便桥荷载计算.docx
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便桥荷载计算
A、运输设备
竖井垂直运输设备：
5t电葫芦、洞内运输工具：
小推车。
（3）龙门架受力计算
土斗采用10mm钢板，尺寸为1000mm*1000mm*1000mm；采用5T的电葫芦。
门式钢架梁选用Ⅰ40a，钢架柱选用Ⅰ28a，柱间斜撑采用∟100*8mm双角钢对扣，纵向柱间采用［12双槽钢背扣，轨道梁选用Ⅰ28a，边横梁选用Ⅰ20a，屋架采用∟50角钢焊接的轻型屋架间距1.5米。
①荷载
A.永久荷载标准值（对水平投影面）
角钢轻型屋架0.10KN/m2
檀条及瓦棱铁0.05KN/m2
钢梁自重0.05KN/m2
合计0.20KN/m2
B.风荷载标准值
取风荷载0.45KN/m2
对水平方向投影：
0.45×0.33=0.15KN/m2
C.电葫芦自重及最大起重量时荷载标准值
P=35KN
P=35KN
②内力计算
A.门式刚架梁内力设计值
Pmax=urQP=1.1×1.4×35=53.9KN
q=0.20×7×1.2+0.15×7×1.4=3.15KN/m
Mmax=PmaxL/3+qL2/8=53.9×9/3+3.15×81/8=193.6KN·m
Vmax=Pmax+qL/2=53.9+4.5×3.15=68.08KN
Nmax=9KN（风载产生）
B.门式刚架柱内力设计值
Nmax=68.08KN
Mmax=83.4KN·m
Vmax=17KN（风载产生）
③构件验算
A.钢架梁的验算
a.Ⅰ40a工字钢截面几何参数：
h×b×d×t=400×142×10.5×16.5；
IX=21700cm4；Iy=660cm4；Wx=1090cm3；Wy=93.2cm3；ix=15.9cm；iy=2.77cm；
A=86.112cm2。
b.构件宽厚比验算
翼缘部分：
b/t=0.5×（142-10.5）/16.5=3.98<15
腹板部分：
h0/tw=（400-16.5×2）/10.5=34.95<250
c.抗剪验算
梁截面最大剪力为Vmax=68.08KN，仅有支座加劲肋：
λs=
=0.353<0.8
fv=125N/mm2（抗剪屈服强度）
Vu=h0twfv=（400-16.5×2）×10.5×125=481.69KN
Vmax=68.08KN<481.69KN
满足要求
d.弯、剪、压共同作用下验算
取弯矩最大处的截面进行验算
Mmax=193.6KN·m；Vmax=68.08KN；Nmax=9KN（风载产生）
因为Vmax=68.08KN<0.5Vu，取V=0.5Vu=0.5×481.69=240.86KN；
Mf=（Af1h12/h2+Af2h2）（f-N/A）
=（142×16.5×（200-16.5）×2×（215-9000/8611.2）
=184.01KN·m
ae=1-（1-ρ）hc3tw/2IX
λb=
<0.85
ρ=1.0，故ae=1
Mcu=rxaewxf=1.0×1.0×1090×1000×215=234.35KN·m
故（V/0.5Vu-1）2+（M-Mf）/（MCU-Mf）=（193.6-184.01）/（234.35-184.35）
=9.59/50.34=0.19<1
满足要求
f.整体稳定验算
Mmax=193.6KN·m；Nmax=9KN（风载产生）
横梁平面内整体稳定验算
计算长度取梁长L=9000mm。
λx=Lx/ix=9000/159=56.6<[λ]=150
a类截面，查得φx=0.895，βmx=1
NExO’=3.142EA1/1.1λx2=3.142×206×8611.2/1.1×56.62=1581KN
=
=1.17+177.61=178.78N/mm2满足要求
横梁平面外整体稳定验算
Ly=3000mm（考虑轨道梁作为平面外的两个支撑点），等截面r=0
us=1+0.023r
=1.0
uw=1.0+0.00385r
=1.0
B类截面查得φy=0.825
λy=Ly/iy=3000/27.7=108.3<[λ]=150
φby=
=
=2.35
取φb‘=1.07-0.282/2.35=0.95
λy0=usL/iy0=1×3000/32.2=93.17
βt=1.0-N/NEXO’+0.75（N/NEXO’）=1.0
N/φyAe0+βtM/φb‘W1e=9000/（0.825*8611）+193.6*106/（0.95*1090*103）
=1.27+185.02=186.29N/mm2满足要求
B.钢架柱的验算
a.Ⅰ28a工字钢截面几何参数：
h×b×d×t=280×122×8.5×13.7；
IX=7110cm4；Iy=345cm4；Wx=508cm3；Wy=56.6cm3；ix=11.3cm；iy=2.50cm；
A=55.404cm2。
b.构件宽厚比验算
翼缘部分：
b/t=0.5×（122-8.5）/13.7=4.14<15
腹板部分：
h0/tw=（280-13.7×2）/8.5=29.72<250
c.抗剪验算
柱脚截面Vmax=17KN
λw=
=0.30<0.8
fv=125N/mm2（抗剪屈服强度）
Vs=h0twfv=（280-13.7×2）×8.5×125=268.39KN
Vmax=17KN<268.39KN
满足要求
d.弯、剪、压共同作用下验算
取弯矩最大处的截面进行验算
Mmax=83.4KN·m；Vmax=17KN；Nmax=68.08KN（风载产生）
因为Vmax=17KN<0.5Vs，取V=0.5Vs=0.5×268.39=134.2KN；
Mf=（Af1h12/h2+Af2h2）（f-N/A）
=（122×13.7×（140-13.7）×2×（215-17000/8611.2）
=89.93KN·m>Mmax=83.4KN·m
取Mmax=Mf
故（V/0.5Vu-1）2+（M-Mf）/（MCU-Mf）=0<1
满足要求
f.整体稳定验算
Mmax=83.4KN·m；Nmax=68.08KN（风载产生）
横梁平面内整体稳定验算
柱高H=7300mm
柱的线刚度K1=IC1/h=7110/730=9.74
柱与基础为刚接，取K2=10
查表得u=1.118
λx=Lx/ix=7300×1.118/113=72.2<[λ]=150
b类截面，查得φx=0.738，βmx=1
NExO’=
=
=1962KN
=
=15.46+164.17=179.63N/mm2满足要求
横梁平面外整体稳定验算
Hy=3000mm（在平面外加设减压杆），等截面r=0
us=1+0.023r
=1.0
uw=1.0+0.00385r
=1.0
λy=Ly/iy=3000/25=120<[λ]=150
B类截面查得φy=0.437
λy0=usL/iy0=1×3000/28=107
φby=
=
=1.75>0.6
查表取φb‘=0.95
βt=1.0-N/NEXO’+0.75（N/NEXO’）=1.0
=
=28.12+172.41=200.5N/mm2满足要求
C.轨道梁的验算
a.荷载设计值
P=urqpmax=1.05×1.4×3.5×9.8=50.42KN
H=rq×0.05×3.5×9.8=2.4KN
b.内力设计值
βw=1.03（自重影响系数）
Mmax=
=
=70.1+4.37=74.5KN·m
MH=
=
=3.45KN·m
Vmax=0.5×P+0.5×ql=0.5×50.42+0.5×1.2×5.4=28.45KN
c.截面选择及截面特性
hce=7
-300=7×
-300=7×
-300=222mm
取H=280mm，选用Ⅰ28a，其截面特性如下：
h=280；b=122；d=8.5；t=13.7；
A=55.404cm2；Ix=7110cm4；Iy=345cm4；wx=508cm3；wy=56.6cm3；
ix=11.3cm；iy=2.5cm；Ix/Sx=24.6
d.强度计算
正应力计算
上翼缘正应力
σ=
=
=146.7+60.95
=207.7N/mm2下翼缘正应力
σ=
=
=146.7N/mm2满足要求
剪应力计算
=13.6N/mm2<[V]=125N/mm2
满足要求
腹板局部压应力
Lz=a+5hy+2hr=50+5×13.7+2×140=398.5
σc=
=
=15N/mm2<[V]=125N/mm2
满足要求
f.稳定验算
整体稳定验算
=
=44.3>13
查表得φb=2.8>0.6
φb’=1.07-0.282/2.8=0.97
=151.2+60.95=212.2N/mm2<215N/mm2
满足要求
腹板的局部稳定验算
h0/tw=280/8.5=32.94<80
宜按构造配置横向加劲肋。
g.挠度验算
M0=
=
=50.9KN·m
满足要求
C.节点验算
a.柱脚焊缝：
取柱脚焊缝高度为hf=8mm，可不进行计算。
b.门式钢架梁柱节点螺栓选用M20，因门式钢架梁柱节点为铰接，且主要用于连接固定作用，M20螺栓满足要求。
c.I40a的门式钢架梁与轨道梁节点处螺栓验算
MH=3.45KN·m
N=1.05×1.4×35=51.45KN
查表d=20的C级普通螺栓的抗拉强度设计承截力Ntt=41.7KN
Nmax=
=
KN满足要求
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