某计算工程实例

PAGEPAGE15计算工程实例一挡土墙验算1被动土压力计算例一：箱涵后背墙检算已知箱涵自重210t，摩擦系数取1.4，拟后背墙采用钢筋混凝土材料：尺寸为宽4m，高2.4米（其中埋入土体1.3m），厚0.8m，如图1所示。土的参数：内摩擦角＝20°，粘聚力c＝20kpa，基底摩擦系数＝0.35，密度＝2×103kg/m3图1后背墙示意图1.1后背墙顶力计算最大顶力Fmax＝＝1.4×210＝294t，取300t。即最大需要300t的推力，设置两个油顶，每个油顶最大推力为150t，作用点距工作底板为L＝0.2m，则产生的倾覆弯矩M（倾）＝Fmax×L＝300×10×0.2＝600KN·m1.2土压力计算（采用朗肯土压力理论）图2后背墙受力分析图被动土压力系数：土压力应力公式：ho－墙后有超载q作用时的等效高度：ho＝q/－在顶层和底层土的高度－土的容重，＝g＝2×103×10＝20KN/m3后背墙上部被动土压力计算挠把后背墙后面覆高于挡墙的土守及砂袋等效为陆均布荷载：使q=兽h和＝制20×民3挽＝尚6坡0kpa地＝碧20×钱（逝0绪＋议3殖）吼×2.0常4足＋洲2×20×1使.43胸＝绕1帜79.6秘kpa栗＝甲20×义（瓜1.1队＋居3话）鹰×2.0枣4威＋糊2×20×1窝.43想＝投224.48喂kpa能被动土压力为某：注艘痛碗序救＝墓0.5亩×腔（咽179.6际＋典224.48嘱）枪×1.1足×4爬育璃育肠＝撤889最KN对O点取矩：召瞒味稻亲蛇辰＝氧470.84池KN·m俘后背墙下部被混动土压力计算给＝符20×0×2疮.0澡4读＋哈2×20×1剧.4护3矛＝漏57.13k桑pa月＝俘20×1.3厘×2.0蔬4摆＋最2×20×1纠.4汤3花＝落110.7k脚pa块被动土压力为良：识殖系埋絮微＝讲0.5棒×震（盾57.1拣3陆＋搂110.击7悼）搜×1.1×4采泊肥饱朗锦＝膊369.23章KN对O点取矩：翁露冶泄它脖＝础312.62欠KN·m鲁1.3旁后背墙自重眠后背墙自重：痕＝溜25×0.8灌×2.4×4内魔握引废坝＝进192KN滚后背墙自重饿对会O埋点取矩：脸＝伤192×0.耻4壳＝肚76.8KN层·m知1.4帜后背墙基底摩溉擦力统基底摩擦力棋：展册＝拒0.35×1壶92妄＝己67.2KN笔杯对役O被点取矩：停＝达67.2×1忆.货3捐＝元87.36K围N·m惨1.5妻验算后背墙的泳稳定性待抗倾覆稳定性拍验算蜘由公式个=11.咸1姓＞架1.5园总（满足）摸夏讨观涛＝足（火76.哑8抓＋半470.84稼＋灯312.6疼2厅＋株87.3知6恒）仿/600孕塌掏石献＝近1.乡5题8坑＞蚕1.5垂鬼（满足）愉故后背墙泳稳定性主可以满足要求两，后背墙配筋兰计算略贤。犬2械姥主动土压力计著算贸例二：凭汽车吊平台挡甲土墙检算针已知汽车吊背重渐70顾t光，配惹重回30移t忠，长投1逼6栽米同，宽绳2.唱5许米汽。根据汽车车哑轮的分布，前伍部分轮作用的见荷载比较小，衬后部分车轮作败用的要大，大步致分为：后部曲分储为佳90酬t辫，作用范围训：信1珠0×行1.8m担；前部分轰为桃10熊t明，作用部范围：稻6×恐1.8m熟。由于前部分轨车轮距离挡土拌墙较远，对挡摆土墙的影响很平小，可以只考副虑后部分车轮盟荷载对挡土墙农的作用。厚对后部分车轮首荷载看作均布更荷载，大小为雨：膀q=900罩/俊(择1.姜8希×10)=5晋0kpa箭等效为当量土称重高度为：似h国0贴=50/话=50/17膜=得2.94m民拟定挡土墙如搂图单3声所示。墙背填芬料容重失=17kN/惰m变，贞=35奋，所，基底摩擦系惨数妇f=0.腔4极。浆砌片石钢筋混凝土回填土浆砌片石钢筋混凝土回填土驼图米3舞挡墙横截面图晚（单位凡：狸c帽m东）昂图护4鹰挡墙平面图（净单位钳：鹊c勒m阅）同图炭5师挡墙纵断面图练（单位求：耽c励m悄）润2饮.1步掘当汽车吊未吊歇梁时（仅自重项作用下）挡墙幼的土压力粉2魂.1.1窗、计算上挡墙前土压力递2昨.1.2确、计算下挡墙耳土压力氏稳定土体对土盯锲支撑力：鲁穗赶馅笑郑渐着阁图双6盈兔土压力示意图拣2端.1.3域、验算挡墙稳恢定性匀（坐1痰）、抗滑稳定炭性验算说由公式越=3.茂1少＞刮1.3设顺（满足）左=[0.5哄*梳（径3+舰4居）样*2+0.5什*汗（枪5.5+逗4闯）起*4]*22乐=539KN顷/m晨（冤2啦）、抗倾覆稳狭定性验算采由公式桂=11.阿1短＞铜1.5伞际（满足）汤（阳3除）、合力偏心讲矩验算醒农犬合力作用点：疯火孙肾钟放朋=件2.71m蒸偏心矩：塑＞斩B/6=0.唐67孟说明挡墙底发恭生应力重分布埋，最大墙底应饶力为：盲=2*707谦.98桨/同（驰3*2.7晕1希）没=174.1席6kp质a砌＜翁=1450k图pa朗掀（满足）俭（油4织）、基底应力享验算赤由于底板为宽肝6坦米非的钢筋混凝土姥，底板基底的话应力为：珠宰=707.9美8/6=11蚀8kp亚a租＜稀=200kp甘a拴摘（满足岭）洁樱厨2新.杆2视、当汽车吊吊惩梁时挡墙稳定勉性验算栋汽车吊拥重三G描汽漠=1000K碌N毫，一片空心板照梁苦重盆G染梁店=350K浊N腔，当汽车吊吊依梁过程中，荷狂载由四个牛腿嫂支撑，前排两急个牛腿作用在泼挡墙上面，对乐挡墙不产生侧奇压力，只需验茅算挡墙的抗压睬强度及基底应延力；后排两个右牛腿离挡墙有讨9始米鬼，对挡墙影响横很小，故可以喊忽略。所以只偶需验算前排两卧个牛腿对挡墙访的承载力。跟前排两个牛腿卡的最大荷载为测：波F=(100怪0+350)廊/2=675材KN衣2利.2茫.1率僻检算挡墙承载弓力络喜轧在牛腿荷载作鸦用下，根据荷坏载大致锁按遗45告°节向下扩散，则摇作用在牛腿下同的挡墙应力作醒用范围为耀：朱A=2*顽3m次2伐=25*0.饱5*3*2=进75KN智=(675+熟75)/(2蓝*3)=12召5kp辛a济＜马=2.2Mp等a蛾屋（满足）帆2吼.2号.2烫检算基底承载载力啄良欧根据荷载大致谜按南45剖°枕向下扩散，底希板的混凝土抗乡压强度是显然术可以满足，现亩验算基底承载床力，在上部局肿部荷载作用下皆，扩散到基底摆的作用范围蛇：滩A=6*犁6m后2梅。尘=(675+培539*3)低/(6*6)腥=63.7k沉p幕a笼＜倘=200kp误a物际（满足）唉2舍.拢3稼、计算底板钢斜筋电把底板看作悬妨臂梁，均布荷掏载努=63.7k嫂pa隙端部最大弯矩佣为面：添活选印倡坡絮M袄max雄=1/纷2筝L具2势=8(KN·疯m/m)殊L扫—挨—珠悬臂长度，为骗500mm池；转需要钢筋的总夸截面积：镇横队湾—筐—舱内力矩力臂系繁数，窄取某0.钻8手；顽H插—么—胡底板高度，为丢500mm铺；削—定—端钢筋混凝土保港护层厚度，取睛35mm缠；蜜—知—须钢筋抗拉强度剪，这里取一级游钢筋动，寇210Mp藏a火。嫩筝香贝=17.58颗*10幅6递/制（梁0.8*21沙0*46给5煌）羽=矛102mm钻2蛮选用其10@20搞0方（实配殿393蚂mm阅2怜＞阻102船mm折2凡），分布筋喷10@20惰0痕。圣铺设范别围午3*收3m韵，设垫置扛7足根通长钢筋。须图任7序违底板配筋图络二奏竿便梁厌支点力妄计算哗例三福：倾以晒D1础6喘便梁架为例鲁，已午知触D1村6涨便梁长衫16m绑，高晨0.9m陆，宽抢0.482m帆，自科重撑24.1魔t肿，全长程16.4m众。吗如图弃8老所示。扮求便梁在自重户和外荷载作用馅下样的衔支点力。骡图父8愁D1厕6爪便梁架空梦恒载：便梁自林重粮G预为初241K拿N迟，善其支点力为：躺屡梢恐＝昂1/2×24皆1邻＝月120.5K娃N票轮活载：按纽中－侧荷泻载录计算，产三根据影响线的瓜分布，考虑在斑最不利的情况鸣下的支反力（言如辟图嫌2险所示）多我图壤9D1令6隙便梁荷载云硬起船＝蜘1101.5初KN英故金总的如支点力为南：悬＝款＋惨＝确1排222切KN势若每条线路灶有摔2移片便梁，均匀预承担荷载，故羽每个支点的最榆大支反力为蜜：除1/2手＝划611KN雪三、桁架计算坚例题例四：既疤拆帖侄届定听妨电披别幼析图粪10仁桁架距首先确卫定膏“名零踢杆做”俊在刺2涝#精、受6炒#欣节点没有竖向贩荷载作用，壁则赏2-辆3盾、悟6-乞7邮杆不受力，乎为纺“武零拾杆认”求支座反力尿弊黑效核：限图塑11棋桁架秩轴力图纱四帆、一次超静定取连续梁的异内力灵计算础例差五乡：如茅图门1鄙2嫩连续梁务,济A孩处为固定铰链笑支理座舒,B,晴C枯二处为辊轴支进座山.酸梁作用有均布规荷载第，求连续梁的掀内力。早达塞饺即哪眉负研崖艇图阶12洪一次超静定连虚续梁予列静力平衡方烧程灿姻瞎捷帅惜妙··地······排······垦··导·脸（佩1炭）折尼餐兵绣努斯··衣······策······企····悠·拿（纳2想）三由变形协调方赴程徒府港葱湿仍择证镇···烂····稀·灾（喘3乌）溉由过（越1算）酬（鸭2陕）返（县3缘）式可得：捏取换A滴C欠段受力分析，世求崖C锦截面的弯矩不惜赖缠逮渐窄锡童掀征轮少松图能13君己连续梁谨弯矩图五、焊缝计算培1啄、对接直焊缝之的计算屑对接直焊缝承弟受轴心拉力或轧压力（设计值挨）时，按下式倾计算：劈式中：柴－烦焊缝计算长度潮，取等于钢板睛宽低度皆b狐，但未用引弧里板施焊时取腰b御-疑10mm查；幅晴t仪颂－缓桶在对接接头中恳为被连接两钢阀板的较小厚度框；鼠输－锹护对接焊缝的抗肢拉、抗压强度范设计值洗。墓钢板拼接对接四直焊缝承受弯馅矩金M伙,轧剪形力缝v搁和轴心拉义力熄N筋(级均设计远值清)陶时，按下式计汽算其强度完：城例惨六独：某设计衫500×既14苹钢板说对接声焊怠缝拼接。和钢板承受睡轴心拉力接，其中恒荷载牲和活荷载标准败值引起灵的轴心拉力值哨分别肉为疲700k偿N稠和售400k卡N堆，相应的荷载鹿分项系数累为欣1.续2搬和镜1.排4获。佩已知钢材为晒Q235-B皆·F(A井3F律)钥，剂采浪用嗓E4那3某型焊条手工电猎弧焊，三级质嗽量尸标准，施焊时并未用引弧板终。杏解逮：袭焊缝承受的轴桐心拉力设计值雪为特：纪舅园卫件N纸=700猪×海1.2+歼400这×昨1.4=忆1400k外N荡查表：订三级对接焊缝刃抗拉强度设计岛值应＝拌18杂5N/mm2汽，宋Q235羡抗拉强度艰＝劲215惯扫N/mm坛2很，摔先考虑用直焊邀缝验算其强度悟：妙＝统204.1N旨/mm2>洞=185N/肌mm丽2便（福但协<f破t抚＝珍215N/m余m巧2絮）例直焊缝强度不导够，故应采用救斜焊缝，按照面的要求布置斜乎焊缝如下图：大＝捡610.3m=166.6N/mm2<=185N/mm2（满足）芽冤箩=166.6N/mm2<=185N/mm2（满足）聚常宣忽划气辉篇贞见革披图扑13攀米对接焊缝角焊缝计算坟角焊缝受轴心叶荷载时的计算常例后七养：支撑拉杆与斧柱的连接如图捎14友，拉如力分N壶＝示700K监N支（设计值），运钢材党为毕Q23谢5嗓－推A·脾F耻（傅AY村3F碗），焊条鸽为母E4识3体，试设计其竖术向角焊缝乱。畜解：角焊缝已＝现160N/m预m茂2晴，蠢tan孙＝蔽1.库5担，栏sin恋＝甩（妇＝肚56.31扑°馒），角焊缝强泳度增大系数：摇＝悼1.1果4穷，正背面两条闲焊缝蹲，锹由公式：虚妇章领芦睡进圈采用焊言缝遵1拣0殊－墙30全0拨：点＝穷10崇×断（怕30响0酬－披1黎0应）＝兴2900mm弟2乎>养2714mm狐2宣株,解对中布置如图剃。敬跪兽班俭节苹约图决14鞠室角焊缝半螺栓连接鱼抗拉剪躲计算螺栓抗拉计算突例阻八荣：牛腿与柱把用且C沫级普通螺栓和瘦承托连接如图碍15陵所示，承受竖歌向荷载（设计购值每）脂F灭＝巾220K局N院，偏心筑矩边e损＝役200mm即，试设计其螺倦栓连接。已知派构件和螺栓均愚用坐Q23驼5庭－再A·量F份钢材，螺栓肉为糟M2敏0匀，孔径贼21.5mm移。屋图扫15凝蚊螺栓连接挥解：牛腿的剪锅力位V翼＝顿F读＝随220K规N申由端板刨平顶烘紧于承托宇传递，弯历矩校M彻＝老F旷e厦＝减220×20禾0邀＝党44×103性KNm费m挨，由螺栓连接握传递，使螺栓约受拉。初步假造定螺栓布置如挺图所示，对最撒下排螺熟栓阶O示’裁轴取矩，最大请受力螺栓（最摆上排）的拉力婆为：阻由公式：杰邮＝饶44×103蚕×320/[晚2仁×通（侵80狼2够+160乱2克+240融2闹+320孔2珠）阿]=36.6奇7KN旧一个螺栓的抗栗拉承载力设计舰值为：愁其中：费－螺栓有效截跪面积，淹＝混武－螺栓抗拉设棍计强度，牺＝播170KN/接mm脆2差所假定螺栓连陷接满足设计要钉求，确定采用摩。胀螺栓抗剪力计陵算丝例九纱：语以厕例八亭为依据，若把勉所设计的螺栓黄连接改绘用余B蓄级闭M2镇0浩普通螺栓而取斩消承托，计算岂连接是否满足讲设计要求，已乘知构件和螺栓片均嘴为据Q