慕松達(dá)水電站廠房吊車梁內(nèi)力及配筋計(jì)算

1、目錄1 計(jì)算總說明11.1 計(jì)算目的和要求11.2 計(jì)算原理11.3 計(jì)算假定11.4 計(jì)算基本資料12 計(jì)算過程（l0=6.49m）22.1 荷載計(jì)算22.2 梁的計(jì)算跨度32.3 內(nèi)力計(jì)算42.4 配筋計(jì)算62.5 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算132.6 成果分析163 計(jì)算過程（l0=5.060m）173.1 荷載計(jì)算173.2 梁的計(jì)算跨度173.3 內(nèi)力計(jì)算183.4 配筋計(jì)算203.5 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算263.6 成果分析294 計(jì)算過程（l0=4.305）304.1 荷載計(jì)算304.2 梁的計(jì)算跨度314.3 內(nèi)力計(jì)算314.4 配筋計(jì)算344.5 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算394.6 成

2、果分析435 總結(jié)43 1吊車梁內(nèi)力及配筋計(jì)算1 計(jì)算總說明慕松達(dá)水電站主廠房上、下游側(cè)排架柱上各布置6根預(yù)制吊車梁，吊車梁凈跨由4.10m、4.81m、4.82m、6.25m四種組成，相鄰凈跨為4.81m的吊車梁與凈跨為4.82m的吊車梁跨度差小于10%，故取4.10m、4.82m、6.25m三種梁進(jìn)行計(jì)算。1.1 計(jì)算目的和要求 利用已作出的彎矩和剪力影響線圖，繪出吊車梁的彎矩和剪力包絡(luò)圖，求出吊車梁的最大內(nèi)力，最終計(jì)算出吊車梁的配筋。1.2 計(jì)算原理 依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理計(jì)算出吊車梁的內(nèi)力影響線及最終繪出內(nèi)力包絡(luò)圖。 依據(jù)水工鋼筋混凝土理論進(jìn)行配筋計(jì)算及正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算。1.3 計(jì)算假

3、定作出吊車梁的影響線，假定橋機(jī)車輪在梁上移動(dòng)，橋機(jī)在某一位置時(shí)的影響線縱標(biāo)值之和最大時(shí)，為荷載最不利位置。慕松達(dá)水電站廠房吊車梁設(shè)計(jì)為單跨預(yù)制T形梁，計(jì)算時(shí)視吊車梁為鉸接簡支梁。1.4 計(jì)算基本資料梁的凈跨度分別為6.25m、4.82m和4.10m，梁的支承寬度按0.24m、0.50m計(jì)算。初擬該T形梁的梁高h(yuǎn)=800mm，梁肋寬b=400mm， 梁翼緣寬，梁翼緣高?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30： 、使用鋼筋為現(xiàn)場采購的南非本地鋼筋，其中：受力鋼筋為SANS 920：2005 450MPa：箍筋為ANS 920：2005 250MPa：橋機(jī)計(jì)算跨度： L=10.6m大車每側(cè)的輪子數(shù)： m=2橋機(jī)輪子

4、的最大輪壓荷載： 184kN最大起吊容量： 250kN橋機(jī)總重： 195kN橋機(jī)每側(cè)輪距為：3.7m主鉤至吊車梁軌道的極限距離： 距上游側(cè)： 1.60m距下游側(cè)： 1.60m依據(jù)的規(guī)范及參考文獻(xiàn)：DL/T5057-2009 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范SL2662001水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范DL 50771997水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范SL 1912008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中國水利水電出版社 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)高等學(xué)校工程教材結(jié)構(gòu)力學(xué)水利電力出版社水電站廠房設(shè)計(jì)2 計(jì)算過程（l0=6.49m）2.1 荷載計(jì)算由水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得。永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，吊車豎向輪壓動(dòng)力系數(shù)

5、。梁上作用的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：C30細(xì)石混凝土找平層標(biāo)準(zhǔn)值: 鋼軌及附件重標(biāo)準(zhǔn)值： （參考盛山電站）均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：均布荷載設(shè)計(jì)值：梁上作用的移動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：移動(dòng)荷載：根據(jù)廠家資料豎向最大輪壓：移動(dòng)（集中）荷載設(shè)計(jì)值：最大水平橫向剎車力：根據(jù)DL5077-1997水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范，水平橫向剎車力按小車、起吊重量、吊具重的4%取值2.2 梁的計(jì)算跨度計(jì)算跨度l0（單跨簡支梁）：單跨最長為，凈跨為，梁兩端的支承寬度a分別為0.50m、0.24m。,取較小值。所以梁的計(jì)算跨度取6490mm。吊車梁的計(jì)算簡圖見圖2.2-1。2.3 內(nèi)力計(jì)算將單跨吊車梁分成10等分，因結(jié)構(gòu)及荷載對稱，

6、取半跨05共6個(gè)截面進(jìn)行計(jì)算，則相鄰截面間距為0.649m，由水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得。a) 在均布荷載P作用下，各計(jì)算截面的內(nèi)力可按下式計(jì)算： （2.3-1） （2.3-2）將代入上兩式得各截面的彎矩和剪力，見表2.31。表2.3-1 均布荷載作用下截面的彎矩和剪力表截面內(nèi)力0123450 22.740.453.060.663.138.931.123.315.67.80b) 在吊車最大豎向輪壓作用下，先求解得預(yù)制單跨簡支梁的彎矩和剪力影響線，具體過程詳見廠房吊車梁影響線計(jì)算算稿，影響線系數(shù)成果見表2.3-2和表2.3-3。表2.3-2 彎矩影響線成果表項(xiàng)目截面0截面1截面2截面3截面4

7、截面500.1230.2060.2490.2520.250表2.3-3 剪力影響線成果表項(xiàng)目截面0截面1截面2截面3截面4截面51.42991.22991.02990.82990.62990.5000min0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5移動(dòng)荷載各計(jì)算截面的最大（最?。﹥?nèi)力按下式計(jì)算： （2.3-3） （2.3-4）將代入上式，得各截面的彎矩和剪力，見表2.3-4。表2.3-4 移動(dòng)荷載作用下截面的彎矩和剪力表截面內(nèi)力0123450169.6284.1343.4347.6344.8303.9261.4218.9176.4133.9106.30-21.3-42.5-63.8-85.0-

8、106.3c) 疊加后的內(nèi)力見表2.3-5。表2.3-5 疊加后內(nèi)力表截面內(nèi)力0123450192.4324.5396.4408.2407.9342.8292.5242.2191.9141.6106.338.99.9-19.2-48.2-77.2-106.3根據(jù)表2.3-5，將彎矩和剪力內(nèi)力包絡(luò)圖繪出，見圖2.3-1。2.4 配筋計(jì)算2.4.1 正截面承載力計(jì)算該吊車梁采用預(yù)制，梁的截面尺寸參考類同的結(jié)構(gòu)取用，梁高滿足梁跨的要求，梁的高寬比h/b也滿足要求，需要求受拉鋼筋截面面積。吊車預(yù)制T形梁高度h=800mm，梁肋寬b=400mm，翼緣計(jì)算寬度，翼緣計(jì)算高度。根據(jù)2.3節(jié)的計(jì)算結(jié)果可知，梁

9、的下部配筋需根據(jù)2.3節(jié)內(nèi)力計(jì)算中的彎矩包絡(luò)圖（圖2.3-1）中的值進(jìn)行計(jì)算。梁下層配筋計(jì)算，估計(jì)需配一排縱筋，取， 。 確定翼緣計(jì)算寬度按水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)中的表3.3查得。，獨(dú)立T形梁，所以上述兩值均大于翼緣實(shí)有寬度（700mm），故取。 鑒別T形梁所屬情況： 所以屬于第一種情況的T形梁（），按寬度為700mm的矩形梁進(jìn)行計(jì)算。 選配鋼筋。2.4.2 斜截面承載力計(jì)算2.4.2.1 截面尺寸復(fù)核根據(jù)2.3內(nèi)力計(jì)算中的剪力包絡(luò)圖（圖2.3-1），可知橋機(jī)軌道梁中的最大剪力值為。驗(yàn)算截面尺寸，由于 ，根據(jù)DL/T 50572009水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的公式9.5.11得： 故截面尺寸滿足

10、抗剪要求。2.4.2.2 驗(yàn)算是否按計(jì)算配置腹筋： 應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。2.4.2.3 腹筋計(jì)算 初選四肢箍筋，選用，即，。a) 驗(yàn)算配筋率： 滿足要求。b) 計(jì)算： 滿足抗剪要求。2.4.3 抗扭計(jì)算橫向水平剎車力T系通過大輪子傳給軌頂、由軌頂再傳給吊車梁的。力的方向?yàn)樗较颍Φ淖饔梦恢门c豎向輪壓相同，因此梁在橫向水平剎車力作用下的內(nèi)力計(jì)算與豎向一樣，只需將T代替豎向計(jì)算中的Pmax，而自重等均布恒載則不予考慮。根據(jù)SL266-2001水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范（4.2.4）公式，計(jì)算作用于吊車梁的扭矩標(biāo)準(zhǔn)值： 式中： 吊車軌道安裝偏差，一般??；吊車橫向水平剎車力T對截面彎曲中心的距離，；軌道頂至吊

11、車梁頂面的距離，取(參考盛山電站)； 吊車豎向輪壓動(dòng)力系數(shù)，1.05；吊車最大豎向輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，； 截面彎曲中心至截面頂面距離； 吊車橫向水平作用標(biāo)準(zhǔn)值（一個(gè)輪子），13.2； 扭矩和剪力共同作用下的組合系數(shù)，； 先求出截面彎曲中心至截面頂部的距離見圖2.4-1。 梁的最大扭矩（產(chǎn)生在近支座截面處，和求單跨梁支座最大剪力的方法相同。a) 驗(yàn)算截面尺寸：梁肋 ： 翼緣 ： 整個(gè)截面受扭塑性抵抗矩為： 截面尺寸滿足要求。b) 驗(yàn)算是否需按計(jì)算確定抗剪扭鋼筋應(yīng)按計(jì)算確定抗剪扭鋼筋。c) 抗彎縱筋計(jì)算：判別T形梁截面類型： 屬于第一類T形截面，按矩形截面計(jì)算，與前面計(jì)算配筋一致。d) 腹板抗剪扭鋼筋計(jì)算

12、1)T形截面的扭矩分配：梁肋：翼緣： 2) 驗(yàn)算腹板的配筋是否按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算不能忽略V的影響。 不能忽略的影響，腹板應(yīng)按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算。3）腹板抗剪箍筋計(jì)算選四肢箍筋，經(jīng)計(jì)算，滿足腹板彎剪扭共同作用的要求。4）腹板腰筋計(jì)算配置三排腰筋，故單根腰筋的配筋面積為： 選配鋼筋，滿足要求。e) 翼緣抗扭鋼筋計(jì)算受壓翼緣按純扭構(gòu)件計(jì)算（不計(jì)V的影響）：1) 箍筋： 故按構(gòu)造配箍筋。為與腹板箍筋協(xié)調(diào)統(tǒng)一，選雙肢箍筋， 2) 縱筋：滿足要求,選用 。2.5 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算2.5.1 裂縫寬度驗(yàn)算因該梁處于室內(nèi)正常環(huán)境，環(huán)境類別為一類，根據(jù)SL 1912008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的表3.2.7可知

13、， 最大裂縫寬度限值。在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的最大裂縫寬度計(jì)算公式：式中：考慮構(gòu)件受力特征和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，受彎構(gòu)件；最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離（mm）， ；鋼筋直徑（mm），；受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積，；有效受拉混凝土截面面積，；縱向受拉鋼筋的有效配筋率，；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力；鋼筋的彈性模量，；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的彎矩值：故滿足裂縫寬度要求。2.5.2 撓度驗(yàn)算荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的短期剛度：式中：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的短期剛度；鋼筋與混凝土彈性模量之比，；混凝土的彈性模量，；截面肋寬，；截面有效高度，；縱向受拉鋼筋的配筋率，；受

14、拉翼緣面積與腹板有效面積的比值，；受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值，取，； 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件剛度B:根據(jù)SL 1912008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的表3.2.8可知，吊車梁在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下?？紤]實(shí)際運(yùn)用中最大吊裝荷載屬短期作用，故撓度可滿足要求。2.5.3 吊環(huán)應(yīng)力驗(yàn)算 在預(yù)制軌道梁采用四吊點(diǎn)起吊,根據(jù)DL/T 50572009 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范12.6.6條的規(guī)定，當(dāng)一個(gè)構(gòu)件上設(shè)有4個(gè)吊環(huán)時(shí)，設(shè)計(jì)中按3個(gè)吊環(huán)同時(shí)發(fā)揮作用考慮。梁實(shí)際制造長度每個(gè)吊環(huán)所承受的拉應(yīng)力為為滿足吊環(huán)所承受的拉應(yīng)力要求，需滿足以下式子： 選擇20（）鋼筋即可滿足吊環(huán)所承受應(yīng)力的要求。2.5.3

15、 吊裝驗(yàn)算 設(shè)吊點(diǎn)離梁端1.24m處，吊點(diǎn)截面處產(chǎn)生的負(fù)彎矩為：式中： 吊裝動(dòng)力系數(shù)， 。主形心軸至梁頂?shù)木嚯x：則主形心軸至梁底的距離：對主軸的慣性矩： 則吊點(diǎn)截面上部產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：滿足要求。2.6 成果分析通過計(jì)算該吊車梁采用預(yù)制T形梁，吊車梁截面尺寸梁高、梁肋寬、翼緣寬度、翼緣高度；梁承受的最大荷載為吊車的最大輪壓，根據(jù)荷載計(jì)算，該梁底部受力鋼筋為，底部受拉鋼筋分一排布置；抗剪箍筋選用四肢箍筋,翼緣按構(gòu)造要求選用雙肢箍，縱筋，為了保證其配筋骨架的整體性并防止由于溫度變形及混凝土收縮等原因使梁中部產(chǎn)生豎向裂縫，需在梁兩側(cè)配置縱向架立鋼筋，選用的鋼筋，同時(shí)設(shè)立拉筋?？紤]到梁承受的荷載和跨度，

16、分別對梁進(jìn)行了裂縫寬度、扭曲、撓度等驗(yàn)算，均滿足要求。具體的配筋見圖2.6.1。圖2.6.1 配筋圖3 計(jì)算過程（l0=5.060m）3.1 荷載計(jì)算永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，吊車豎向輪壓動(dòng)力系數(shù)。梁上作用的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值（以下數(shù)據(jù)計(jì)算過程見第2.1節(jié)）：均布荷載設(shè)計(jì)值：梁上作用的移動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：移動(dòng)（集中）荷載設(shè)計(jì)值：最大水平橫向剎車力：3.2 梁的計(jì)算跨度計(jì)算跨度l0（單跨簡支梁）：梁凈跨為，梁兩端的支承寬度a為0.24。,取較小值。所以梁的計(jì)算跨度取。吊車梁的計(jì)算簡圖見圖3.2-1。3.3 內(nèi)力計(jì)算因結(jié)構(gòu)及荷載對稱，取半跨6個(gè)截面進(jìn)行計(jì)算，則相鄰截面間距為0.5060m，由水

17、工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得。a) 在均布荷載P作用下，各計(jì)算截面的內(nèi)力可按下式計(jì)算： （3.3-1） （3.3-2）將代入上兩式得各截面的彎矩和剪力，見表3.31。表3.3-1 均布荷載作用下截面的彎矩和剪力表截面內(nèi)力0123450 13.75524.45332.09536.68038.20830.26424.21118.15812.1066.0530b) 在吊車最大豎向輪壓作用下，先求解得預(yù)制單跨簡支梁的彎矩和剪力影響線，具體過程詳見廠房吊車梁影響線計(jì)算算稿，影響線系數(shù)成果見表3.3-2和表3.3-3。表3.3-2 彎矩影響線成果表項(xiàng)目截面0截面1截面2截面3截面4截面500.1070.1

18、730.2100.2400.250表3.3-3 剪力影響線成果表項(xiàng)目截面0截面1截面2截面3截面4截面51.2671.0670.8670.7000.6000.500min0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5移動(dòng)荷載各計(jì)算截面的最大（最?。﹥?nèi)力按下式計(jì)算： （3.3-3） （3.3-4）將代入上式，得各截面的彎矩和剪力，見表3.3-4。表3.3-4 移動(dòng)荷載作用下截面的彎矩和剪力表截面內(nèi)力0123450114.8185.7225.4257.6268.3269.3226.8184.3148.8127.5106.30-21.3-42.5-63.8-85.0-106.3d) 疊加后的內(nèi)力見表3.

19、3-5。表3.3-5 疊加后內(nèi)力表截面內(nèi)力0123450128.6210.1257.5294.3306.5299.6251.0202.5160.9133.6106.330.33.0-24.3-51.7-79.0-106.3根據(jù)表3.3-5，將彎矩和剪力內(nèi)力包絡(luò)圖繪出，見圖3.3-1。3.4 配筋計(jì)算3.4.1 正截面承載力計(jì)算該吊車梁采用預(yù)制，梁的截面尺寸參考類同的結(jié)構(gòu)取用，梁高滿足梁跨的要求，梁的高寬比h/b也滿足要求，需要求受拉鋼筋截面面積。吊車預(yù)制T形梁高度h=800mm，梁肋寬b=400mm，翼緣計(jì)算寬度，翼緣計(jì)算高度。根據(jù)3.3節(jié)的計(jì)算結(jié)果可知，梁的下部配筋需根據(jù)3.3節(jié)內(nèi)力計(jì)算中的

20、彎矩包絡(luò)圖（3.3-1）中的值進(jìn)行計(jì)算。梁下層配筋計(jì)算，估計(jì)需配一排縱筋，取， 。 確定翼緣計(jì)算寬度按水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)中的表3.3查得。，獨(dú)立T形梁，所以上述兩值均大于翼緣實(shí)有寬度（700mm），故取。 鑒別T形梁所屬情況： 所以屬于第一種情況的T形梁（），按寬度為700mm的矩形梁進(jìn)行計(jì)算。 選配鋼筋。3.4.2 斜截面承載力計(jì)算3.4.2.1 截面尺寸復(fù)核根據(jù)3.3內(nèi)力計(jì)算中的剪力包絡(luò)圖（圖3.3-1），可知橋機(jī)軌道梁中的最大剪力值為。驗(yàn)算截面尺寸，由于 ，根據(jù)DL/T 50572009水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的公式9.5.11得： 故截面尺寸滿足抗剪要求。3.4.2.2 驗(yàn)算是否按計(jì)

21、算配置腹筋： 應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。3.4.2.3 腹筋計(jì)算 初選四肢箍筋，選用，即，。a) 驗(yàn)算配筋率： 滿足要求。b) 計(jì)算： 滿足抗剪要求。3.4.3 抗扭計(jì)算橫向水平剎車力T系通過大輪子傳給軌頂、由軌頂再傳給吊車梁的。力的方向?yàn)樗较?，力的作用位置與豎向輪壓相同，因此梁在橫向水平剎車力作用下的內(nèi)力計(jì)算與豎向一樣，只需將T代替豎向計(jì)算中的Pmax，而自重等均布恒載則不予考慮。根據(jù)SL266-2001水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范（4.2.4）公式，計(jì)算作用于吊車梁的扭矩標(biāo)準(zhǔn)值： 式中： 吊車軌道安裝偏差，一般??；吊車橫向水平剎車力T對截面彎曲中心的距離，；軌道頂至吊車梁頂面的距離，取(參考盛山電站)；

22、吊車豎向輪壓動(dòng)力系數(shù)，1.05；吊車最大豎向輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，； 截面彎曲中心至截面頂面距離； 吊車橫向水平作用標(biāo)準(zhǔn)值（一個(gè)輪子），13.2； 扭矩和剪力共同作用下的組合系數(shù)，； 先求出截面彎曲中心至截面頂部的距離見圖2.4-1。 梁的最大扭矩（產(chǎn)生在近支座截面處，和求單跨梁支座最大剪力的方法相同。a) 驗(yàn)算截面尺寸：梁肋 ： 翼緣 ： 整個(gè)截面受扭塑性抵抗矩為： 截面尺寸滿足要求。b) 驗(yàn)算是否需按計(jì)算確定抗剪扭鋼筋應(yīng)按計(jì)算確定抗剪扭鋼筋。c) 抗彎縱筋計(jì)算：判別T形梁截面類型： 屬于第一類T形截面，按矩形截面計(jì)算，與前面計(jì)算配筋一致。d) 腹板抗剪扭鋼筋計(jì)算1)T形截面的扭矩分配：梁肋：翼緣：

23、2) 驗(yàn)算腹板的配筋是否按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算不能忽略V的影響。 可以忽略的影響，腹板應(yīng)按彎剪構(gòu)件計(jì)算。3）腹板抗剪箍筋計(jì)算選四肢箍筋，驗(yàn)算同前。4）腹板腰筋計(jì)算配置三排腰筋，故單根腰筋的配筋面積為： 選配鋼筋，滿足要求。e) 翼緣抗扭鋼筋計(jì)算受壓翼緣按純扭構(gòu)件計(jì)算（不計(jì)V的影響）：1) 箍筋：可忽略扭矩的影響，按構(gòu)造配箍筋。為與腹板箍筋協(xié)調(diào)統(tǒng)一，選雙肢箍筋， 2) 縱筋：滿足要求,選用。3.5 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算3.5.1 裂縫寬度驗(yàn)算因該梁處于室內(nèi)正常環(huán)境，環(huán)境類別為一類，根據(jù)SL 1912008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的表3.2.7可知， 最大裂縫寬度限值。在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的最大裂縫寬度

24、計(jì)算公式：式中：考慮構(gòu)件受力特征和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，受彎構(gòu)件；最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離（mm）， ；鋼筋直徑（mm），；受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積，；有效受拉混凝土截面面積，；縱向受拉鋼筋的有效配筋率，；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力；鋼筋的彈性模量，；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的彎矩值：故滿足裂縫寬度要求。3.5.2 撓度驗(yàn)算荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的短期剛度：式中：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的短期剛度；鋼筋與混凝土彈性模量之比，；混凝土的彈性模量，；截面肋寬，；截面有效高度，；縱向受拉鋼筋的配筋率，；受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值，；受壓翼緣面積與腹板有效

25、面積的比值，取，； 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件剛度B:根據(jù)SL 1912008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的表3.2.8可知，吊車梁在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下。故撓度滿足要求。3.5.3 吊環(huán)應(yīng)力驗(yàn)算 在預(yù)制軌道梁采用四吊點(diǎn)起吊,根據(jù)DL/T 50572009 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范12.6.6條的規(guī)定，當(dāng)一個(gè)構(gòu)件上設(shè)有4個(gè)吊環(huán)時(shí)，設(shè)計(jì)中按3個(gè)吊環(huán)同時(shí)發(fā)揮作用考慮。梁實(shí)際制造長度 每個(gè)吊環(huán)所承受的拉應(yīng)力為為滿足吊環(huán)所承受的拉應(yīng)力要求，需滿足以下式子： 選擇20（）鋼筋即可滿足吊環(huán)所承受應(yīng)力的要求。3.5.3 吊裝驗(yàn)算 設(shè)吊點(diǎn)離梁端1.24m處，吊點(diǎn)截面處產(chǎn)生的負(fù)彎矩為：式中： 吊裝動(dòng)力系數(shù)， 。主形

26、心軸至梁頂?shù)木嚯x：則主形心軸至梁底的距離：對主軸的慣性矩： 則吊點(diǎn)截面上部產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：滿足要求。3.6 成果分析通過計(jì)算該吊車梁采用預(yù)制T形梁，吊車梁截面尺寸梁高、梁肋寬、翼緣寬度、翼緣高度；梁承受的最大荷載為吊車的最大輪壓，根據(jù)荷載計(jì)算，該梁底部受力鋼筋為，底部受拉鋼筋分一排布置；抗剪箍筋選用四肢箍,翼緣按構(gòu)造要求選用雙肢箍，縱筋，為了保證其配筋骨架的整體性并防止由于溫度變形及混凝土收縮等原因使梁中部產(chǎn)生豎向裂縫，需在梁兩側(cè)配置縱向架立鋼筋，選用的鋼筋，同時(shí)設(shè)立拉筋?？紤]到梁承受的荷載和跨度，分別對梁進(jìn)行了裂縫寬度、扭曲、撓度等驗(yàn)算，均滿足要求。具體的配筋見圖3.6.1。圖3.6.1 配

27、筋圖4 計(jì)算過程（l0=4.305）4.1 荷載計(jì)算永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，吊車豎向輪壓動(dòng)力系數(shù)。梁上作用的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值（以下數(shù)據(jù)計(jì)算過程見第2.1節(jié)）：均布荷載設(shè)計(jì)值：梁上作用的移動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：移動(dòng)（集中）荷載設(shè)計(jì)值：最大水平橫向剎車力：4.2 梁的計(jì)算跨度計(jì)算跨度l0（單跨簡支梁）：梁凈跨為，梁兩端的支承寬度a為0.24。,取較小值。所以梁的計(jì)算跨度取。吊車梁的計(jì)算簡圖見圖4.2-1。4.3 內(nèi)力計(jì)算因結(jié)構(gòu)及荷載對稱，取半跨6個(gè)截面進(jìn)行計(jì)算，則相鄰截面間距為0.4326m，由水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得。a) 在均布荷載P作用下，各計(jì)算截面的內(nèi)力可按下式計(jì)算： （4.3-

28、1） （4.3-2）將代入上兩式得各截面的彎矩和剪力，見表4.31。表4.3-1 均布荷載作用下截面的彎矩和剪力表截面內(nèi)力0123450 10.09417.94423.55226.91728.03825.92520.74015.55510.3705.1850b) 在吊車最大豎向輪壓作用下，先求解得預(yù)制單跨簡支梁的彎矩和剪力影響線，具體過程詳見廠房吊車梁影響線計(jì)算算稿，影響線系數(shù)成果見表4.3-2和表4.3-3。表4.3-2 彎矩影響線成果表項(xiàng)目截面0截面1截面2截面3截面4截面500.0950.1600.2100.2400.250表4.3-3 剪力影響線成果表項(xiàng)目截面0截面1截面2截面3截面4

29、截面51.1450.9450.8000.7000.6000.500min0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5移動(dòng)荷載各計(jì)算截面的最大（最?。﹥?nèi)力按下式計(jì)算： （4.3-3） （4.3-4）將代入上式，得各截面的彎矩和剪力，見表4.3-4。表4.3-4 移動(dòng)荷載作用下截面的彎矩和剪力表截面內(nèi)力012345086.9147.1193.1220.6229.8243.3200.8170.0148.8127.5106.30-21.3-42.5-63.8-85.0-106.3c) 疊加后的內(nèi)力見表4.3-5。表4.3-5 疊加后內(nèi)力表截面內(nèi)力012345097.0165.0216.6247.6257

30、.9269.2221.5185.6159.1132.7106.325.9-0.5-26.9-53.4-79.8-106.3根據(jù)表4.3-5，將彎矩和剪力內(nèi)力包絡(luò)圖繪出，見圖4.3-1。4.4 配筋計(jì)算4.4.1 正截面承載力計(jì)算該吊車梁采用預(yù)制，梁的截面尺寸參考類同的結(jié)構(gòu)取用，梁高滿足梁跨的要求，梁的高寬比h/b也滿足要求，需要求受拉鋼筋截面面積。吊車預(yù)制T形梁高度h=800mm，梁肋寬b=400mm，翼緣計(jì)算寬度，翼緣計(jì)算高度。根據(jù)4.3節(jié)的計(jì)算結(jié)果可知，梁的下部配筋需根據(jù)4.3節(jié)內(nèi)力計(jì)算中的彎矩包絡(luò)圖（4.3-1）中的值進(jìn)行計(jì)算。梁下層配筋計(jì)算，估計(jì)需配一排縱筋，取， 。 確定翼緣計(jì)算寬度

31、按水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)中的表3.3查得。，獨(dú)立T形梁，所以上述兩值均大于翼緣實(shí)有寬度（700mm），故取。 鑒別T形梁所屬情況： 所以屬于第一種情況的T形梁（），按寬度為700mm的矩形梁進(jìn)行計(jì)算。 選配鋼筋。4.4.2 斜截面承載力計(jì)算4.4.2.1 截面尺寸復(fù)核根據(jù)4.3內(nèi)力計(jì)算中的剪力包絡(luò)圖（圖4.3-1），可知橋機(jī)軌道梁中的最大剪力值為。驗(yàn)算截面尺寸，由于 ，根據(jù)DL/T 50572009水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的公式9.5.11得： 故截面尺寸滿足抗剪要求。4.4.2.2 驗(yàn)算是否按計(jì)算配置腹筋： 應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。4.4.2.3 腹筋計(jì)算 初選四肢箍筋，選用，即，。a) 驗(yàn)算配筋率

32、： 滿足要求。b) 計(jì)算： 滿足抗剪要求。4.4.3 抗扭計(jì)算橫向水平剎車力T系通過大輪子傳給軌頂、由軌頂再傳給吊車梁的。力的方向?yàn)樗较?，力的作用位置與豎向輪壓相同，因此梁在橫向水平剎車力作用下的內(nèi)力計(jì)算與豎向一樣，只需將T代替豎向計(jì)算中的Pmax，而自重等均布恒載則不予考慮。根據(jù)SL266-2001水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范（4.2.4）公式，計(jì)算作用于吊車梁的扭矩標(biāo)準(zhǔn)值： 式中： 吊車軌道安裝偏差，一般??；吊車橫向水平剎車力T對截面彎曲中心的距離，；軌道頂至吊車梁頂面的距離，取(參考盛山電站)； 吊車豎向輪壓動(dòng)力系數(shù)，1.05；吊車最大豎向輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，； 截面彎曲中心至截面頂面距離； 吊車橫向水

33、平作用標(biāo)準(zhǔn)值（一個(gè)輪子），13.2； 扭矩和剪力共同作用下的組合系數(shù)，； 先求出截面彎曲中心至截面頂部的距離見圖2.4-1。 梁的最大扭矩（產(chǎn)生在近支座截面處，和求單跨梁支座最大剪力的方法相同。a) 驗(yàn)算截面尺寸：梁肋 ： 翼緣 ： 整個(gè)截面受扭塑性抵抗矩為： 截面尺寸滿足要求。b) 驗(yàn)算是否需按計(jì)算確定抗剪扭鋼筋應(yīng)按計(jì)算確定抗剪扭鋼筋。c) 抗彎縱筋計(jì)算：判別T形梁截面類型： 屬于第一類T形截面，按矩形截面計(jì)算，與前面計(jì)算配筋一致。d) 腹板抗剪扭鋼筋計(jì)算1)T形截面的扭矩分配：梁肋：翼緣： 2) 驗(yàn)算腹板的配筋是否按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算不能忽略V的影響。 可以忽略的影響，腹板應(yīng)按彎剪構(gòu)件計(jì)算。3

34、）腹板抗剪箍筋計(jì)算選四肢箍筋，驗(yàn)算同前。4）腹板腰筋計(jì)算配置三排腰筋，故單根腰筋的配筋面積為： 選配鋼筋，滿足要求。e) 翼緣抗扭鋼筋計(jì)算受壓翼緣按純扭構(gòu)件計(jì)算（不計(jì)V的影響）：1) 箍筋：可忽略扭矩的影響，按構(gòu)造配箍筋。為與腹板箍筋協(xié)調(diào)統(tǒng)一，選雙肢箍筋， 2) 縱筋：滿足要求,選用 。4.5 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算4.5.1 裂縫寬度驗(yàn)算因該梁處于室內(nèi)正常環(huán)境，環(huán)境類別為一類，根據(jù)SL 1912008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的表3.2.7可知， 最大裂縫寬度限值。在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的最大裂縫寬度計(jì)算公式：式中：考慮構(gòu)件受力特征和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)，受彎構(gòu)件；最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離（mm）， ；鋼筋直徑（mm），；受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積，；有效受拉混凝土截面面積，；縱向受拉鋼筋的有效配筋率，；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力；鋼筋的彈性模量，；按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的彎矩值：故滿足裂縫寬度