結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)計(jì)橋梁檢修平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：班級(jí)：1 / 55一、背景要求針對(duì)湖北鄂東長(zhǎng)江公路大橋（黃石長(zhǎng)江二橋）設(shè)計(jì)一個(gè)橋梁底面懸掛檢修工作平臺(tái)，工作平臺(tái)兩端用吊繩懸掛，吊繩可以沿橋梁縱向移動(dòng)。設(shè)計(jì)條件如下：1）工作平臺(tái)由兩榀鋼桁架組成，平臺(tái)寬2.5m，長(zhǎng)38m，高2.53.5m。工作平臺(tái)面滿(mǎn)鋪5cm厚木板，沿平臺(tái)長(zhǎng)度方向承擔(dān)0.5kN/m活荷載。恒載分項(xiàng)系數(shù)1.2，活載分項(xiàng)系數(shù)1.4，平臺(tái)升降動(dòng)力系數(shù)2.0。為簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略風(fēng)荷載。2）桁架構(gòu)件選用型鋼，鋼材選用Q235-B，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，本工作平臺(tái)暫不考慮鋼桁架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。3）桁架弦桿和拉、壓腹桿可以各變截面一次。根據(jù)設(shè)計(jì)

2、條件對(duì)檢修工作平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置、取計(jì)算簡(jiǎn)圖，依據(jù)規(guī)范進(jìn)行荷載組合，荷載組合如下：I）全跨永久荷載+全跨活荷載 II）全跨永久荷載+半跨活荷載 III）全跨永久荷載升降計(jì)算結(jié)構(gòu)在自重、活荷載和動(dòng)力荷載作用下的內(nèi)力，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性復(fù)核，并對(duì)平臺(tái)進(jìn)行變形校核。在方便制作和滿(mǎn)足規(guī)范要求的前提下，以工作平臺(tái)重量最輕為最優(yōu)。二、設(shè)計(jì)初稿根據(jù)實(shí)際工程要求，初步選取如圖所示對(duì)稱(chēng)鋼桁架（單位：m）。正視圖俯視圖仰視圖左右側(cè)視圖實(shí)際工程中，兩榀鋼桁架左右對(duì)稱(chēng)，只需設(shè)計(jì)并校核一個(gè)單榀桁架。桁架結(jié)構(gòu)所受彎矩較小，可忽略彎矩的影響。將桁架所受荷載（除桿件自重）全部轉(zhuǎn)化節(jié)點(diǎn)荷載，桿件全部用圓形截面鋼管。連接兩

3、個(gè)單榀桁架的連接桿只受木板的重力，所需截面面積小，忽略連接桿自重對(duì)單榀桁架的影響。采用USSCAD軟件進(jìn)行桿件截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為保證安全，設(shè)計(jì)初步選擇較大的荷載進(jìn)行計(jì)算?？偤奢d 。 彎矩 端部桿件剪力最大 下弦桿橫截面積上弦桿橫截面積端部力腹桿最大受力拉腹桿橫截面積壓腹桿橫截面積根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行桿件選取。三、全跨永久荷載+全跨活荷載第一節(jié) 計(jì)算簡(jiǎn)圖模型計(jì)算簡(jiǎn)圖單元實(shí)體圖節(jié)點(diǎn)編號(hào)圖單元編號(hào)圖：?jiǎn)卧孛嫣?hào)圖：?jiǎn)卧牧咸?hào)圖：第二節(jié) 幾何信息節(jié)點(diǎn)屬性信息 節(jié)點(diǎn)編號(hào) x坐標(biāo)(m) y坐標(biāo)(m) z坐標(biāo)(m) 節(jié)點(diǎn)編號(hào) x坐標(biāo)(m) y坐標(biāo)(m) z坐標(biāo)(m) 1 32.06 0.00 0.89 2

4、35.26 0.00 -2.31 3 28.86 0.00 -2.31 4 25.66 0.00 0.89 5 22.46 0.00 -2.31 6 19.26 0.00 0.89 7 16.06 0.00 -2.31 8 12.86 0.00 0.89 9 9.66 0.00 -2.31 10 6.46 0.00 0.89 11 3.26 0.00 -2.31 12 38.26 0.00 0.89 13 0.26 0.00 0.89 14 35.26 0.00 0.89 15 28.86 0.00 0.89 16 22.46 0.00 0.89 17 16.06 0.00 0.89 18 9

5、.66 0.00 0.89被引用截面信息 截面編號(hào) 類(lèi)型 型號(hào) 面積(cm2) ir2(cm) ir3(cm) I2(cm4) I3(cm4) 3 熱軋無(wú)縫鋼管 70.02.0 4.27 2.41 2.41 24.72 24.72 6 熱軋無(wú)縫鋼管 95.02.0 5.84 3.29 3.29 63.20 63.20 7 熱軋無(wú)縫鋼管 102.02.0 6.28 3.54 3.54 78.57 78.57 13 熱軋無(wú)縫鋼管 133.03.5 14.24 4.58 4.58 298.71 298.71被引用材料信息 編號(hào) 材料號(hào) 標(biāo)號(hào) D(t/m3) E(MPa) 泊松比 線(xiàn)膨脹系數(shù) fy(N

6、/mm2) f(N/mm2) fv(N/mm2) 1 10C,A4A,AE0 7.85 206,000.00 0.30 1.20/100000 235.00 215.00 125.00單元屬性信息 單元編號(hào) i端節(jié)點(diǎn)號(hào) j端節(jié)點(diǎn)號(hào) 單元長(zhǎng)度(m) 材料 截面 繞2軸計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) 繞3軸計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) 1 1 2 4.53 1 13 1.00 1.00 2 3 1 4.53 1 3 1.00 1.00 3 4 3 4.53 1 13 1.00 1.00 4 5 4 4.53 1 3 1.00 1.00 5 6 5 4.53 1 13 1.00 1.00 6 7 6 4.53 1 13 1.00 1

7、.00 7 8 7 4.53 1 3 1.00 1.00 8 9 8 4.53 1 13 1.00 1.00 9 10 9 4.53 1 3 1.00 1.00 10 11 10 4.53 1 13 1.00 1.00 11 2 12 4.39 1 3 1.00 1.00 12 3 2 6.40 1 6 1.00 1.00 13 5 3 6.40 1 6 1.00 1.00 14 7 5 6.40 1 6 1.00 1.00 15 9 7 6.40 1 6 1.00 1.00 16 11 9 6.40 1 6 1.00 1.00 17 13 11 4.39 1 3 1.00 1.00 18 1

8、4 2 3.20 1 7 1.00 1.00 19 15 3 3.20 1 7 1.00 1.00 20 16 5 3.20 1 7 1.00 1.00 21 17 7 3.20 1 7 1.00 1.00 22 18 9 3.20 1 7 1.00 1.00 23 19 11 3.20 1 7 1.00 1.00 24 14 12 3.00 1 6 1.00 1.00 25 1 14 3.20 1 6 1.00 1.00 26 15 1 3.20 1 6 1.00 1.00 27 4 15 3.20 1 6 1.00 1.00 28 16 4 3.20 1 7 1.00 1.00 29 6

9、16 3.20 1 7 1.00 1.00 30 17 6 3.20 1 7 1.00 1.00 31 8 17 3.20 1 7 1.00 1.00 32 18 8 3.20 1 6 1.00 1.00 33 10 18 3.20 1 6 1.00 1.00 34 19 10 3.20 1 6 1.00 1.00 35 13 19 3.00 1 6 1.00 1.00支座信息 支座編號(hào) 節(jié)點(diǎn)號(hào) x向約束 y向約束 z向約束 繞x約束 繞y約束 繞z約束 1 1 0 1 0 - - - 2 2 0 1 0 - - - 3 3 0 1 0 - - - 4 4 0 1 0 - - - 5 5 0

10、1 0 - - - 6 6 0 1 0 - - - 7 7 0 1 0 - - - 8 8 0 1 0 - - - 9 9 0 1 0 - - - 10 10 0 1 0 - - - 11 11 0 1 0 - - - 12 12 0 1 1 - - - 13 13 1 1 1 - - - 14 14 0 1 0 - - - 15 15 0 1 0 - - - 16 16 0 1 0 - - - 17 17 0 1 0 - - - 18 18 0 1 0 - - - 19 19 0 1 0 - - -說(shuō)明：'1'表示約束，'0'表示無(wú)約束，若為彈性約束則輸出剛度

11、值。第三節(jié) 荷載信息荷載類(lèi)型及類(lèi)型號(hào)：5 永久荷載 6 活載 荷載組合及組合號(hào)：1 1.20×1.00永久荷載+1.40×1.00活載節(jié)點(diǎn)荷載匯總： 節(jié)點(diǎn)編號(hào) 荷載類(lèi)型號(hào) Fx(kN) Fy(kN) Fz(kN) Mx(kN*m) My(kN*m) Mz(kN*m) 1 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 2 3 4 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 5 6 5 0.00 0

12、.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 7 8 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 9 10 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 11 12 5 0.00 0.00 -0.47 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.38 0.00 0.00 0.00 13 5 0.00 0.00 -0.47

13、0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.38 0.00 0.00 0.00 14 5 0.00 0.00 -0.97 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.78 0.00 0.00 0.00 15 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 16 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 17 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 -

14、 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 18 5 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.80 0.00 0.00 0.00 19 5 0.00 0.00 -0.97 0.00 0.00 0.00 - 6 0.00 0.00 -0.78 0.00 0.00 0.00永久荷載節(jié)點(diǎn)荷載圖活載節(jié)點(diǎn)荷載圖第四節(jié) 內(nèi)力永久荷載單元內(nèi)力： 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 1 -10.73 2 8.66 3 -5.96 4 3.88 5 -1.17 6 -1.1

15、7 7 3.88 8 -5.96 9 8.66 10 -10.73 11 12.77 12 16.33 13 26.67 14 30.24 15 26.67 16 16.33 17 12.77 18 -1.19 19 -1.22 20 -1.23 21 -1.23 22 -1.22 23 -1.19 24 -8.73 25 -8.73 26 -22.45 27 -22.45 28 -29.41 29 -29.41 30 -29.41 31 -29.41 32 -22.45 33 -22.45 34 -8.73 35 -8.73活載單元內(nèi)力： 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 單元

16、編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 1 -5.09 2 3.96 3 -2.83 4 1.70 5 -0.57 6 -0.57 7 1.70 8 -2.83 9 3.96 10 -5.09 11 6.00 12 7.70 13 12.50 14 14.10 15 12.50 16 7.70 17 6.00 18 -0.78 19 -0.80 20 -0.80 21 -0.80 22 -0.80 23 -0.78 24 -4.10 25 -4.10 26 -10.50 27 -10.50 28 -13.70 29 -13.70 30 -13.70 31 -13.70 32 -10.50

17、33 -10.50 34 -4.10 35 -4.10組合1單元內(nèi)力： 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 單元編號(hào) Fx(kN) 1 -20.01 2 15.94 3 -11.11 4 7.03 5 -2.19 6 -2.19 7 7.03 8 -11.11 9 15.94 10 -20.01 11 23.72 12 30.37 13 49.50 14 56.02 15 49.50 16 30.37 17 23.72 18 -2.51 19 -2.59 20 -2.60 21 -2.60 22 -2.59 23 -2.51 24 -16.22 25 -16

18、.22 26 -41.64 27 -41.64 28 -54.47 29 -54.47 30 -54.47 31 -54.47 32 -41.64 33 -41.64 34 -16.22 35 -16.22最不利內(nèi)力表： 單元編號(hào) 內(nèi)力項(xiàng) 最大內(nèi)力 組合號(hào) 最小內(nèi)力 組合號(hào) 1 N(kN) -20.01 1 -20.01 1 2 N(kN) 15.94 1 15.94 1 3 N(kN) -11.11 1 -11.11 1 4 N(kN) 7.03 1 7.03 1 5 N(kN) -2.19 1 -2.19 1 6 N(kN) -2.19 1 -2.19 1 7 N(kN) 7.03 1 7

19、.03 1 8 N(kN) -11.11 1 -11.11 1 9 N(kN) 15.94 1 15.94 1 10 N(kN) -20.01 1 -20.01 1 11 N(kN) 23.72 1 23.72 1 12 N(kN) 30.37 1 30.37 1 13 N(kN) 49.50 1 49.50 1 14 N(kN) 56.02 1 56.02 1 15 N(kN) 49.50 1 49.50 1 16 N(kN) 30.37 1 30.37 1 17 N(kN) 23.72 1 23.72 1 18 N(kN) -2.51 1 -2.51 1 19 N(kN) -2.59 1

20、-2.59 1 20 N(kN) -2.60 1 -2.60 1 21 N(kN) -2.60 1 -2.60 1 22 N(kN) -2.59 1 -2.59 1 23 N(kN) -2.51 1 -2.51 1 24 N(kN) -16.22 1 -16.22 1 25 N(kN) -16.22 1 -16.22 1 26 N(kN) -41.64 1 -41.64 1 27 N(kN) -41.64 1 -41.64 1 28 N(kN) -54.47 1 -54.47 1 29 N(kN) -54.47 1 -54.47 1 30 N(kN) -54.47 1 -54.47 1 31

21、N(kN) -54.47 1 -54.47 1 32 N(kN) -41.64 1 -41.64 1 33 N(kN) -41.64 1 -41.64 1 34 N(kN) -16.22 1 -16.22 1 35 N(kN) -16.22 1 -16.22 1第五節(jié) 位移、變形永久荷載節(jié)點(diǎn)位移： 節(jié)點(diǎn)編號(hào) Tx(mm) Ty(mm) Tz(mm) Rx Ry Rz 1 -5.75 0.00 -12.65 0.00 0.00 0.00 2 -0.01 0.00 -6.67 0.00 0.00 0.00 3 -0.88 0.00 -18.14 0.00 0.00 0.00 4 -4.55 0.0

22、0 -21.95 0.00 0.00 0.00 5 -2.29 0.00 -24.49 0.00 0.00 0.00 6 -3.10 0.00 -25.32 0.00 0.00 0.00 7 -3.90 0.00 -24.49 0.00 0.00 0.00 8 -1.64 0.00 -21.95 0.00 0.00 0.00 9 -5.32 0.00 -18.14 0.00 0.00 0.00 10 -0.45 0.00 -12.65 0.00 0.00 0.00 11 -6.19 0.00 -6.67 0.00 0.00 0.00 12 -6.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14 -5.98 0.00 -6.70 0.00 0.00 0.00 15 -5.15 0.00 -18.17 0.00 0.00 0.00 16 -3.82 0.00 -24.52 0