梁的受力计算书.pdf

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1、右非右非 1 1-6-6 坝段拦污栅联系梁配板支撑系统受力计算书坝段拦污栅联系梁配板支撑系统受力计算书1 1、概述、概述根据相关设计图纸，右非1#-6#坝段进水口拦污栅在348.0m、360.0m、372.0m 分别设置了垂直流向和顺流方向上的联系梁，分别为横梁、中梁、边梁及人字梁，各联系梁高度均为1.2m，宽度除边梁为 0.85m 外，其余均为 1m，长度分别为 3.1m、5.4m、5.7m、6.4m。按照“右非1#-6#坝段拦污栅联系梁配板、支撑图”设计图纸，联系梁采用四管柱及三角支架做支撑，16 工字钢做主梁，16 槽钢做垫梁，方木（1012cm）作次梁。为保证施工质量和安全，现对各联系

2、梁支撑系统进行受力计算。2 2、荷载取值、荷载取值2.12.1 主要荷载取值主要荷载取值对浇筑砼支撑受力分析，支撑系统受砼的垂直压力，按砼垂直压力计算公式求解出砼初凝前作用在模板上的垂直分布力。Q横梁横梁=Q边梁边梁=Q中梁中梁=Q人字梁人字梁=c cH=24KN/m31.2m=28.8KN/m2式中 Q新浇筑砼对模板的最大垂直压力c c砼重力密度，取 24KN/m22.22.2 其它荷载取值其它荷载取值将模板的自重荷载（0.33KN/）、水平模板垂直方向振捣荷载（2KN/）与砼垂直压力进行组合后，恒荷载分项系数取 1.2，活荷载分项系数取 1.4，各条梁的底部次梁最大线荷载计算如下：1 1/

3、1313#q横 梁=（28.8+0.33）KN/1.20.575m+2KN/m1.40.575m=21.71KN/mq边梁=q中梁=q人字梁=（28.8+0.33）KN/1.20.75m+2KN/m1.40.75m=28.32KN/m经比较，取 q=28.32KN/m 作为线荷载标准值，依次对次梁、主梁、垫梁、四管柱和三角支架进行验算。3 3、受力计算、受力计算3.13.1 材料力学性能材料力学性能经查阅施工结构计算方法与设计手册得，方木（1012cm）、16 槽钢、16 工字钢、B7 螺栓等力学性能如表 1 所示：表表 1 1方木、槽钢、工字钢、方木、槽钢、工字钢、B7B7 螺栓等材料的性能

4、表螺栓等材料的性能表材料性能截面面积（A）单位cmcmcmcmcmcmcmcmcmcmN/mmN/mmN/mmN/mm数值2403.4724025.156.1116.826.16.58141560.6470940125215备注0.5 倍屈服强度依据检查报告2 2/1313方木 1012cm回转半径（i）截面抵抗距（w）16截面面积（A）回转半径（i）截面抵抗距（w）16截面面积（A）回转半径（i）截面抵抗距（w）B7 螺栓截面面积（A）抗剪强度屈服强度Q235 钢材抗剪强度抗弯强度3.23.2 次梁次梁根据设计图纸，次梁均是统一尺寸（2001210cm）。现根据荷载取值情况定，取最大线荷载

5、q=28.32KN/m 进行受力计算，若符合规范要求，则中梁、横梁、人字梁下的次梁都符合规范要求。（1）人字梁次梁是一根两等跨外伸梁，受力简图如图1 所示。图图 1 1：人字梁下的次梁受力简图：人字梁下的次梁受力简图、抗弯承载力计算经查阅施工结构计算方法与设计手册得各支点的剪力大小为：VA=0.375 ql；VC=-0.375 ql；VB 左=-0.625ql；VB 右=0.625ql则各点的支座反力为：FA=5.31KN；FC=5.31KN；FB=17.7KN；由图 1 受力分析可得：Mmax=0.125ql=0.12528.32KN/m0.50.5m=0.885kN.m。则该处最大弯曲应力

6、为：max=Mmax=0.885106/240000=3.69N/mmm=17N/mm，W符合规范要求。、抗剪强度验算3 3/1313由上面计算，支座B 点左右侧所受剪力最大 VB 右=0.62528.320.5=8.85KN，则其对应的最大剪应力值为：max=1.5VmaxA=1.58850N12000mm=1.106N/mmfv=1.7N/mm，符合规范要求。（2）边梁次梁是一根两等跨外伸梁，受力简图如图2 所示。图图 2 2：边梁下的次梁受力简图：边梁下的次梁受力简图、抗弯承载力计算经查阅施工结构计算方法与设计手册得各点的剪力大小为：VA=0.375 ql；VC=-0.375 ql；VB

7、 左=-0.625ql；VB 右=0.625ql则各点的支座反力为：FA=4.514KN；FC=4.514KN；FB=15.045KN；由图 1 受力分析可得：Mmax=0.125 ql =0.125 28.32KN/m 0.425 0.425m=0.639kN.m。则该处最大弯曲应力为：max=Mmax=0.639106/240000=2.66N/mmm=17N/mm，W符合规范要求。、抗剪强度验算4 4/1313由上面计算，支座B 点左右侧所受剪力最大 VB 右=0.62528.320.425=7.523KN，则其对应的最大剪应力值为：max=1.5VmaxA=1.57523N12000m

8、m=0.94N/mmfv=1.7N/mm，符合规范要求。3.33.3 主梁主梁主梁是16 工字钢，承受次梁传递下来的集中荷载，是由两个可动铰支座支撑的一根单跨外伸梁。人字梁下主梁最长且受次梁传递下来的集中荷载最大，最大为F=17.7KN。计算人字梁下的中间主梁受力情况，若符合规范要求，则所有主梁均符合规范要求。（1 1）人字梁）人字梁、抗弯强度验算主梁是由两个可动铰支座支撑的一根单跨外伸梁。人字梁梁下的主梁受力如图 3 所示图图 3 3：人字梁下的中间主梁受力简图：人字梁下的中间主梁受力简图由受力图可以列出方程式，求出 A、B 两点的支座反力：FA+FB=11F；对 B 点取距：则有 FA34

9、00+F1500+F860+F220=F4900+F4260+F3620+F2980+F2340+F1700+F1060+F5 5/1313420解得：FA=FB=11F=97.35KN2通过查施工结构计算方法与设计手册得最大值弯矩值为：517.73.441.525FL4a2(12)=(1)=8.313KN.m。Mmax=2883.4L则该处的最大弯曲应力为：max=Mmax=8.313106141103=58.96N/mmfm=215N/mm，W符合规范要求。、抗剪强度验算由图 3 可知，主梁在 A、B 两点剪力最大，剪力 VA 右=VB 左=FA-VA 左=FB-VB右=（97.35-17

10、.73）=44.25KN。SxVmaxIx.d则最大剪应力为max=（81.88mm3100044.25KN1000）（1130mm4100006mm）=53.44N/mmfv=125N/mm，符合规范要求。、挠度验算查施工结构计算方法与设计手册，得此梁最大挠度值为1117.710334003241500211FL3a2（5 242）=（5）=2.79mm=542384EI3842.0610 1130103400LL3400 8.5mm，符合规范要求。4004003.43.4 垫梁垫梁垫梁是16 的槽钢，垫梁长度除边梁下为 1m，其余均为 1.3m。荷载主要来自主梁传递下来的集中荷载，底部是采

11、用四管柱或带有 B76 6/1313螺栓的三角支架支撑。垫梁是一根单跨外伸梁。计算人字梁下的垫梁受力情况，若符合规范要求，则横梁和中梁下的垫梁受力情况也符合规范要求。（1 1）人字梁）人字梁垫 梁 受 主 梁 传 递 下 来 的 集 中 荷 载 分 别 为 F1=29.205KN，F2=97.35KN，是一根由两个可动铰支座支撑的单跨外伸梁。受力情况如图 4 所示。图图 4 4：人字梁下的一根垫梁受力简图：人字梁下的一根垫梁受力简图、抗弯强度验算由上受力图可求出 A、B 两点支座反力 FA、FB，根据静力学知识，列出下列方程:FA+FB=2F1+F2；FA560+F1240=F1800+F25

12、60.FA=FB=0.5（2F1+F2）=77.88KN通过受力图可以看出最大值弯矩值在主梁中点位置Mmax=FA0.28-F10.52=9.22KN.m则该处的最大弯曲应力为：max=Mmax=9.22106141103=65.39N/mmfm=215N/mmW，符合规范要求。、抗剪强度验算7 7/1313由图可知，主梁在A、B 两点剪力最大，剪力 VA 右=VB 左=FA-VA 左=FB-VB右=77.88-29.205=48.675KN。SxVmaxIx.d则最大剪应力为max=（54.1mm3100048.675KN1000）（935mm4100008.5mm）=33.14N/mmfv

13、=125N/mm，符合规范要求。、挠度验算查施工结构计算方法与设计手册，得此梁最大挠度值为97.351035603PL3L560=0.18mm符合规范要1.4mm，48EI482.06105934104400400求。（2 2）边梁）边梁垫 梁 受 主 梁 传 递 下 来 的 集 中 荷 载 分 别 为 F1=24.827KN，F2=82.747KN，垫梁是一根由两个可动铰支座支撑的单跨外伸梁。受力情况如图 5 所示。图图 5 5：边梁下的一根垫梁受力简图：边梁下的一根垫梁受力简图、抗弯强度验算由上受力图可求出 A、B 两点支座反力 FA、FB，根据静力学知识，列出下列方程:FA+FB=2F1

14、+F2；FA480+F1210=F1690+F2240.8 8/1313 FA=FB=0.5（2F1+F2）=66.2KN通过受力图可以看出最大值弯矩值在主梁两支座点位置，Mmax=F10.21=5.214KN.m则该处的最大弯曲应力为：max=Mmax=5.214106141103=36.34N/mmfm=215N/mm，W符合规范要求。、抗剪强度验算由图可知，主梁在A、B 两点剪力最大，剪力 VA 右=VB 左=FA-VA 左=FB-VB右=66.2-24.827=41.373KN。SxVmaxIx.d则最大剪应力为max=（54.1mm3100041.373KN1000）（935mm41

15、00008.5mm）=28.16N/mmfv=125N/mm，符合规范要求。、挠度验算查施工结构计算方法与设计手册得，此梁最大挠度值为82.7461034803PL3L480=0.1mm1.2mm，符合规范要48EI482.06105934104400400求。3.53.5 三角支架、三角支架、B7B7 螺栓、四管柱的受力计算螺栓、四管柱的受力计算（1 1）三角支架的受力计算）三角支架的受力计算在358.8-360.0m 高程段中梁支撑一端采用了三角支架，三角支架用一个 B7 螺栓固定在墙上，主要承受上面垫梁传递下来的集中荷载，通过计算可得，可将三个集中荷载看作为 F1=F2=F3=23.6K

16、N 三个集9 9/1313中荷载作用在三角支架上面，三角支架是 16 的槽钢。经分析，三角支架、B7 螺栓受力简图如图 6 所示：图图 6 6：中梁下的三角支架受力简图：中梁下的三角支架受力简图三角支架内力计算：将 BC 杆方向作为 X 轴，CF 杆方向作为 Y 轴，受力图中正为受拉，负为受压。假设 CF 杆与 CB 杆均受拉。根据力矩方程可得：NBA=25.963.5=13.56KN；NCD1=25.966.75.80.83.2=12.4KN；NCD2=25.96+25.96=23.43KN；NCE=25.967.37.36.76.51.5+25.96=28.45KN。7.37.3则可得：N

17、CD=NCD1+NCD2=35.83KN，NCE=NCEx=28.45sin50=21.79KN。取节点 C 点分析：在 X 轴方向：NCD.sin50+NCE+NCB=0在 Y 轴方向：NCD.cos50=NCF；得：NCF=23.03KN,NCB=-49.24KN(为负说明与假设方向相反，此杆受压)1010/1313、DE 杆抗弯强度验算由受力分析可得，DE 杆受力最大，最大弯矩位置距 D 点 650mm位置处，则 Wmax=35.830.65-25.960.5=10.31KN.m。则该处最大弯曲应力：max=Mmax=10.31106116800=88.27 N/mmWfm=215N/m

18、m，符合规范要求。、DE 杆抗抗剪强度验算由图 6 受力分析可得出:杆件 DH 在 D 点所受剪力最大即VD=35.83-23.6=12.23KN，则 相应剪 应力 max=SxVmaxIx.d右=54.1100012.231000）（935100008.5）=8.33N/mmfv=125N/mm，符合规范要求。、立杆稳定性验算16 槽钢回转半径 i=61mm，截面积为 A=2160mm，由图 6 可知，斜腹杆 CB 轴向受压最大，压力 Nmax=49.24KN。长细比：=100061=16.4，查建筑施工手册得，=（1Li180=0.692）则max=N=49.24103（0.692160）

19、=33.04N/mm125N/mm A，符合规范要求。CF 杆件轴向受拉，轴向拉力为 Nmax=23.03KN，则max=N=23.03A1032160=10.66N/mm215N/mm，符合规范要求。（2 2）B7B7 螺栓的受力计算螺栓的受力计算由受力图 6 可以看出，三角支架是采用 B7 螺栓固定，即单个 B71111/1313螺栓承受垫梁传递下来的集中荷载 F=23.63=77.88KN，现对 B7 螺栓进行验算。查建筑施工手册得：B7 螺栓的净截面积 A=560.6mm。、抗弯强度验算：Wmax=（25.96 0.32+25.96 0.82+25.96 1.32）1.45=44.04

20、KN.mmax=Mmax=44.04106141103=312.34N/mm fm=940N/mm，W满足规范要求，符合规范要求。、抗剪强度验算由图 6 受力分析可知，单个 B7 螺栓受承受压力为 77.88KN，故 B7螺栓的剪力最大值为 Vmax=77.88KN,则最大剪应力=4v=477.883A103（3560.6）=185.23N/mm2fm=470N/mm。（3 3）四管柱的受力计算）四管柱的受力计算四管柱长度是 10.25m，两端钢板 480480mm，中间有斜缀16，管柱为 1.5 英寸钢管。取最大轴向压力 N=77.88KN 进行验算，若符合规范要求，则所有四管柱均符合规范要

21、求。查施工结构计算方法与设计手册得，i=0.289h=138.72mm、四管柱长细比计算=L0=10250138.72=73.88974i、四管柱整体稳定性验算通过查施工结构计算方法与设计手册得，当=74 时，轴向1212/1313压杆的稳定系数 =0.74。则杆件受压的强度为max=N=77.88103（0.744r2）=A45.678N/mmf=125N/mm，符合规范要求。4 4、结论、结论经以上受力计算得得，右非 1#-6#坝段联系梁支撑系统中，次梁（1012cm、主梁（16 工字钢）、垫梁（16 槽钢）、四管柱、B7 螺栓的抗弯、抗剪强度均符合规范要求；主梁（16 工字钢）、垫梁（16槽钢）的挠度也均符合规范要求。故可得右非 1#-6#坝段联系梁支撑系统所有支撑构件是安全可靠的。1313/1313