利用SMSolver軟件進(jìn)行桁架驗(yàn)算

1、利用SM Solver軟件進(jìn)行桁架驗(yàn) 算作者: 日期:利用SM Solver軟件進(jìn)行桁架驗(yàn)算譚杰張時(shí)賓(中交四航局第二工程有限公司，廣東廣州510300)摘要：在大型水工構(gòu)筑物模板設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到桁架計(jì)算的問(wèn)題，本文以惠來(lái) 電廠墩臺(tái)底層三腳架計(jì)算為例，介紹了結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算軟件SM Solver進(jìn)行簡(jiǎn)單桁 架訃算的使用方法，對(duì)以后施工中模板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化計(jì)算量，提高計(jì)算精度有一定的 幫助。關(guān)鍵詞：桁架受力訃算SM Solver1、引言廣東惠來(lái)電廠10萬(wàn)噸碼頭擴(kuò)建工程沉箱上部為現(xiàn)澆墩臺(tái)，長(zhǎng)26.975m,寬 14.5m,高6.8m,底標(biāo)高為+1.7 m,頂標(biāo)高為+8.5m。墩臺(tái)設(shè)計(jì)為箱式結(jié)構(gòu),前 沿設(shè)訃懸

2、飄1.75m。根據(jù)墩臺(tái)的復(fù)雜情況，將混凝土澆注分多次進(jìn)行澆注，笫一次在懸臂三腳架、底模和側(cè)模安裝好后，先整體澆注到標(biāo)高為+2.7m,形成一個(gè)整體平臺(tái)。待下層混凝土達(dá)到要求的強(qiáng)度后，再安裝內(nèi)外側(cè)模板等，澆注第二、三層墻身。墩臺(tái)底層三腳架釆用M24螺栓與沉箱預(yù)留圓臺(tái)螺母相連，M24螺栓間距為45cm,墩臺(tái)前沿共有30個(gè)螺栓，螺栓同時(shí)承受拉力和剪力。A-A作者簡(jiǎn)介：譚杰(1985. 10-),男，湖北荊州人，助理工程師，從事港航施工管 理.2、受力分析墩臺(tái)模板三角桁架上承受的重量主要有泵送混凝土出料口沖擊力、操作人員 荷載、工具荷載、模板荷載、栓自重、振搗荷載組成。1、泵送混凝土出料口沖擊力：Ftm

3、ax=Q( Q/b2+2 )x 10=0.015x(0.015/0.152+2)x 10=0.5KN2、操作人員荷載有：每人按800KN計(jì)算，共有15人F2=800x15=12KN3、工具荷載：每一操作人員機(jī)具按300KN計(jì)算；F3=300x15=4.5KN4、模板荷載，按5T考慮F4=5000x9.8=49KN5、三角架自重，按5T考慮Fs=5000x9.8=49KN6、栓自重：考慮沉箱安裝因素，按懸臂2m計(jì)算，澆筑lm高；F6=24.5x2.0x 14.5x1.0=7 10.5KN7、栓振搗力：F7=2x2x0.45=1.8KN按最不力荷載考慮，則單片三角架受力為：作用在節(jié)點(diǎn)三的集中力:F

4、 二 Ftmax+F7+(F2+F3+F4+F5)/30=6.11KN作用在桿1和桿2上的均布荷載為F均=710.5一 14.52x0.45= 11.42KN/m3、SM Solver軟件原始數(shù)據(jù)錄入結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器(Stnictural Mechanics Solver,簡(jiǎn)稱SM Solver)是一個(gè)面向 工程技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算軟件，其求解內(nèi)容包括了二維平面結(jié)構(gòu)(體 系)的兒何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線、自由振動(dòng)、彈性穩(wěn)定、 極限荷載等經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中所涉及的一系列問(wèn)題，全部采用精確算法給出精 確解答。輸入命令基本上按照“命令”菜單中子菜單順序或工具欄上相應(yīng)按鈕的順序

5、即可。以下是簡(jiǎn)單的訃算求解步驟:SM Solver軟件符號(hào)約定如下：1. 整體坐標(biāo)為(x,y),轉(zhuǎn)角或彎矩以x向y轉(zhuǎn)為正；2. 局部坐標(biāo)的f從單元的端點(diǎn)1指向端點(diǎn)2,十坐標(biāo)從疋坐標(biāo)按右手準(zhǔn) 則轉(zhuǎn)90度獲得；3. 所有與位移有關(guān)的量均按整體坐標(biāo)(x,>，)輸入和給出；4. 結(jié)點(diǎn)荷載方向按整體坐標(biāo)定義，與整體坐標(biāo)同向?yàn)檎?. 單元荷載方向按局部坐標(biāo)定義，其正方向?yàn)榫植孔鴺?biāo)的反方向；6. 彎矩圖畫在桿件受拉纖維一邊，將局部坐標(biāo)/<0 一側(cè)的彎矩圖標(biāo)為正 號(hào)；7. 剪力以繞微段隔離體順時(shí)針轉(zhuǎn)者為正，正剪力畫在局部坐標(biāo)/>0 一側(cè);8. 軸力以受拉為正，正軸力畫在局部坐標(biāo)/>0

6、 一側(cè)，且用紅色表示受拉, 藍(lán)色表示受壓；9. 角度單位為蘆：°.10所有單位山用戶事先統(tǒng)一，比如：所有長(zhǎng)度單位取為米，力的單位取為千 牛等；將待求解三腳架各個(gè)參數(shù)及荷載按照格式、符號(hào)要求輸入編輯器如下：編輯誥-SM Solver - C:USERSTANJDOCU.La L回丨 卻J 文件(F)編輯(E)童看CV)命令(C)求解 ®Q(W)幫助(H)l-kh箔總 5,-0.847, -0.792 箔點(diǎn),6,7 554,-0.424 藝點(diǎn),7。-052 里元,3, 2,1,1, 0,1,1,0 近 2,1, 1,1, 0,1, 1,0 雲(yún)元,4, 5,1,1, 0,1.1,

7、0 里元,56 X I3 乞 1,1,0 更元,6, 3舁,1,0,1,1,07,4, 1,1,1,1, 1,07,1,1,1,1,11,02, 5, 1,1, 0,1, 1,026 1,1。1,1,0 B 7,1,1,0,1.1,0玄承,7, 2,90,0,0 逗兄玄星越4 9°衛(wèi) 適點(diǎn)迥軌3,1,0.11,-90 里元迥瓠 2、3,11.42,0,1,90 單耳児就 1, 3, 11-42,0. 25,1,90 尺寸線，ls 0. 05, 0.05,12, 0. 7,0. 5,-2. 366,0. 3, 1. 519,-0.創(chuàng) 尺寸線，J 0. 05, 0.05,12,0. 7,

8、0. 5, 0. 3, 0.0. 52,0. 3廠0 52, C 尺寸線，J 0. 05, 0.05,12, 1. 0,0. 5,-2. 366,-1. 4, 0.812,-1. EIII整個(gè)文檔 行：19 列總行勤：和 > 本地求解SM Solver觀覽器自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)圖示:注意：圖中尺寸以m為單位，集中荷載以KN為單位，均布荷載以KN/M為單位4、利用SM Solver軟件求解根據(jù)軟件規(guī)則，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，給出桿端內(nèi)力值（反力值）、繪內(nèi)力圖 （反力圖）、桿件內(nèi)任一點(diǎn)的內(nèi)力、內(nèi)力結(jié)果輸出文件。若為靜定結(jié)構(gòu)，則不輸入 桿件剛度也可以求解內(nèi)力。求解結(jié)果如下：標(biāo)題：胸墻底層三腳架驗(yàn)算內(nèi)力計(jì)

9、算桿端內(nèi)力值（乘子=1）桿端1桿端2元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩121. 04466164. 878838130.0000000021.0446616-8.131396880.00000000221. 07581454.836370000.0000000021.0758145-4.836370000.000000003-41. 11228200.000000000.00000000-41.11228200.000000000.000000004-23. 75992980.000000000.00000000-23.75992980.000000000.000000005-23.74091240

10、.000000000.00000000-23.74091240.000000000. 00000000619.020085315.3493327-10. 959423519.020085315.34933270. 000000007-1.83637000-21. 075814510.9594235-4.83637000-21.07581450. 000000008-12.98644970.000000000.00000000-12.98641970.000000000. 0000000090.036325610. 000000000.000000000.036325610.000000000.

11、000000001016.14537250. 000000000.0000000016.14537250.000000000.00000000反力訃算約束反力值（乘子=1)支座結(jié)點(diǎn)約束反力合力結(jié)點(diǎn)水平豎直力矩大小角度力矩751. 797324328.79297500.0000000059.262114429. 06870130.000000004-51. 79732430.000000000.0000000051.7973243180. 0000000.00000000SM Solver軟件輸出軸力、剪力、彎矩、支座反力圖:5根據(jù)求解結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算（1）螺栓驗(yàn)算本螺栓山于承受剪力，采用直徑為

12、p24的C級(jí)普通螺栓,螺栓直徑等級(jí)設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度（爐）設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度（前）申24C級(jí)170N/mnr130N/mm2Nvb=ftbxA=76.87KNNtb=ftbxA=58.7KN(2&9/58.7)2+(52.14/76.87)2=0.83<12,滿足要求.安全系數(shù)為：1/0.83=1.2(2)槽鋼驗(yàn)算最大彎矩位于節(jié)點(diǎn)6處，Mmax=13.74KN.M,V=19.25KN,N=23.8KNWz=2x62.1cm3=1.24xl0_3mA=15.69cm2Gimax=Mmax/Wz=l 17MPa<aG2max=V/A= 12.3MPa<G3max=N/A= 15.2MPaGimax+G2max+G3max= 144.5MPa< a=215MPa,滿足要求。桁架最大拉、壓力位于節(jié)點(diǎn)5處，N=-51.47KN (受壓)，An=1569店96/4.9553=19.4 T=0.983a=N/TA=51470/0.983x 1569=33.6MPa<o=215MPa,滿足要求。6、結(jié)語(yǔ)本文通過(guò)SM Solver軟件僅對(duì)惠來(lái)電廠墩臺(tái)底層三腳架進(jìn)行了簡(jiǎn)單驗(yàn)算，通 過(guò)驗(yàn)算保證了施工過(guò)程中模板支立的安全系數(shù)，通過(guò)算例可以看出結(jié)構(gòu)力學(xué)求解 器即SM Solver是一個(gè)很輕巧的計(jì)