门式钢结构计算书

1、门架计算书编制：复核：审查：二一八年六月门架车计算书目录1.编制依照22.门架车结构简述23.计算参数33.1.钢材物理性能指标33.2.钢材强度设计值34.荷载分析44.1.载荷分析44.2.施工工况55.计算分析65.1.建模65.2.载荷分析75.3.门架受力检算76.门架结构计算汇总257.整体稳固性分析268.小结271页门架车计算书门架车计算书1.编制依照1）门架结构表示图2）钢结构设计规范3）2012版本midas有限元分析软件4）路桥施工计算手册2.门架车结构简述门架车由走形系统、门架总成构成，各部自成系统，互相独立又互相联系。门架内轮廓尺寸为6.57.5m，总长23m；门架立

2、柱63014；门架上横梁由钢板10mm组焊的箱型截面90077010；门架下纵梁由钢板20mm组焊的箱型截面68077010；门架车的上部采纳热轧H型钢HN400200813作为上纵梁传达上部浇筑混凝土时的施工荷载；门架车立柱之间横向连接采纳热轧H型钢HN3001506.59，斜向连接采用角钢L100100，以以下图所示：上纵梁横梁横撑角钢斜撑立柱走行系统图1门架车侧面图2页门架计算书上纵梁上横梁口立柱下纵梁口走行系统2门架车正视图门架主构件之间采纳高强螺栓连接，立柱之间连接系统可采纳一般螺栓连接3.计算参数3.1.钢材物理性能指标弹性模量E2.06105N/mm2；质量密度7850kg/m3

3、。3.2.钢材强度设计值参照钢结构设计规范强度设计值，结构设计强度参照下表所示：表1结构设计强度参照值板厚设计强度（MPa）资料名称允许挠度值（mm）抗拉、抗弯、抗拉抗剪Q23516215125L/4003页门架计算书1640205115表中：L表示梁自由长度，本文采纳中心距离长度；4.荷载分析4.1.载荷分析依据设计要求，门架车主要功能为上部混凝土施工供给支撑作用，混凝土浇筑以下图所示：木块木模板混凝土立柱分配梁上横梁模板调整支架3门架车施工时的表示图依据上图所示，结构施工过程中遇到载荷主要为结构自重、混凝土自重、模板重量、机具及施工人员重量、调整模板支架重量、混凝土倾倒及振捣荷载等1、结构

4、自重G结：考虑建模过程未考虑结构连接节点重量及箱型劲板，所以自重采纳1.2自重系数计算；4页门架计算书2、混凝土自重G混：G混=h=25KN/m31m=25KN/m238-1含筋率2%KN/m3式中混凝土容重，取25KN/m（参照路桥施工计算手册表选择）；h混凝土厚度，参照图纸取1m；3、施工人员及其机具载荷G人：结合公司施工经验取G人=3KN/m2;4、混凝土倾倒及振捣荷载G倒：参照路桥施工计算手册及施工经验，混凝土倾倒及振捣荷载取G倒=2.5KN/m2;5、木模及其模板支撑重量G模：木模板厚度15mm，木模及其支撑的自重并参照经验值采纳G模=4.69KN/m2（该值可依据施工单位详尽方案改

5、正）考虑浇筑混凝土有必定冲击，所以混凝土浇筑时混凝土采纳1.2的冲击载荷所以，门架车在施工过程中遇到的施工载荷G：G=1.2G混+G人+G倒+G模=251.2+3+2.5+4.69=40.19KN/m2因为依据要求不考虑侧向混凝土浇筑及结构立柱为原型，并且门架车周围有侧向混凝土，风载影响可以忽视不计，所以结构验算时不考虑侧向压力对结构的影响。4.2.施工工况工况1：结构不施工，结构自重；工况2：人机在门架车上搭设模板；工况3：浇筑混凝土结构依照最不利计算，所以结构验算时采纳工况3，此中工况3的载荷结构自重加5页门架计算书施工载荷G。5.计算分析模型依据上述分析建立模型，结构在有支撑千斤顶地址及

6、其轮系地址采纳拘束X，Z方向（X方向位移限制靠摩擦力和在施工过程中加斜撑共同供给）；部分采纳高强螺栓连接地址采纳刚性连接；上纵梁和上横梁采纳弹性支承连接方式；立柱与立柱之间连接支撑只受拉压。5.1.建模依据上述分析，建立以以下图所示实体模型，纵梁和横梁的横向劲板主要起到局部稳定性作用，所以建模过程中为考虑纵梁和横梁的劲板，详尽模型以以下图所示：图4门架车的实体模型6页门架计算书5.2.载荷分析载荷主要为施工荷载G，以线荷载F形式加载在上纵梁上：F=GL=40.19KN/m20.791m=37.8KN/m式中L表示上纵梁的间距重力由软件自动计算，选1.2的重力系数，载荷以下所示图5模型载荷状况5

7、.3.门架受力检算结构分析依照整体建模整体计算方式检算，而后在整体模型中挑选单个构件分析：1、下纵梁（箱型截面68077010）7页门架计算书图6下纵梁Z方向变形图7下纵梁X方向变形图8下纵梁Y方向变形9下纵梁组合变形依据上图可知下纵梁最大变形量为0.52mm16mm），最大剪切应力17.6MPa16mm)所以下纵梁的强度和刚度都满足规范要求，并且还具备较大的安全贮备。2、立柱（63014）图13立柱组合变形量10页门架计算书图14立柱Z方向变形图15立柱Y方向变形11页门架计算书图16立柱X方向变形以以下图：立柱X方向最大变形量3.15mm，最大Y方向变形量0.13mm，最大Z方向变形量1.

8、13mm，最大组合变形量3.18mm，立柱最大变形量都小于5320mm400=13.3mm；所以，立柱刚度满足规范要求图17立柱的组合应力12页门架计算书图18立柱曲折应力图19立柱剪切应力以以下图：立柱的最大组合应力115.9MPa；立柱的最大曲折应力87.7MPa；组合应力和曲折应力都小于设计标准值215MPa（壁厚14mm16mm）,最大剪切应力4.9MPa125MPa。所以，立柱的刚度和强度都满足规范要求，并且具备必定安全贮备；3、横梁（箱型截面90077010）13页门架计算书图20横梁组合变形量图21横梁Z方向变形量14页门架计算书图22横梁X方向变形量23横梁Y方向变形量以以下图

9、：横梁最大组合变形量8.64mm，最大Z方向变形量8.64mm，最大Y方向变形为0.11mm，最大X方向变形0.04，立柱最大变形量8.64mm8130mm400=20.325mm；立柱刚度满足规范要求。15页门架计算书图24横梁的组合应力图25横梁曲折应力图26横梁剪切应力16页门架计算书以以下图：横梁最大的组合应力105.3MPa，最大曲折应力103.2MPa，均小于设计标准值215MPa，剪切应力42.4MPa3176mm400=7.94mm。由上图中（上纵梁和横梁Z方向变形量）可知，上纵梁的最大变形是由Z方向变形引起的，而Z方向变形主若是跟着横梁变形（Z方向最大变形为8.64mm）引1

10、8页门架计算书起，所以实质因为外载荷引起上纵梁变形特别小，由上纵梁Z方向变形数值可知，每个只有长度最大变形量由-4mm变形到-8.64mm，即上纵梁最大变形为竖向4.64mm3176mm400=7.94mm;所以上纵梁的刚度满足规范要求。图32上纵梁的组合应力图33上纵梁的曲折应力19页门架计算书34上纵梁的组合应力由图可知：上纵梁的最大组合应力37.9MPa，最大曲折应力37.9MPa，都小于设计标准值215MPa；最大剪切应力25.1MPa125MPa。所以，上纵梁的刚度和强度都满足规范要求。5、柱间支撑（角钢L10010和热轧H型钢HN300150）图35柱间支撑的组合变形量20页门架计

11、算书图36柱间支撑Z方向变形量图37柱间支撑Y方向变形量38柱间支撑X方向最大变形量由图可知：柱间支撑最大变形量3.17mm，X方向最大变形量3.15mm，Z方向最大21页门架计算书变形量1.13mm；Y方向最大变形量为0.14mm。最大变形量3.17mm3176400=7.94mm，满足要求。图39柱间支撑组合应力图40柱间支撑曲折应力22页门架计算书41柱间支撑剪切应力图可知：柱间支撑最大组合应力35.6MPa215MPa，最大曲折应力10.9MPa215MPa;最大剪切应力1.8MPa125MPa。所以，柱间支撑强度和刚度都满足设计要求。6、门架整体刚度和强度图42门架整体变形量23页门

12、架计算书图43门架整体组合应力图44门架整体剪切应力24页门架计算书45门架整体曲折应力由图可知：门架的最大变形量为8.64mm8130mm400=20.325mm(最大变形发生在上横梁上),最大组合应力115.9MPa215MPa（最大组合应力发生钢管立柱上），最大曲折应力103.2MPa215MPa（最大曲折应力发生在上横梁上），最大剪切应力42.4MPa125MPa（发生在上横梁上）从门架整体应力组合和变形可知，门架的刚度和强度都满足设计要求。6.门架结构计算汇总依据上述数据汇总门架的强度和刚度分析以下表所示：表2门架分析汇总设计标准值组合曲折剪切构件敬佩强剪切强挠度值位移变形结论应力应

13、力应力度（MPa）度（MPa）（mm）25页门架计算书立柱21512513.3115.987.74.93.183.18合格下纵梁2051153.9732.428.317.60.520.52合格上横梁21512520.33105.3103.342.48.648.64合格上纵梁2151257.9437.937.925.18.644.64合格支撑2151257.9435.610.91.83.17合格0表中应力单位为MPa，位移和变形单位为mm；变形表示实质因为外载荷引起变形，位移是经过软件读出来的数据表中外载荷引起变形0的主要原由是与该构件连接的变形引起构件的位移。从上表及其上述分析可知，构件刚度和强度都满足要求，并且安全系数都大于1.3。7.整体稳固性分析门架整体稳固性分析主要采纳midas软件的屈误分析功能：门架的模态以下图所示：46模态126页门架计算书47模态248模态3依据上述