弹性模量E=2.1*105MPa
一、腹板下部工字钢变形与强度验算: 腹板处工字钢中心间距30cm 模板、方木荷载:0.5kN/m2 梁体荷载:26kN/m3*1.8m=46.8kN/m2 人机荷载:2.5kN/m2 振捣荷载:2kN/m2
总荷载:(46.8+0.5)*1.2+(2+2.5)*1.4=63.06kN/m2 单位长度荷载设计值q=63.06kN/m2*0.3m=18.9kN/m 工字钢跨中最大弯矩Mmax=q*L2/8=18.9*82/8=151.2kN.m 截面抵抗矩W=Mmax/[σ]=151.2/145=1042cm3
查GB/T706-2008得:选择45a工字钢:截面模量W=1432.9cm3;惯性矩Ix=32241cm4;Sx=836.4cm3;理论重量m=80.38kg/m;内圆弧半径r=13.5mm(或选用40a工字钢但安全系数较小);
工字钢自重:80.38kg/m*10N/kg=0.8038kN/m;工字钢自重产生的弯矩Mg=q*L2/8=0.8038*8.52/8=7.26kN.m
总弯矩Mx=151.2+7.26=158.46kN.m
1、强度验算:σ=Mx/W=158.46kN.m/0.0014329m3=110.6MPa<[σ]=145MPa;强度满足要求。
2、剪力验算:
Q=qL/2+0.3m*0.8038kN/m=18.9*8.5/2+0.3m*0.8038kN/m=80.6kN τmax=Q*Sx/Ix/r=80.6kN*0.0008364m3/32241cm4/0.0135m=15.5MPa <[τ]=85MPa;剪力满足要求。
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3、刚度、挠度验算:
f=5q*L4/384/E/Ix=5*(18.9kN/m+0.8038kN/m)*8.54m4/384/2.1*108kPa/32241*10-8m4=20mm<L/400=21mm;刚度、挠度满足要求。
二、箱室、翼板下部工字钢变形与强度验算: 箱室、翼板下部工字钢中心间距60cm 模板、方木荷载:3kN/m2
梁体荷载:26kN/m3*(0.45+0.25)m=18.2kN/m2 人机荷载:2.5kN/m2 振捣荷载:2kN/m2
总荷载:(18.2+3)*1.2+(2+2.5)*1.4=31.8kN/m2 单位长度荷载设计值q=31.8kN/m2*0.6m=19.1kN/m 工字钢自重:0.8038kN/m
总弯矩Mmax=q*L2/8=(19.1+0.8038)*8.52/8=180kN.m
强度验算:σ=Mx/W=180kN.m/0.0014329m3=125.6MPa<[σ]=145MPa;强度满足要求。
剪力验算:
Q=qL/2+0.6m*0.8038kN/m=19.1*8.5/2+0.6m*0.8038kN/m=81.7kN τ
max=Q*Sx/Ix*r=81.7kN*0.0008364m3/0.00032241m4/0.0135m=15.7MPa<
[τ]=85MPa;剪力满足要求。
3、刚度验算:f=5q*L4/384/E/Ix=5*(19.1kN/m+0.8038kN/m)*8.54m4/384/2.1*108kPa/32241*10-8m4=20mm<L/400=21mm;刚度亦满足要求。
根据计算:门洞顶用45a工字钢做横梁。
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