×1。8×52×(3—1。82/52)×103/(24×2。1×9×5020)

=13.2mm<5000/250=20mm

⑵、恒载

按等跨简支梁计算:

q=8.86kn/m图4q=(12。874+14.2+17。145)/5=8。86kn/m

从而有

剪力:Qmax=8。86×5/2=22。15 kN(支点处)

弯矩:Mmax=8.86×52/8=27.7kN×m(跨中)

挠度:fmax=5×8。86×54×103/(384×2×9×5020)=0.8mm

⑶、恒载+混凝土罐车组合

Mmax=1。1×27.7+1.4×486=711 kN×m,

Qmax=1.1×22。15+1.4×468=680kn,从而有

σ=711×103/(9×402)=197n/mm2〈215 n/mm2(满足)

τ=680×2.307×104/(9×5020×8)=43。4 n/mm2<125 n/mm2(满足)

f=1。1×0.8+1。4×13.2=19.4mm<5000/250=20mm(满足)

㈡、Ⅰ45型工字钢纵梁验算

依据工况二考虑荷载传递(最不利)

QG=(12。874+14。2+17.145+3。3)/4。1=11。6kn/m

(QG=(12。874+14.2+17。145+6。593)/4.1=12。5kn/m)

QQ=468/4。1=115kn/m(近似等效为均布荷载)

从而

q=1。1×11.6+1。4×115=174kn/m

(q=1。1×12。5+1。4×115=175kn/m)

(175kn/m)图5

剪力:Q=174×4。1/2=356.7kn(Q=175×4。1/2=358。75kn)

弯矩:M=174×4。12/8=366kn×m(M=175×4.12/8=368kn×m),

故有

σ=366×103/1430=256n/mm2>215 n/mm2(不满足)

建议改为双拼Ⅰ45型工字钢

σ=368×103/(1430×2)=129n/mm2〉215 n/mm2(满足)

τ=358.75×3.371×104/(11。5×32240×2)

=16.4 n/mm2<125 n/mm2(满足)

f=5×175×4。14×103/(384×2×2×32240)

=5.0mm<4100/250=16.4mm(满足)

三、 沿纵向行进时(经验算均满足)

㈠、Ⅰ45型工字钢横梁验算

1、 上部恒载(按5.0m宽度计)

⑴、8mm厚钢板:4。1×5×0。008×7。85×10/1000=12。874kN

⑵、Ⅰ16型工字钢:17×4。1×20。5×10/1000=14。2 kN

⑶、Ⅰ25型工字钢:9×5×38.1×10/1000=17。145 kN

⑷、Ⅰ45型工字钢:4×4.1×80。4×10/1000=13。2 kN

2、 活载

⑴、60t混凝土罐车(荷载形式如图1所示);⑵、人群荷载不计.

图13、 内力计算

⑴、混凝土罐车:

满载时重为60t(即600 kN),按简支计算,其最不利荷载分布入图2及图3所示:

工况一:图2工况二:图3剪力:

工况一:AB跨对A点取矩得 QB1=60×1。45/5=21.22 kN

BC跨对C点取矩得 QB2=270 kN

从而有QB=270+21。22=291.22 kN

工况二:AB、BC跨对A、C点取矩得 QB1= QB2=270×3.4/4。从而有QB=224×2=448 kN

故Qmax=448 kN

跨中弯矩:Mmax=270×1.35=365kN×m

1=224 kN

挠度:fmax=Pal2(3—4a2/ l2)/(24EI)

=270×1。35×4。12×(3—4×1。352/4。12)×103/(24×2。1×4×32240)=2。5mm

⑵、恒载

按等跨简支梁计算:

q=14.0kn/m图4

q=(12。874+14。2+17。145+13。2)/4.1=14.0kn/m

从而有

剪力:Qmax=14。0×4。1/2=28。7 kN(支点处)

弯矩:Mmax=14。0×4。12/8=29。5kN×m(跨中)

挠度:fmax=5×14.0×4.14×103/(384×2×4×32240)=0。2mm

⑶、恒载+混凝土罐车组合

Mmax=1。1×29。5+1。4×365=543.45 kN×m,

Qmax=1.1×28.7+1。4×448=658.77kn,从而有

σ=543。45×103/(4×1430)=95n/mm2<215 n/mm2(满足)

τ=658。77×3。371×104/(4×32240×11。5)=15.0 n/mm2〈125 n/mm2(满足)

f=1。1×0。2+1。4×2。5=3。8mm〈5000/250=20mm(满足)

㈡、Ⅰ25型工字钢纵梁验算

计算跨径l=5。0m,采用Ⅰ25型工字钢

E=2×105n/mm2,I=5020cm4,W=402cm3,Sx=2。307×105mm2

荷载分布如图:P=180kn,q=10。5kn/m,分布宽度为1.8m

q=10.5kn/mP=180kn图5剪力:Q=99。45kn

弯矩:M=180×5/4+10.5×1。82/8=230 kN×m,故有

σ=230×103/(9*402)=n/mm2〈215 n/mm2(满足)

τ=99。45×2。307×104/(9×5020×8)

=6。4 n/mm2<125 n/mm2(满足)

f1=Pl3/(48EI)=180*53*103/(9*48*2.1*5020)=5.0mm

f2=qcl3(8-4r2+r3)/(384EI)

=10。5*1。8*53*(8-4*0.362+0。363)*103/(384*2。1*9*5020)

=0.5mm

故有 f=5+0.5=5.5mm<5000/250=20mm(满足)

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