基础变阶处的荷载计算时,应考虑变阶顶面的砼,F=1976+1.5×1.5×0.4×24=1998kN,扩散角45°。
F?0.7?hpftamh0?0.7?1?1.43?106?4?(1.5?2.7)?0.6/1000?5045KN?1989KN,基础2变阶处满足抗冲切要求!
③基底抗弯计算
基底的压应力为0.23MPa,将基础倒置,计算模型简化为悬臂梁,如下图:
计算悬臂端根部的最大应力为:
?qlb?l/23ql23?0.23?0.752????2??1.08??a 22Wbh/6h0.6C30素砼的抗拉强度设计值为1.43MPa,因此基础素砼即满足抗弯要求! 考虑到基础砼性能可能较差,存在离析,厚度不够等情况,要求基础底板构造性双向配筋,钢筋型号根据工地现场废旧材料确定,暂且按φ10@30cm
配筋。
遇软硬不均地基时,为防止基础裂断,要求基础底板及顶板双向构造性配筋。 2、一次主梁
由于纵向钢管支撑柱RB(或RC)点支撑分担荷载最大,横向主梁在此处分担的荷载也最大,经Midas软件计算,最大内力为:
最大负弯矩Mmin=-571.8KN.m;最大正弯矩Mmax=152.7KN.m:最大剪切内力Tmax=743.2KN。
一次主梁选用Ⅰ50b工字钢,材质Q235。其几何特性:横截面积A=129.25cm2,横截面惯性距Ix=48556cm4,Ix/Sx=42.3cm,d=14mm。工字钢水平放置。
①求所需Ⅰ50b工字钢数量
假设需要n跟。以最大负弯矩Mmin=571.8KN.m为控制值,采用允许应力法求所需根数n。
由公式σ=kMmaxYmax/nIx≤f得到:nIx=72830cm4,所需根数n=1.5根,选用2根Ⅰ50b工字钢。
②验算剪应力
最大截面剪应力:τmax=Tmax/nd(Ix/Sx)=62.7Mpa<fv=125MPa,满足要求。 ③验算扰度ω
a、外悬臂端(Mmax=-571.8KN.m)下扰度(L=385cm)
由力法可得:在q=1状态下,M1=-ql2/2=-7411250, ω1=ql4/8EI=0.09。 由ω/Mmax=ω1/ M1,ω=ω1 Mmax/ M1=6.9mm,小于L/500=7.7mm。满足要求。 b、跨中最大正弯矩(Mmax=152.7KN.m)最大扰度(L=251cm)
由力法可得:在q=1状态下,M1=ql2/8=787500, ω1=5ql4/384EI=0.003。 由ω/Mmax=ω1/ M1,ω=ω1 Mmax/ M1=0.6mm,小于L/500=5mm。满足要求。
3、贝雷梁计算
(1)贝雷梁的物理参数 型号 单排单层不加强型 几何特征 Ix(cm4) 250497.2 W(cm3) 3578.5 容许内力 弯矩抗压应力剪力(KN) (KN.m) f(Mpa) 788.2 245.2 273 剪应力fv(Mpa) 208 (2)计算所需贝雷桁架梁数量
根据荷载分布简图计算得到各个支撑点分担荷载为:RA=RD=2165.2 KN,RB=RC=4172 KN,根据支撑架布置,RA及RD支点的贝雷桁架承载能力每片为310KN,RB及RC的贝雷桁架承载能力每片为620KN。
A及D点需要贝雷桁架梁:n=7片。
B及C点需要贝雷桁架梁:n=7片。在实际布置中,考虑外侧翼缘板下外悬臂较大以及两片横向连接形成稳定结构,实际按14片布置。
(3)验算贝雷桁架整体抗弯能力
经计算,贝雷桁架截面最大弯矩为RB及RC支撑处的柱顶负弯矩,为Mmax=1408.3KN.m。14排贝雷桁桁架的总抗弯能力为:M788.2=11034.8KN.m,远大于荷载最大弯矩,满足要求
(4)抗剪切能力验算
经计算,贝雷桁架截面最大剪力Tmax=2112.4KN, 14排贝雷桁桁架的抗剪允许应力[τ]=14×245.2=3432.8KN.m>Tmax,满足要求。
(5)验算最大扰度ω
验算向下弯曲扰度,向下最大弯矩Mmax=704.1KN.m。
由力法可得:在q=1状态下,M1=-ql2/8=20000, ω1=5ql4/384EI=0.0063。 由ω/Mmax=ω1/ M1,ω=ω1 Mmax/ M1=2.2mm,小于L/500=8mm。满足要求。 (6)贝雷桁架梁的布置
横断面全幅宽度共计14片贝雷桁架梁,按等面积布置。
抗
=14M1=14×
3、贝雷梁上横向分配梁
贝雷桁架梁上横向分配梁采用Ⅰ14工字钢,间距60cm,最大支撑跨度135cm,每根工字钢承担的荷载Q=0.6×1056.2=634KN。Ⅰ14工字钢几何特征:横截面积A=21.5cm2,横截面积惯性矩Ix=712cm4。
经Midas计算,Ⅰ14工字钢最大弯矩Mmax=6.5KN.m,最大剪力Tmax=39.9KN。 ①验算弯曲应力
最大弯曲应力:σ=MmaxYmax/Ix=73.03MPa<f=210Mpa,满足要求。 ②验算剪应力
最大剪切应力:τ=Tmax/A=3.02Mpa<fv=125Mpa,满足要求。 ③验算扰度ω
a、外悬臂端(Mmax=-1KN.m)下扰度(L=85cm)
由力法可得:在q=1状态下,M1=-ql2/2=-361250, ω1=ql4/8EI=0.04。 由ω/Mmax=ω1/ M1,ω=ω1 Mmax/ M1=0.1mm,小于L/500=1.7mm。满足要求。 b、跨中最大正弯矩(Mmax=6.5KN.m)最大扰度(L=135cm)
由力法可得:在q=1状态下,M1=ql2/8=227813, ω1=5ql4/384EI=0.029。 由ω/Mmax=ω1/ M1,ω=ω1 Mmax/ M1=0.8mm,小于L/500=2.7mm。满足要求。 (五)结论
以上验算结果均满足相关规范要求,设计方案安全可行。