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鋼結構設計11-084.6 K閱讀0評論
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室外鋼架棚片效果圖

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鋼結構平臺要求承重50噸,寬五米長11米高2.3米,怎么做

謝謝誠邀!這是我今年前半年做的施工方案,后附計算書,請參考

施工平臺剖面結構圖

施工平臺平面結構圖

施工平臺計算書

1、材料參數(shù)

20a熱軋普通工字鋼基本參數(shù)為:截面積A=35.6cm2,慣性距Ix=2369cm4,轉動慣量Wx=236.9cm3,半截面面積矩Sx=136.1cm3,回轉半徑ix=8.16cm,截面尺寸 b=100mm,h=200mm,t=11.4mm。

36c熱軋普通工字鋼基本參數(shù)為:截面積A=90.8cm2,慣性距Ix=17400cm4,轉動慣量Wx=966.7cm3,半截面面積矩Sx=573.6cm3,回轉半徑ix=13.8cm,截面尺寸 b=140mm,h=360mm,t=14mm。

HM450*300熱軋寬翼緣H型鋼基本參數(shù)為:截面積A=157.4cm2,慣性距Ix=56100cm4,轉動慣量Wx=2550cm3,半截面面積矩Sx=1260cm3,回轉半徑ix=18.9cm,截面尺寸 b=300mm,h=440mm,t=11mm。

D426鋼立柱基本參數(shù)為:截面積A=130.6cm2,慣性距I=28294.5cm4,截面模量W=1328.4cm3,回轉半徑i=14.71cm,截面尺寸 d=426mm,t=10mm。

鋼材的彈性模量為E =2.06×105 Mpa。

2、荷載參數(shù)

1、荷載取值:

施工平臺上部渡槽既有邊墻又有底板,為安全起見,渡槽面積按全斷面計算,渡槽全斷面計算面積A=2.42㎡,按渡槽底板寬度(3.3m)全分布在施工平臺上,每米渡槽:

⑴ 混凝土、鋼筋自重:2.42㎡×(25+1.5)KN/m3=64.13KN/m;

⑵ 支架自重:0.5KN/m3×3.3m(支架寬度)×2.6m(支架高度)=4.29KN/m;

⑶ 模板自重:0.3KN/m2×3.3m=1.0KN/m;

經(jīng)計算得到,靜荷載標準值q1 = 64.13+4.29+1.0=69.42KN/m。

⑷ 施工人員及設備荷載:1.0KN/㎡×3.3m=3.3 KN/m;

⑸ 振搗砼荷載: 2 KN/㎡×3.3m=6.6KN/m

經(jīng)計算得到,活荷載標準值 q2 = 3.3+6.6=9.9KN/m

考慮到荷載的加載偏差等因素,故恒載分項系數(shù)取1.35,活載分項系數(shù)取1.4,驗算荷載如下:q= 1.35×69.42+1.4×9.9=107.577 KN/m。

3、面板驗算

鋼板厚度為1cm,采用Q235鋼材制作,容許彎曲應力【σ】=215MPa,容許剪應力【τ】=125 MPa,彈性模量E=2.1×105 MPa。

鋼板底部縱向布置20a工字鋼,間距0.5m,計算按照渡槽支撐體系作用在鋼板的跨中位置,鋼板跨徑按0.5m計算。

鋼板自重:q1=1m×78.5kg/m=0.785KN/m

渡槽支架體系荷載:q2=107.577 KN/m

則q=q1+q2=0.785+107.577=108.36 KN/m

R=108.36×0.5/2=27.09 KN

跨中彎矩:M=108.36×0.52/8=3.39KN·m

I=bh3/12=1.0×0.013/12=8.3×10-8 m4

W=bh2/6=1.0×0.012/6=1.67×10-5 m3

抗彎驗算:

σ=M/W=3.39/1.67×10-5=70060KN/m2=203MPa<【σ】=215 MPa

滿足要求!

抗剪驗算:

τ=R/A=27.09/(1×0.01)=2709KN/m2=2.71MPa<【τ】=125 MPa

滿足要求!

4、20a工字鋼分配梁驗算

1、荷載取值

⑴ 混凝土、鋼筋自重:2.42㎡×(25+1.5)KN/m3=64.13KN/m;

⑵ 支架自重:0.5KN/m3×3.3m(支架寬度)×2.6m(支架高度)=4.29KN/m;

⑶ 模板自重:0.3KN/m2×3.3m=1.0KN/m;

⑷ 1cm厚鋼板自重:0.785 KN/m;

⑸ 20a工字鋼自重:0.28 KN/m;

經(jīng)計算得到,靜荷載標準值q1 = 64.13+4.29+1.0+0.785+0.28=70.485KN/m。

⑷ 施工人員及設備荷載:1.0KN/㎡×3.3m=3.3 KN/m;

⑸ 振搗砼荷載: 2 KN/㎡×3.3m=6.6KN/m

經(jīng)計算得到,活荷載標準值 q2 = 3.3+6.6=9.9KN/m

考慮到荷載的加載偏差等因素,故恒載分項系數(shù)取1.35,活載分項系數(shù)取1.4。

2、工字鋼基本參數(shù)

20a熱軋普通工字鋼基本參數(shù)為:截面積A=35.6cm2,慣性距Ix=2369cm4,轉動慣量Wx=236.9cm3,半截面面積矩Sx=136.1cm3,回轉半徑ix=8.16cm,截面尺寸 b=100mm,h=200mm,t=11.4mm。

3、荷載組合

承載能力極限狀態(tài):

Q=γG×Pgk+ γQ×Pqk=1.35×70.485+1.4×9.9=109.015KN/m

正常使用極限狀態(tài):

Q'= Pgk+ Pqk=70.485+9.9=80.385KN/m

4、抗彎驗算

Mmax=P×L2/8=109.015×12/8=13.627KN·m

σ= Mmax /(γxW)=13.627×106/(1.05×237×1000)=54.76N/mm2≤[f]=215 N/mm2

滿足要求!

5、抗剪驗算

Vmax=P×L/2=109.015×1/2=54.508kN

τmax=Vmax[bh02-(b-δ)h2]/(8Izδ)=54.508×1000×[100×2002-(100-7)×177.22]/(8×2370×10000×7)=44.348N/mm2≤[τ]=125N/mm2

滿足要求!

6、撓度驗算

νmax=5×P'×L4/(384×E×Ix)=5×80.385×10004/(384×206000×23700000)=0.214mm≤[ν]=L/250=1×1000/250=4mm

滿足要求!

5、36c工字鋼橫梁驗算

1、荷載取值

上部結構荷載通過12根20a工字鋼傳遞到36c工字鋼上,36c工字鋼受到的荷載為集中荷載,集中荷載計算過程如下:

⑴ 集中荷載標準值

① 混凝土、鋼筋自重:2.42㎡×(25+1.5)KN/m3=64.13KN/m;

② 支架自重:0.5KN/m3×3.3m(支架寬度)×2.6m(支架高度)=4.29KN/m;

③ 模板自重:0.3KN/m2×3.3m=1.0KN/m;

④ 1cm厚鋼板自重:0.785 KN/m;

⑤ 20a工字鋼自重:0.28 KN/m;

集中靜荷載標準值P1= (64.13+4.29+1.0) ×4.8(架體寬度)/12+0.785×0.5(跨度)+0.28×1.0(跨度)=28.44KN。

⑥ 施工人員及設備荷載:1.0KN/㎡×3.3m=3.3 KN/m;

⑦ 振搗砼荷載: 2 KN/㎡×3.3m=6.6KN/m;

集中活荷載標準值 P2 = (3.3+6.6)×4.8/12=3.96KN

經(jīng)計算得到集中荷載標準值P=P1+P2=28.44+3.96=32.4KN

⑵ 集中荷載設計值

考慮到荷載的加載偏差等因素,故恒載分項系數(shù)取1.35,活載分項系數(shù)取1.4,則集中荷載設計值P=28.44×1.35+3.96×1.4=43.94KN。

2、橫梁計算

橫梁類型

型鋼橫梁

橫梁縱向間距(mm)

1000

橫梁材質及類型

工字鋼

截面類型

36c號工字鋼

橫梁合并根數(shù)

1

橫梁受力不均勻系數(shù)k1

1

橫梁抗彎強度設計值[f](N/mm2)

205

橫梁抗剪強度設計值[τ](N/mm2)

125

橫梁彈性模量E(N/mm2)

206000

橫梁截面抵抗矩W(cm3)

962

橫梁截面慣性矩I(cm4)

17310

橫梁允許撓度[v]

1/250

橫梁自重線荷載標準值(kN/m)

0.712

橫梁自重標準值q’=0.712kN/m

橫梁自重設計值q=1.2×0.712=0.854kN/m

計算簡圖如下:

3、抗彎驗算

橫梁彎矩圖(kN·m)

σ=Mmax/W=177.468×106/962000=184.478N/mm2≤[f]=205N/mm2

滿足要求!

4、撓度驗算

橫梁變形圖(mm)

νmax=6.048mm≤[ν]=1/250=4000/250=16mm

滿足要求!

5、抗剪驗算

橫梁剪力圖(kN)

Vmax=155.498kN

τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=155.498×1000×[140×3602-(140-14)×328.42]/(8×173100000×14)=36.537N/mm2≤[τ]=125N/mm2

滿足要求!

6、支座反力計算

承載能力極限狀態(tài)

R1=199.441kN,R2=199.439kN

正常使用極限狀態(tài)

R'1=147.223kN,R'2=147.228kN

6、H型鋼縱梁計算

H型鋼縱梁材質及類型

工字鋼

截面類型

HM450×300

抗彎強度設計值[f](N/mm2)

205

抗剪強度設計值[τ](N/mm2)

125

彈性模量E(N/mm2)

206000

截面抵抗矩W(cm3)

2550

截面慣性矩I(cm4)

56100

每側縱向轉換梁根數(shù)n

1

H型鋼縱梁受力不均勻系數(shù)k2

1

縱向轉換梁外懸挑長度(mm)

0

立柱縱向間距l(xiāng)a(mm)

3500

橫梁縱向間距s(mm)

1000

計算

二等跨連續(xù)梁

H型鋼縱梁自重線荷載標準值(kN/m)

1.24

縱向轉換梁自重:q=1.2×1.24=1.488kN/m

縱向轉換梁所受集中荷載標準值:

F’=k2max(R’1/1,R’2/1)=1×max(147.223,147.228)=147.228kN

縱向轉換梁所受集中荷載設計值:

F=k2max(R1/1,R2/1)=1×max(199.441,199.439)=199.441kN

計算簡圖如下:

1、抗彎驗算

縱向轉換梁彎矩圖(kN·m)

σ=Mmax/W=267.203×106/2550000=104.785N/mm2≤[f]=205N/mm2

滿足要求!

2、抗剪驗算

縱向轉換梁剪力圖(kN)

Vmax=420.79kN

τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=420.79×1000×[154×4502-(154-15.5)×4142]/(8×561000000×15.5)=45.045N/mm2≤[τ]=125N/mm2

滿足要求!

3、撓度驗算

縱向轉換梁變形圖(mm)

跨中νmax=1.184mm≤[ν]=1/250=3500/250=14mm

滿足要求!

4、支座反力計算

承載能力極限狀態(tài)

Rmax=795.322kN

正常使用極限狀態(tài)

R'max=587.676kN

7、鋼管樁立柱驗算

立柱結構類型

型鋼立柱

立柱縱向間距l(xiāng)a(mm)

3500

型鋼立柱類型

大鋼管

鋼材等級

Q235

立柱抗壓強度設計值[f](N/mm2)

205

截面類型

Φ426×10

回轉半徑i(cm)

14.71

立柱截面面積(mm2)

13092

型鋼立柱自重標準值gk(kN/m)

1.026

彈性模量

206000

截面抵抗矩W(cm3)

1328.38

角焊縫強度設計值ffw(N/mm2)

160

與型鋼立柱連接角焊縫焊腳尺寸hf(mm)

6

焊縫長度lw(mm)

200

立柱長細比λ=h/i=4000/173.3=23.081≤[λ]=150

滿足要求!

查表得φ=0.938

立柱所受橫梁傳遞荷載N=Rmax/k2=795.322/1=795.322kN

立柱所受軸力F=N+1.2gk×H=795.322+1.2×1.208×4=801.12kN

強度驗算:

σ=F/A=801.12×103/15394=52.041N/mm2≤[f]=205N/mm2

滿足要求!

穩(wěn)定性驗算:

σ=F/(φA)=801.12×103/(0.938×15394)=55.481N/mm2≤[f]=205N/mm2

滿足要求!

鋼結構平臺,有7層,高度20m以內,需要外腳手架嗎

不需要的

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