桁架内力计算桥墩

一、设计资料 1.650

胶带机皮带运输能力为v＝1.6m／s ，砼最大浇筑强度t=50m3/t

桁架跨度为28m

二、荷载计算

恒载

桁架自重250kg/m 2.5KN/m2共有7t 胶带机自重0.25KN/m2

砼自重0.217014KN/m20.2170139

活载

临时荷载(人载)0.25KN/m2每4m一人

风载0.25KN/m2

总重为119.3KN

恒载设计值= 1.22.9670139 3.560417KN/m2

活载设计值= 1.40.50.7KN/m2

荷载组合(取最不利荷载组合)

全跨恒载+全跨活载

桁架上弦节点荷载P0= 4.856875KN/m2

由于采用的材料为旧材料，还有其余不可遇见荷载则有

P=1P0＝ 4.856875KN/m2

取P= 5.00E+00KN/m2

三、内力计算

桁架简图

四、杆件截面选择1、上弦杆截面选择

上弦端节间正弯矩取+0.8M0+0.8*Mo 0.75KN.m 节间正弯矩取+0.6M0+0.6*Mo 0.5625KN.m 节间负弯矩取-0.6M0-0.6*Mo -0.5625KN.m

M0为相应节间按简支梁计算的最大弯矩

M0＝（P/2）*lx/4＝

0.9375KN.m

(根据水工钢结构P130)

按受力最大的弦杆设计,沿跨度全长截面保持不变.上弦杆B9为压弯杆件

上弦杆B5为压弯杆件

N=0KN Mx=0.5625KN.m Lx＝150cm Ly＝150cm

上弦杆的截面特性

有A=18.038cm2

W1x=38.48cm3ix= 4.5cm4

W2x=55.82cm3iy= 2.59cm4

1)按公式

验算弯矩作用平面内的稳定性

查表得截面塑性发展系数

v1x=1v2x=1(查水工钢结构表P.139)λx=Lx/ix=33.33333∠[λ]=150查表得稳定系数ψx=0.995N EX=此处节间弦杆相当于两端支承有端弯矩横向荷载同时作用,且使构件产生反向曲率的情况,根据规范等效弯矩系数βmx=0.85(p138)则可验算平面内稳定

=12.425286＜f=215

N/m2

选用∠140×90×8的不等边角钢3297.292KN

f

N N 8.01W V M A

N EX 1X X X

x ≤⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛-+ωτβψ=2X

2EA

λ

π⎪⎪⎭

⎫

⎝

⎛-+EX 1X X X x N N 8.01W V M A

N

ωτβψ+x V

A

N

ψ

在验算另一侧稳定

＝8.5654783＜f=215

N/m2

根据上述计算可得，弦杆作用平面内稳定2）按公式

验算弯矩作用平面外的稳定

λy=Ly/iy=57.91506∠[λ]=150查表得稳定系数ψy=0.921N EX=计算可得ψb＝

1βtx＝

0.85

代入公式有

8.875204＜f=215N/m2

ψb=

1.4箱型截面

所以可保证弦杆弯矩作用下面外稳定

3）强度验算：由于上弦杆两端的弯矩比较大，同时W2x较小。因此尚需验算节点负弯矩截面强度

14.617983＜f=215N/m2

因B2～B11的弯矩值和B12相同，而轴心力均小于B12，因采用的材料一制，故不用验算上弦杆B1，N＝0 M＝

0.8KN.m

19.4904＜f=215

N/m2

1092.275KN

x

1b X tx x w M A N ψβψ+

=2X

2EA

λ

π=+x

1b X

tx x w M A N ψβψ=+xx

22x X w M A N ν=xx

22x X w M ν=+xx

22x X w M A N ν⎪

⎪⎭⎫

⎝

⎛-++EX 2x X X x N N 25.11w V M A

N ωτβψ

2，下弦杆截面选择

按轴心拉杆设计，沿全长截面不变，最大轴心拉力为U9＝0KN

=0cm2

实际取

A=48.7cm2W1x=474.879cm3ix=12.49cm4W2x=46.473cm3iy= 2.502cm4

λx=Lx/ix=12.00961∠[λ]=3503.验算斜杆

D1受力为最大的压杆D1＝-146.2622KN

= 6.802cm2λy=Ly/iy=59.95204

∠[λ]=350斜杆选用∠63×63×6的等边角钢

Ao=14.576cm2＞A W1x=12cm3ix= 1.93cm4

W2x=19.32cm3iy=

2.43cm4

满足要求

4.验算腹杆

V3为最大的压杆V＝-30KN

= 1.39535cm2λy=Ly/iy=61.7284

∠[λ]=350斜杆选用∠63×63×6的等边角钢

Ao=14.576cm2＞A W1x=12cm3ix= 1.93cm4W2x=19.32cm3iy=

2.43cm4

满足要求5.验算整体稳定 截面

A＝4*∠140×90×8

3607.6mm2ix=0.43180007740mm4iy=0.439500

4085mm4

Ix=ix 2A

＝ 2.2E+11mm4Iy=iy 2A

＝ 5.3E+10mm42.2E+11mm4Wz＝Iy/y= 2.47E+08mm4

Iz＝√Ix 2+Iy 2=f

N

A =

f

N A =

f

N A =

假设两端为绞接

M＝1/8ql 2417.5208KN.m δ＝M/ω 1.688349＜f=215N/mm2

梁整体稳定的临界弯矩

Iw=

2.23E+11mm4Iy= 5.32E+10mm4l 2＝7.84E+08mm E= 2.06E+05N/mm2G=7.90E+04N/mm2J= 2.04E+04mm4π2=9.869604Mcr= 5.49E+08N.mm =

548.8745

KN.m

＞M＝417.5208

2.219509＜f=215N/mm2

q= 4.4849KN/m l 4＝ 6.15E+17mm

fmax＝

7.83E-018.00E-01

梁的允许扰度f=l/400=70mm＞

8.00E-01

因此桁架稳定

δ＝Mcr/ω＝

EI

qx 38454

l l πy

2

2Y w

2

y

2cr EI GJ I I EI M π+=

立柱计算书

立柱材料采用4＂管

立柱的高度为

25m

25000mm

L=

3000mm

3m l=

3m

二、荷载计算`恒载

立柱自重 4.2t 2.5KN/m2

活载

临时荷载(人载)4KN 每4m一人

风载

0.25KN/m2立柱受力

2.5t

荷载计算恒载设计值= 1.280.4KN 活载设计值= 1.44 1.4KN 荷载组合(取最不利荷载组合)恒载+全活载立柱轴心受力为P0=162KN 有桁架反力时

P0=121.4KN 无桁架反力时

1.风载计算W＝Wo μz μs βAf 平行于立柱的风向

μz＝ 1.2μs＝1.3φ（1+η）φ=∑Ac/Af

∑Ac 立柱受风面杆件投影面积= 5.8015595m2Af 受风面的轮廓面积=75m2

∴φ=∑Ac/Af =0.0773541h/b=1

由荷载规范查得η=1

μs=1.3φ（1+η）=0.20112

β按荷载规范计算得出β= 3.08

W＝Wo μz μs βAf=13.937667

KN

沿立柱高度方向平均风载为：

q=w/H=0.557507KN/m

∑Ac =13.440385m2Af 受风面的轮廓面积=127.26m2∴φ=∑Ac/Af

=0.1056136

当风向沿立柱对角线方向吹时,井架受风的投影面积

h/b=1

由荷载规范查得η=0.85

μs=1.3φ（1+η）=0.254

β按荷载规范计算得出β= 3.08

W'＝Wo μz μs βAf =29.867491KN

沿立柱高度方向平均风载为：

q=w/H= 1.1947KN/m

2.弯矩计算

（1）无桁架反力时,立柱为一端规定一端自由,受风载作用时

M=1/8ql 293.33591KN.m 200293.3359

（2）由桁架反力时,立柱为两端绞支,受风载作用时

M=1/8ql 293.33591KN.m

3.截面验算主肢、缀条：

4＂管力学特性 A =10.462cm21046.2mm2

Ix=161.238cm4

ix= 3.925cm

格构式立柱截面面积为A =4×4＂管41.848cm24184.8mm2

φ=114mm=0.114m

ix=0.4330001290mm4

iy=0.4330001290mm4

Ix=ix 2A＝ 1.74E+09mm4

Iy=iy 2A＝ 1.74E+09mm4

2.46E+09mm4

Wz＝Iy/y=11413mm3

立柱的整体稳定性验算

无桁架反力作用时λy=Ly/iy=38.75969∠[λ]=150

换算长细比λoy=40.77148ψy=0.865

查表N EX==212.24667＜f=215N/mm2

fmax＝ 2.35E+002.40E+00mm

5113147N

Iz＝√Ix 2+Iy 2＝λ1y

2y A A 40+=2y 2EA λπ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+EX 1X X

y N N 8.01W M A N ωτβψδ＝＝EI qx 84

有桁架反力

λy=Ly/iy=19.37984∠[λ]=150

换算长细比λoy=23.142567查得

ψy=0.946查表

N EX==

59.4047＜f=215N/mm215870046N ⎪⎪

⎭

⎫ ⎝⎛-+

EX 1X X

y N N 8.01W M A N ωτβψδ＝＝

λ1y

3y A A

40+=2y

2EA

λπ

+A N

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