一千吨静载试验堆载法钢平台承载力验算书.docx
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钢平台承载力验算书
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钢平台承载力验算书
一、单桩竖向抗压静载试验概述
单桩竖向抗压静载试验（以下简称静载），用于检测单桩的竖向抗压承载力；既可为设计提供参考依据，也可用于工程桩抽样检测。
图1 静载试验现场
从检测对象与仪器设备的角度看，静载试验由基桩、加载设备、反力装置、传感器、控制仪器五大部分组成，见图2。
图2 压重平台反力试验装置示意图
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二、平板载荷试验概述
平板载荷试验，用于检测天然地基、处理土地基或复合地基的承载力；既可为设计提供参考依据，也可用于现场抽样检测。
图3 平板载荷试验现场
从检测对象与仪器设备的角度看，平板载荷试验由待检地基、加载设备、反力装置、传感器、控制仪器五大部分组成，见图2。
图4 压重平台反力试验装置示意图
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三、加载反力装置概述
加载装置由千斤顶构成，通过控制仪器自动加载。
反力装置是指压重平台反力装置，即所谓堆载法、堆重法。
堆载法反力装置由支墩、主梁、次梁、混凝土试块组成。
根据规范要求，试验前必须满足支墩施加的压应力小于地基土的1.5倍承载力特征值，否则应进行局部地基处理。
本计算书对主梁、次梁构成的钢平台进行强度、刚度、稳定性计算，校核其安全性是否满足试验要求。
按最大加载量10000kN计，主要受力参数如下表所示：
表1 受力指标
主梁、次梁均为钢梁，采用Q345B钢材，长均为8m；第一层试块中，每一块都有两根次梁支承。
主梁、次梁截面均为箱型梁，尺寸如下：
主梁2根，总高度100cm，宽50cm，腹板厚为3.5cm，上下翼缘厚3.5cm；加劲肋跨中部间距50cm，支座部位间距为80cm。
次梁10根，总高度50cm，宽50cm，腹板厚3cm，上下翼缘厚3cm。
加劲肋间距为50cm。
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水泥试块尺寸为1m×1m×2m，单块重量为5吨。
钢材为Q235。
四、次梁承载力计算
钢平台尺寸为8m×8m，沿主梁方向上有5个混凝土试块，每个试块由两根次梁支承。
所以，次梁承受的均布荷载为12000kN⨯1m=187.5kN/m，即187.5kN/m。
支座距悬臂端尺8m⨯8m
寸为1m。
次梁受力简图如下图所示。
图5 计算简图
次梁受力的弯矩包络图、剪力包络图如下：
图6 弯矩包络图
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图7 剪力包络图
取最大弯矩
单片次梁上所承受的最大荷载分为两种工况：
（1）主梁未施加荷载时，次梁为两端悬臂的简支梁；
（2）主梁施加全部荷载时；
工况1情况下：
跨中最大弯矩：
Mmax1ql2187.5*62===843.75kN⋅m88
ql2187.5*12
===93.75kN⋅m22
2=187.5*6=562.5kN2悬臂端最大弯矩：
Mmax2最大剪力为：
Vmax=ql
工况2情况下：
梁跨中最大弯矩：
Mmax1ql1187.5*42=-Nl2=-125⨯3=875kN⋅m222
最大剪力为：
Vmax=625kN
（一）抗弯强度验算
因为受压翼缘b/t＝235/30＝7.83＜13，所以考虑部分塑
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性。
MyMx875kN⋅m+=+0=147.02MPa≤f=295MPa，满足； 6γxWnxγyWny1.05⨯4.7⨯10
其中，γx=1.05为截面塑性发展系数； bh2
=5.668⨯106mm3； 次梁的净截面模量：
Wnx=6
（二）抗剪强度验算
跨中处抗剪强度：
V⋅S625⨯1000⨯4.251⨯106
τ===47.35MPa≤fv=170MPa，满足； 9I⋅tw1.87⨯10⨯30
bh2500⨯5002-470⨯4402
==4.25⨯106mm3为次梁计算剪其中，S=88
应力处以上毛截面对中和轴的面积矩，
bh3500⨯5003-470⨯4403
I===1.87⨯109mm4
1212为次梁毛截面惯性
矩，tw=30mm为次梁腹板总厚度。
（三）次梁稳定性验算
由于本次梁的受压翼缘的自由长度与其宽度之比为6000/500=12＜13,可不计算次梁的整体稳定性。
（四）次梁的局部稳定性验算
（σσ2τ）+（）2+c=0.406≤1；σ=102.8MPa； σcrτcrσc.cr
V=47.3MPa;τcr=fv=170MPa;tw⨯hwσcr=f=295MPa;τ=
σc.cr=f=295MPa;σc=64.1MPa
故次梁的局部稳定性满足要求。
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五、主梁承载力计算
千斤顶上施加最大试验荷载时，主梁承受最大集中荷载10000kN，主梁承受次梁传递均匀竖向荷载，等效均布荷载为10000kN=1250kN/m。
主梁受力简图、弯矩包络图、剪力包络图8m
与次梁相近。
主梁为2根并排放置。
主梁为箱形截面，高度h＝1000mm，宽度b＝500mm，翼缘厚度t1＝t2＝35mm，腹板厚度tw＝35mm；加劲肋跨中部间距50cm，支座部位间距为80cm。
主梁跨中最大弯矩：
Mmaxql21250*82===10000kN⋅m，单根主88
梁上承受最大弯矩为5000kN⋅m； 主梁跨中最大剪力：
Vmax=ql
2=1250*8=5000kN2,单根主梁上
承受最大剪力为2500kN⋅m
（一）抗弯强度验算
因为受压翼缘b/t＝235/30＝7.83＜13，所以考虑部分塑性。
MyMx5000⨯106
+=+0=223.05MPa≤f=295MPaγxWnxγyWny1.05⨯2.135⨯107，满
足；γx=1.05为截面塑性发展系数;Wnx=2.135⨯107mm3。
（二）抗剪强度验算
跨中处抗剪强度：
V⋅S5000⨯1000⨯1.601⨯107
τ===89.05MPa≤fv=170MPa，满足； I⋅tw1.284⨯1010⨯70
bh2500⨯10002-430⨯9302
==1.601⨯107mm3为主梁计算其中，S=88
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剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩，
bh3500 10003 430 9303
I 1.284 1010mm4为主梁毛截面惯性矩，1212
tw 70mm为主梁腹板总厚度。
（三）刚度验算 vq l21250 1000 4000311 ，符合； 510l8EIx2 8 2.06 10 1.284 102117400
（四）主梁稳定性验算
该主梁h/bo＝1000/480=2.08＜6，且l1/bo=4000/480=8.33＜95（235/fy）=64.7,根据规范要求，该梁可不计算整体稳定性。
（五） 主梁的局部稳定性验算
（ 2 ） （）2 c 0.61 1； 181.2MPa； cr cr c.cr
V 38.4MPa; cr fv 170MPa;tw hw cr f 295MPa;
c.cr f 295MPa; c 52.9MPa；
主梁箱形截面受压翼缘无支承宽度和其厚度之比：
bo/t＝410/35＝11.7＜40235
fy＝33.0
故主梁的局部稳定性满足要求。
六、结论
综上所述，该套反力装置主、次梁安全性满足最大加载量10000kN（反力12000kN）的试验要求。
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