龙门吊轨道基础及台座设计Word下载.docx
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,选取
进行设计计算。
结构设计
(1)混凝土结构
初步确定MG75龙门吊基础采用C20混凝土结构,参照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。
C20混凝土的弹性模量
。
(2)基础结构尺寸初步拟定
初步确定MG75龙门吊基础采用矩形结构形式,底板宽度为,高度为,梁长按25m考虑,之间采用2cm厚泡沫板进行分缝处理。
图龙门吊基础结构图
(3)轮压荷载
根据设备提供的资料MG75t龙门吊,台车中心轮距为,单个支腿小车中心轮距为,最大轮压为220KN,见吊车轮压荷载图:
图龙门吊轮压荷载结构图
模型建立
取25m长度的基础采用Midas/Civil建立模型进行计算分析,按照1m单元体进行分割,共分割25个单元体,基础与地基建立弹性地基约束,约束刚度为基床系数
,梁体两端建立铰接约束。
基础荷载主要为基础自重+轮压移动荷载。
通过梁体单元影响线计算梁体内力。
其模型结构见下图:
图轨道基础模型图
图移动轮压荷载线模型图
计算分析
地基反力计算分析
⑴地基反力计算结果
图地基反力图
⑵地基反力包络图
图地基反力包络图(单位:
KN)
⑶地基反力验算
①地基承载力确定
预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑,压实度不得低于94%,中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa。
②地基承载力分析
建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定,即应满足:
式中:
——地基地面处的平均压力值,kpa;
——地基地面处的最大压力值,kpa;
——地基承载力,kpa。
根据图地基反力包络图求的地基地面处的平均压力约为,基础梁产生的地基反力有:
则有:
所以满足地基承载力要求。
根据图地基反力包络图求的地基地面处的最大压力约为,则有:
根据图地基反力包络图求的地基地面处的最小压力约为,则有:
所以基础梁未出现拉应力,满足地基承载力要求。
⑷地基处理建议
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)节填土地基要求:
①压实填土的填料,应符合以下规定:
1)级配良好的砂土或碎石土:
以卵石、砾石、块石或岩石碎屑作填料时,分层压实时其最大粒径不宜大于200mm,分层夯实时其最大粒径不宜大于400mm;
2)性能稳定的矿渣、煤渣等工业废料;
3)以粉质黏土、粉土作填料时,其含水量宜为最优含水量,可采用击实试验确定;
4)挖高填低或开山填沟的土石料,应符合设计要求;
5)不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含量大于5%的土。
②压实填土的质量压实系数控制:
排架结构,在地基主要受力层范围内不得小于;
在地基主要受力层范围以下不得小于。
③压实填土的地基承载力特征值,应根据现场原位测试结构确定。
④填土地基在进行压实施工时,应注意采用地面排水措施。
轨道基础剪力计算分析
⑴移动荷载剪力影响线计算结果
图单元3端点剪力移动荷载影响线
由图反映单元3端点的剪力最大值为。
图单元5端点剪力移动荷载影响线
由图反映单元5端点的剪力最大值为。
图单元7端点剪力移动荷载影响线
由图反映单元7端点的剪力最大值为。
图单元9端点剪力移动荷载影响线
由图反映单元9端点的剪力最大值为。
图单元11端点剪力移动荷载影响线
由图反映单元11端点的剪力最大值为。
图单元13端点剪力移动荷载影响线
由图反映单元13端点的剪力最大值为。
⑵基础梁剪力包络图
图轨道基础剪力包络图(单位:
轨道基础弯矩计算分析
⑴移动荷载弯矩影响线(MVmax)计算结果
图单元1(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
由图反映单元1中心位置的弯矩最大值为KN/m。
图单元3(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
由图反映单元3中心位置的弯矩最大值为m。
图单元5(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
由图反映单元5中心位置的弯矩最大值为m。
图单元7(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
图单元9(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
由图反映单元9中心位置的弯矩最大值为m。
图单元11(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
由图反映单元11中心位置的弯矩最大值为m。
图单元13(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmax)
由图反映单元13中心位置的弯矩最大值为m。
⑵移动荷载弯矩影响线(MVmin)计算结果
图单元1(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元1中心位置的弯矩最大值为m。
图单元3(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元3中心位置的弯矩最大值为m
图单元5(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元5中心位置的弯矩最大值为m
图单元7(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元7中心位置的弯矩最大值为m
图单元9(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元9中心位置的弯矩最大值为m
图单元11(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元11中心位置的弯矩最大值为m
图单元13(中心位置)弯矩移动荷载影响线(MVmin)
由图反映单元13中心位置的弯矩最大值为m
⑶轨道梁弯矩包络图
图轨道基础弯矩包络图(单位:
KN?
m)
基础配筋及抗剪强度验算
基础配筋计算
⑴基本资料
混凝土等级采用C20,选用Ⅲ级钢筋。
根据《水工钢筋混凝土结构学》(第三版)附录二表1和表3查的材料强度设计值
,
;
混凝土重度
根据结构建筑物安全级别,结构重要系数
,正常运行期为持久状况,所以设计状况系数
,永久荷载分项系数
承载能力极限状态下,结构系数
正常使用极限状态下,结构系数
根据弯矩包络图,基础梁上部结构最大弯矩为
,下部结构最大弯矩
⑵内力计算
上部结构受弯弯矩标准值(取最大值考虑):
上部结构受弯弯矩设计值(取最大值考虑):
下部结构受弯弯矩标准值(取最大值考虑):
下部结构受弯弯矩设计值(取最大值考虑):
⑶上部结构配筋计算
按矩形截面计算。
则计算截面为
根据气候环境特征,确定基础梁混凝土保护层厚度为50mm,则截面有效高度:
截面抵抗矩系数
计算:
将上述数据代入下式有:
相对受压区高度
,满足要求。
钢筋截面面积
选用7Φ12(实际
)
⑷下部结构配筋计算
选用8Φ22(实际
基础抗剪强度验算
根据剪力包络图,基础梁最大剪力
则有:
满足斜截面受剪承载力的要求,但梁断面比较高,根据构造要求设置
12@500的箍筋。
3、台座基础承载力验算
基本设计参数
①预应力钢筋混凝土容重:
γ=26KN/m3;
②普通钢筋混凝土容重:
γ=24KN/m3;
③模板自重:
㎡;
④施工人员、机具荷载:
⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载:
⑥振捣混凝土产生的荷载:
KN/㎡;
将人机、倾倒及振捣荷载归为临时荷载:
④+⑤+⑥=㎡;
预制台座基础承载力验算
①预制阶段
预制阶段T梁台座均布受压,主要荷载为台座自重+T梁混凝土自重+模板重量+施工机具、人荷载。
台座自重:
q1=×
25=。
T梁混凝土自重:
q2=52×
26=1352KN。
模板自重:
q3=×
256=256KN。
施工机具、人荷载:
q4=×
24=132KN
Q=q1+q2+q3+q4=,则台座基础承载力P=(40×
1)=<400KPa,满足要求。
②张拉阶段
张拉阶段T梁起拱,按照最不利情况,所有重量集中在台座两端,主要进行台座两端扩大基础结构承载力验算。
两端扩大基础结构底宽为,长度为,高度则有:
扩大基础自重:
Q=q1+q2=,单个扩大基础承载力为Q=2=
台座基础承载力P=(2×
3)=<400KPa,满足要求。
存梁台座基础承载力验算
存梁台座按照T梁存储满负荷验算,每组台座可存储6片T梁(按照2层进行存储),则有:
单个存梁台座基础自重:
q1=12×
25=600KN。
单片T梁混凝土自重:
26=1352KN,则有单个存梁台座承受T梁重量为:
q3=1352×
6/2=4056KN。
则存梁台座基础承载力为:
Q=q1+q3=4656KN
台座基础承载力P=4656/(2×
8)=291kpa<400KPa,满足要求。
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