utoCD全套教程素材 02路桥规范cd-通用图-图库 P深圳交通标志通用图 DOC 32米门11

深圳地区交通标志通用图结构计算书（一）32米简易龙门架验算一、设计资料及SAP90空间计算.2二、横梁验算.3三、立柱验算.4四、立柱与横梁连接验算.7五、柱脚强度验算.12六、变形验算.15七、基础验算.15附录1：SAP90计算数据文件及结果文件.12附录2：附图1999.11一、 设计资料及SAP90空间计算（一） 设计资料SAP90空间计算模型见附图。1、门架高7.20米，跨径32米（计算跨径），牌面尺寸2-12x2.4米2、风速 40m/s3、风荷载计算沿跨度方向每延米风荷载为0.16474x2.4=0.359376t4、主梁自重 0.3298t/m、牌面自重0.035t/m5、材料均采用A3钢（二） 截面特性计算主梁、立柱等的座标轴定义及截面形式见附图。(截面特性单位以米计)1、 主梁（1） 面积、截面惯矩系利用AutoCADR14直接读取。（见附录1）（2） 剪切面积 as2、as3等计算分别为两坐标轴方向腹板面积，见附图。（3） 扭转惯性矩2、立柱 （1）面积、截面惯矩系利用AutoCADR14直接读取。（见附录1） （2）剪切面积 as2、as3等计算分别为两坐标轴方向见附图。 （3） 扭转惯性矩 不考虑中间隔板，按照单箱截面来验算（4）立柱取柱顶与柱脚进行验算。（三） 节点验算方法及考虑的荷载组合钢结构及连接件验算采用国家标准（GB5768-1999）（以下简称国标）所规定的方法（极限状态法），荷载系数及材料强度指标取值均根据该标准执行。根据国标规定，风荷载系数一律采用1.4的荷载系数，自重荷载根据验算内容分别采用1.2（验算应力指标）、1.0（验算挠度）、0.9（验算基础）。因此，本计算中SAP90数据中考虑3种荷载组合，分别反映以上三种情况。二、 横梁验算1、正应力验算（1）、1-2平面内弯曲正应力（风荷载）跨中梁单元弯矩绝对值最大，为35.55t-m（2）、1-3平面内弯曲正应力（自重）跨中梁单元弯矩最大为27.18t-m（3）、轴向力引起的正应力（4）、合成正应力为主梁钢板属第二组，强度值200Mpa，正应力满足。2、 弯曲剪应力验算及扭转剪应力验算弯曲剪应力验算中，将主梁截面简化成开口截面进行验算。静矩形验算见附图一。剪应力最大点可能为附图一中所标注的1、2、3点，分别验算如下。（1）、1-2平面内弯曲剪应力（点1）验算截面：根部梁单元剪力最大，为6.25吨。剪应力最大点为点1（见附图一）（2）、1-3平面内弯曲剪应力（点2）验算截面：根部梁单元剪力最大，为7.13吨。剪应力最大点为点2（见附图一）（3）、验算截面：根部梁单元剪力最大，计算如下：（见附图）（4）、扭转剪应力从Sap90验算结果看，主梁扭矩为0，此处不计。（5）、总剪应力3.32+3.85+7.15=14.32Mpa主梁钢板属第二组，抗剪强度设计值为115Mpa，应力满足。3、 整体稳定性验算根据SAP90验算结果，横梁轴向力很小，不进行此项验算。三、 立柱验算1、正应力验算（1）、1-2平面内弯曲正应力（平面内）立柱顶部（同横梁连接处）单元弯矩绝对值最大，为27.76t-m相应位置的1-3平面内弯2曲正应力（2）、1-3平面内弯曲正应力立柱根部单元弯矩最大为45.55t-m相应位置的1-2平面内弯曲正应力（3）、轴向力引起的正应力立柱根部轴向力最大，N=9.06t，正应力为（4）、合成正应力立柱根部正应力最大，最大最小正应力分别为26.37+67.46+2.5=96.33Mpa及2.5-26.37-67.46=-91.33Mpa，查国标，立柱截面属钢材类型中的第一组，正应力（抗压、拉、弯）应力为215Mpa。应力满足。2、弯曲剪应力及扭转剪应力验算（1）、1-2平面内弯曲剪应力（点1） 验算截面：根部立柱单元剪力最大，为6.32吨。剪应力最大点为点1（见附图一）（2）、1-3平面内弯曲剪应力（点2）验算截面：根部立柱单元剪力最大，为6.33吨。剪应力最大点为点1（见附图） （3）点3 （4）、扭转剪应力立柱扭矩均为15.06Mpa，不考虑立柱中间横隔离板，将立柱作为单箱截面计算。则，（5）、总剪应力总剪应力必然小于等于3.11+1.84+2.78+24.7=32.43Mpa立柱截面所用槽钢及钢板为第一组，抗剪强度为125Mpa，因此，抗剪强度满足。3、整体稳定验算验算点取立柱根部单元，该单元内力：M1-2=15.51t-m、M1-3=45.55t-m、N=9.06t，（1）、回转半径计算（2）、欧拉临界力计算（3）、稳定应力验算1- 2（绕3轴）方向稳定应力1- 3（绕2轴）方向稳定应力四、 立柱与横梁连接验算计算中取横梁根部的内力，（4号单元4号节点）轴力N=6.32t（压力）、风力引起的弯矩M1-2=13.8t-m、剪力Q1-2=6.25t、自重引起的弯矩M1-3=28.54t-m、剪力Q1-3=7.13t。1、根据梁端内力计算螺栓横梁与立柱间的连接采用普通精制螺栓，螺栓孔径为32、螺栓有效直径为30，螺栓个数、布置形式等见附图。螺栓承受的力有横梁根部的N、Q1-2、M1-2引起的剪力，由M1-3引起的螺栓内的拉（压）力。查国标表6-6，本连接螺栓属A、B级(I类孔)，每个螺栓的抗剪设计值为：每个螺栓的抗拉设计值为：每个螺栓的抗压设计值为：（1）、剪力计算由N引起的剪力NxN=N/12=6.32/12=0.527t由Q1-2引起的剪力NYQ=Q1-2/12=6.25/12=0.521t由M1-2引起的剪力总剪力（2）、螺栓拉力由M1-3引起的螺栓拉（压）力为2、根据柱顶内力计算螺栓(1)、螺栓设计抗剪、抗拉能力计算同上。根据国标规定的方法，此处螺栓及法兰盘的计算采用立柱顶单元的内力进行计算。根据SAP90计算，此处内力分别为：剪力Q1-3=Qw=6.33t、Q1-2=Qg=6.32t、弯矩M1-3=Mw=2.21t-m、M1-2=Mg=27.76t-m、扭矩T=15.06t-m(2)、合成剪力为8.94t，每个螺栓由于合成剪力所承受的剪力为0.745t，由于立柱扭矩而产生的剪力为：螺栓承受的总剪力近似为0.745+4.12=4.87t(3)、合成弯矩为27.85t-m，合成弯矩的方向如附图所示。板绕过C点的旋转轴旋转。各螺栓距旋转轴的距离分别如附件所示。由图中可见，1#螺栓距旋转轴距离最大,为0.651米，其拉力为受压侧钢板所产生的力矩及合力分别计算如下：根据法兰盘的受力平衡条件：（4）、螺栓强度验算根据以上计算，（5）、法兰盘厚度验算法兰盘尺寸支承形式等见附图。按三边支承板，a2=0.094m,b2=0.12m,b2/a2=1.277，查国标表6-10得：=0.123按两相邻边支承板法兰盘厚度计算1号螺栓所在法兰盘区格为受拉侧受力最大的三边支承法兰盘，据此计算的法兰盘厚度，(下式计算中，取D=0) 由于计算时采用偏于保守的受压区面积值，故法兰盘厚度取值为35mm。（6）、加劲肋计算边加劲肋所承受的受压区面积为ARi=（0.197+0.062）/2x0.12=0.01554m2由受压区法兰盘的分布反力得到的剪力由于螺栓拉力所产生的剪力为Vi=115.236t拟订加劲肋的宽度、高度分别为0.012m、0.28m，则剪应力为：拟订加劲肋同立柱间的焊缝宽度为hf=8mm，焊缝计算长度为lw=0.27米，则角焊缝的抗剪强度2、立柱同柱顶板连接焊缝验算焊缝承受立柱顶剪力Q1-2、Q1-3，弯矩M1-2、M1-3扭矩T,设采用角焊缝,焊脚尺寸hf=10mm。焊缝形式为四面围焊。（1）、由于剪力Q1-3引起的焊缝应力（沿y轴方向）（计算中每边焊缝长度按照实际长度减10mm以考虑绕角焊缝缺陷）fy=Q1-3/Lf=6.33/(0.39+0.49)x2x0.010x0.7)=514t/ m2=5.14Mpa（2）、由Q1-2引起的焊缝剪应力为（沿x轴方向）fx=Q1-2/Lf=6.32/(0.39+0.49)x2x0.010x0.7)=513t/ m2=5.13Mpa（3）、由于M1-3引起的焊缝应力（沿y方向）焊缝对2轴（x轴）的惯性矩为（4）、由于M1-2引起的焊缝应力（沿x方向）焊缝对3轴（y轴）的惯性矩为（5）、由于扭矩T引起的焊缝应力（沿切线方向）对焊缝截面形心的极惯性矩为点3的焊缝剪应力为从以上计算可见，点3的焊缝应力最大，起控制作用，以点3计算结果代入强度计算公式：由于立柱同柱顶板连接采用双面焊，所以认为强度仍满足要求。2、梁下板及柱顶板连接焊缝强度验算根据附图所示，此处焊缝形式为两条平行焊缝，承受横梁根部轴力、弯矩、剪力。（扭矩为0，此处不计）。此处，横梁轴力为6.32t、Q1-2=6.25t、Q1-3=7.13t、M1-2=13.8t-m、M1-3=28.54t-m。（1）、由于剪力Q1-3引起的焊缝应力（沿y轴方向）（计算中每边焊缝长度按照实际长度减10cm以考虑绕角焊缝缺陷）fy=Q1-3/Lf=7.13/(2x0.66x0.010x0.7)=772t/m2=7.72Mpa（2）、由Q1-2引起的焊缝剪应力为（沿x轴方向）fx=Q1-2/Lf=6.25/(2x0.49x0.010x0.7)=911t/m 2=9.11Mpa(3)、由轴力引起的焊缝剪应力对横梁轴力，焊缝为两条侧焊缝fN=N/Lf=6.32/(2x0.49x0.010x0.7)=921t/ m 2=9.21Mpa（4）、由于M1-3引起的焊缝应力（沿y方向）焊缝对y轴的惯性矩为（5）、由于M1-2引起的焊缝应力（沿y方向）主梁的弯矩M1-2对焊缝来说为扭矩，焊缝对y轴的惯性矩为点1的焊缝剪应力为以点1计算结果代入强度计算公式：五、 柱脚强度验算1、柱脚强度验算中,内力取用SAP90计算中的第3种组合（即结构自重取系数为0.9）。各内力分别为：垂直力6.8t、水平风力6.33t、横向水平力4.74t、扭矩15.06t-m、合成弯矩为47.01t-m（偏角为14.3度），近似认为偏角为0，弯矩为1-3平面内。2、底板法兰盘受压区长度Xn偏心距e=M/N=6.91m法兰盘拟采用尺寸为L=1.2m、B=1.2m、lt=0.075m基础采用C30混凝土,地脚螺栓拟采用28M30规格，受拉侧8M30的总有效面积Xn根据下式计算：3、底板法兰盘下混凝土最大受压应力4、地脚螺栓强度计算受拉侧地脚螺栓总拉力5、对水平剪力的校核由柱脚底板法兰盘和基础混凝土摩擦所产生的水平抗剪承载力为：6、柱脚法兰厚度验算受压侧：对三边支承板：a2=0.247m、b2=0.4m、b2/a2=1.62查国标表6-10得：=0.129 对两相邻边支承板：近似取取Mmax=3.65t则法兰盘厚度受拉侧：7、地脚螺栓支承加劲肋验算由基础混凝土的分布反力得到的剪力加劲肋的高度和厚度分别为：六、 变形验算变形验算中荷载系数均取为1，故取SAP90计算数据中的第2种组合，且由于风力引起的变形应除以系数1.4。1、 立柱挠度验算立柱顶端挠度：迎风方向（出平面方向）挠度：=0.015037/1.4=0.01074mh/100=0.072m平面内挠度很小（0.000087m）。2、 横梁挠度验算跨中节点挠度最大，迎风方向挠度为0.119342/1.4=0.085m，自重挠度0.048248m，合成挠度为0.0978m1.2（可）。3、 基础抗滑动稳定性设基础底面与地基土之间的摩擦系数为0.30，基础的抗滑动稳定系数为k=0.30x65/6.33=3.081.02（可）。八、 中间法兰连接的验算计算中取横梁中部的内力，轴力6.34t（压力）、风力引起的弯矩M1-2=31.82t/m剪力M1-2=0，自重引起的弯矩M1-3=31.82t/m、剪力M1-3=0。1 根据跨中内力计算螺栓横梁中间法兰连接采用普通精制螺栓，螺栓孔径为32、螺栓有效直径为30，螺栓个数、布置形式等见附图。螺栓承受的力有横梁中部的N、由M1-3、M1-2引起的螺栓内的拉（压）力。 查国标表6-6，本连接螺栓属A、B级，每个螺栓的抗剪设计值为：每个螺栓的抗拉设计值为： 每个螺栓的抗压设计值为：（1） 螺栓拉（压）力由轴力引起的压力 NX=6.32/26=0.243合成弯矩为26.5t-m.合成弯矩的方向如附图所示。板绕过C点的旋转轴旋转。各螺栓距旋转轴的距离分别如附件所示。由图中可见，1#螺栓距旋转轴距离最大,为0.838米，其拉力为受压侧钢板所产生的力矩及合力分别计算如下：根据法兰盘的受力平衡条件：（2） 螺栓强度验算 （3） 法兰盘厚度验算 法兰盘尺寸支承形式等见附图。 按三边支承板，a2=0.094m,b2=0.