上海海事大学港口工程学课设排架计算报告书教材.docx
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上海海事大学港口工程学课设排架计算报告书教材
排架计算报告书
工程编号:
计算:
校核:
审定:
工程条件
1.基本说明
1.1设计采用的技术规范
a.《高桩码头设计与施工规范》(JTS167-1-2010)
b.《港口工程荷载规范》
c.《水运工程抗震设计规范》
d.《港口工程混凝土结构设计规范》
e.《港口工程桩基规范》
f.《港口工程灌注桩设计与施工规程》
g.《港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程》
h.《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》
1.2参数坐标说明
a.坐标系约定
X方向为沿横梁方向,X零点为码头前沿。
Y方向为沿码头前沿方向,Y零点为横梁轴线。
Z方向为竖向方向,Z零点为高程零点,Z的值代表高程。
b.作用效应值的正负号说明:
轴力:
受拉为负、受压为正。
弯矩:
弯矩图画在受拉一侧,横梁上部受拉为负,下部受拉为正。
应力:
受拉为负、受压为正。
c.参数采用的量纲:
长度单位采用m,力采用kN,其它衍生的量纲以此为标准(特殊说明的除外)。
1.3计算方法说明
a.荷载计算
1、施工期永久荷载包含:
上横梁自重+纵梁自重+面板自重+靠船构件自重
2、机械自动在轨道上滚动一遍得到支座的反力,然后将支座的反力最大值作为集中力反加到横梁上。
3、面板上均载按照面板的长宽比自动按照单向板或双向板方式进行传递到横梁和纵梁,集中力按照简支梁传递
4、由于船舶力产生的横梁端部弯矩、竖向力传递到横梁时将被乘以分配系数
6、程序不考虑超出横梁右侧的竖向荷载
7、双向板上的集中力荷载先传递到纵梁
8、计算时桩单元顶点取与横梁底部或桩帽底部的交点
b.结构内力计算
计算中将结构简化为平面刚架,采用杆系有限单元法进行求解;桩顶与横梁形心采用刚性连接
9、计算中对横梁桩帽附近的包络值不进行削峰
c.效应组合作用
d.效应组合计算
承载能力极限状态持久状况作用效应的持久组合采用下列公式计算:
承载能力极限状态短暂组合采用下列公式计算:
注:
rQj是第j个可变最用分项系数,按照分项系数表中所列值减小0.1;
承载能力极限状态偶然组合采用下列公式计算:
注:
偶然作用的分项系数取1.0,与偶然作用同时出现的可变作用取标准值;
承载能力极限状态地震组合采用下列公式计算:
注:
地震作用的分项系数取1.0,参考《水运工程抗震设计规范》执行;
正常使用极限状态持久状况作用效应的标准组合采用下列公式计算:
注:
式中可变作用组合系数Ψ0取0.7;
正常使用极限状态持久状况作用效应的频遇组合采用下列公式计算:
注:
式中频遇值系数Ψ1取0.7;
正常使用极限状态持久状况准永久组合采用下列公式计算:
注:
式中准永久值系数Ψ2取0.6;
正常使用极限状态短暂状况效应组合采用下列公式计算:
1.施工期组合作用用途:
正常使用极限状态持久状况的频遇组合用途:
预应力梁截面抗裂验算;梁截面裂缝宽度计算;预应力桩截面抗裂验算;桩截面裂缝宽度计算
2.使用期组合作用用途
正常使用极限状态持久状况的标准组合用途:
预应力梁截面抗裂验算;预应力桩截面抗裂验算
2.工程情况
2.1基本信息
结构断面图
结构立面图
a.结构重要性等级:
结构安全等级_二级;结构重要性系数1
b.横梁为叠合梁,形式为现浇横梁式结构
c.有无纵向联系:
有纵梁系
d.桩地基模型:
假想嵌固点法;嵌固点深度:
根据8倍桩径;嵌固点计算深度系数η:
2.2
e.桩端支撑方式:
摩擦桩
f.水重度(kN/m^3):
10
g.计算中考虑如下水位:
h.排架间距(m):
6;排架榀数:
10;码头顶面高程(M):
4;码头前沿泥面高程(m):
-5.25
i.土层参数:
单桩垂直承载力分项系数:
1.55
土抗拉折减系数:
.7
单桩抗拔承载力分项系数:
1.55
地基参数-#桩1
层序
土层名称
层底高程(m)
天然重度(kN/m^3)
地基m系数(kN/m^4)
桩的极限侧阻力标准值(KPa)
桩的极限端阻力标准值(KPa)
土容许承载力q0(kPa)
1
灰色亚粘土
-5.4
19
5500
20
0
80
2
淤泥质亚粘土
-7.8
18
3000
20
0
80
3
灰色亚粘土
-9.8
19
5500
20
0
80
4
淤泥质亚粘土
-12.3
18
3000
20
0
80
5
灰色亚粘土
-15.3
19
5500
20
0
80
6
淤泥质亚粘土
-17.8
18
3000
20
0
80
7
灰色亚粘土
-20.4
19
5500
20
0
80
8
中粗砂
-24.75
18
15000
120
3000
120
9
砾砂
-31.5
18
20000
200
3500
200
地基参数-#桩2
层序
土层名称
层底高程(m)
天然重度(kN/m^3)
地基m系数(kN/m^4)
桩的极限侧阻力标准值(KPa)
桩的极限端阻力标准值(KPa)
土容许承载力q0(kPa)
1
灰色亚粘土
-5.4
19
5500
20
0
80
2
淤泥质亚粘土
-7.8
18
3000
20
0
80
3
灰色亚粘土
-9.8
19
5500
20
0
80
4
淤泥质亚粘土
-12.3
18
3000
20
0
80
5
灰色亚粘土
-15.3
19
5500
20
0
80
6
淤泥质亚粘土
-17.8
18
3000
20
0
80
7
灰色亚粘土
-20.4
19
5500
20
0
80
8
中粗砂
-24.75
18
15000
120
3000
120
9
砾砂
-31.5
18
20000
200
3500
200
地基参数-#桩3
层序
土层名称
层底高程(m)
天然重度(kN/m^3)
地基m系数(kN/m^4)
桩的极限侧阻力标准值(KPa)
桩的极限端阻力标准值(KPa)
土容许承载力q0(kPa)
1
灰色亚粘土
-5.4
19
5500
20
0
80
2
淤泥质亚粘土
-7.8
18
3000
20
0
80
3
灰色亚粘土
-9.8
19
5500
20
0
80
4
淤泥质亚粘土
-12.3
18
3000
20
0
80
5
灰色亚粘土
-15.3
19
5500
20
0
80
6
淤泥质亚粘土
-17.8
18
3000
20
0
80
7
灰色亚粘土
-20.4
19
5500
20
0
80
8
中粗砂
-24.75
18
15000
120
3000
120
9
砾砂
-31.5
18
20000
200
3500
200
地基参数-#桩4
层序
土层名称
层底高程(m)
天然重度(kN/m^3)
地基m系数(kN/m^4)
桩的极限侧阻力标准值(KPa)
桩的极限端阻力标准值(KPa)
土容许承载力q0(kPa)
1
灰色亚粘土
-5.4
19
5500
20
0
80
2
淤泥质亚粘土
-7.8
18
3000
20
0
80
3
灰色亚粘土
-9.8
19
5500
20
0
80
4
淤泥质亚粘土
-12.3
18
3000
20
0
80
5
灰色亚粘土
-15.3
19
5500
20
0
80
6
淤泥质亚粘土
-17.8
18
3000
20
0
80
7
灰色亚粘土
-20.4
19
5500
20
0
80
8
中粗砂
-24.75
18
15000
120
3000
120
9
砾砂
-31.5
18
20000
200
3500
200
地基参数-#桩5
层序
土层名称
层底高程(m)
天然重度(kN/m^3)
地基m系数(kN/m^4)
桩的极限侧阻力标准值(KPa)
桩的极限端阻力标准值(KPa)
土容许承载力q0(kPa)
1
灰色亚粘土
-5.4
19
5500
20
0
80
2
淤泥质亚粘土
-7.8
18
3000
20
0
80
3
灰色亚粘土
-9.8
19
5500
20
0
80
4
淤泥质亚粘土
-12.3
18
3000
20
0
80
5
灰色亚粘土
-15.3
19
5500
20
0
80
6
淤泥质亚粘土
-17.8
18
3000
20
0
80
7
灰色亚粘土
-20.4
19
5500
20
0
80
8
中粗砂
-24.75
18
15000
120
3000
120
9
砾砂
-31.5
18
20000
200
3500
200
地基参数-#桩6
层序
土层名称
层底高程(m)
天然重度(kN/m^3)
地基m系数(kN/m^4)
桩的极限侧阻力标准值(KPa)
桩的极限端阻力标准值(KPa)
土容许承载力q0(kPa)
1
灰色亚粘土
-5.4
19
5500
20
0
80
2
淤泥质亚粘土
-7.8
18
3000
20
0
80
3
灰色亚粘土
-9.8
19
5500
20
0
80
4
淤泥质亚粘土
-12.3
18
3000
20
0
80
5
灰色亚粘土
-15.3
19
5500
20
0
80
6
淤泥质亚粘土
-17.8
18
3000
20
0
80
7
灰色亚粘土
-20.4
19
5500
20
0
80
8
中粗砂
-24.75
18
15000
120
3000
120
9
砾砂
-31.5
18
20000
200
3500
200
2.2梁截面
编号
截面名称
类型
参数
1
横梁
B=1
H=1.8
b1=.4
h1=.8
2
纵梁
B=.5
H=1
3
轨道梁
B=.5
H=1
截面名称
截面面积(m^2)
截面惯性矩(m^4)
弹性模量(kPa
材料重度(kN/m^3)
材料名称
横梁
1.2
.292
3.35E+07
25
C45
纵梁
.5
.041667
3.35E+07
25
C45
轨道梁
.5
.041667
3.35E+07
25
C45
2.3护轮坎参数
b1(m):
.3;b2(m):
.25;h1(m):
.25
码头后沿是否有护轮坎:
无
2.4面板参数
面板预制部分厚度(m):
.25;面板现浇部分厚度(m):
.25;面板空心部分厚度(m):
0
面板磨耗层厚度(m):
.1~.1
面板现浇部分材料:
C30
2.5纵梁参数
纵梁悬臂长度(m):
1.00;轨道梁凹槽宽(m):
0.00;轨道梁凹槽高(m):
0.00
纵梁
中心坐标X(m)
截面名称
纵梁类型
1
1.5
轨道梁
轨道梁
2
4.5
纵梁
纵梁
3
7.5
纵梁
纵梁
4
10.5
轨道梁
轨道梁
2.6下桩帽参数
桩帽
底部高程(m)
桩帽高度(m)
中心坐标X(m)
类型
L(m)
B(m)
DL(m)
DB(m)
1
1.6
.6
1.5
类型1
2
1.2
0
0
2
1.6
.6
4.5
类型1
1.2
1.2
0
0
3
1.6
.6
7.5
类型1
1.2
1.2
0
0
4
1.6
.6
11.5
类型1
2
1.2
0
0
2.7横梁参数
注:
分段是横梁从左到右依次布置的各分段的情况
横梁
长(m)
施工期截面
使用期截面
1
1.5
横梁
横梁
2
3
横梁
横梁
3
3
横梁
横梁
4
3
横梁
横梁
5
1.5
横梁
横梁
2.8靠船构件参数
沿码头前沿方向宽度(m)=.6;靠船构件底部高程(m)=.3;B1(m)=.8;B2(m)=.4;H1(m)=1.5;H2(m)=.4
2.9设计时采用的桩截面
混凝土空心方桩
名称
边长(m)
内径(m)
净面积(m^2)
毛面积(m^2
扭转惯性矩(m^4)
截面惯性矩Iy(m^4)
材料
桩截面1
.6
.4
.234336
.36
.019087
.009543
C45
2.10桩截面承载力数
桩截面1(根据容许轴力、弯矩、应力判定)
注意:
应力判定时钢桩根据材料系统自动判断;应力受压为正,受拉为负
容许轴力最小值(kN)
容许轴力最大值(kN)
容许合成弯矩最大值(kNm)
容许应力最小值(kPa)
容许应力最大值(kPa)
是否验算轴力、弯矩
是否验算应力
200
1500
100
8000
5000
1
1
2.11桩参数
容许最小桩间净距(m)0;开口时桩内水位(m):
0
固定桩头时水位(m):
0
桩几何参数
桩号
顶面坐标X(m)
顶面坐标Y(m)
顶面坐标Z(m)
泥面高程(m)
桩长(m)
斜度(゜)
转角(゜)
1
1.15
0
2
-5.25
30
0
0
2
1.85
0
2
-5.25
30
0
0
3
4.5
0
2
-5.25
30
0
0
4
7.5
0
2
-2.42
30
0
0
5
11.2
0
2
-.49
30
3
200
6
11.6
0
2
.97
30
3
20
桩其它参数
桩号
地基系数C(kN/m)
单元模型类型
桩截面名称
6
364118.4
上铰下固
桩截面1
5
364118.4
上铰下固
桩截面1
4
364118.4
上铰下固
桩截面1
3
364118.4
上铰下固
桩截面1
2
364118.4
上铰下固
桩截面1
1
364118.4
上铰下固
桩截面1
注:
C值:
桩的轴向刚性系数,即桩顶轴向单位变形所需的轴向力(kN/m)
转角:
桩在水平面上投影与X轴的夹角,逆时针为正。
斜度:
桩在z立面上垂直投影与水平面投影的比值。
3.结构上荷载情况
3.1作用在结构上的荷载
施工期荷载
荷载名称
荷载类型
荷载分项系数
永久荷载
永久荷载
1.2
施工均布荷载
人群荷载
1.4
使用期荷载
荷载名称
荷载类型
荷载分项系数
地震组合系数
偶然状态
第二阶段永久荷载
永久荷载
1.2
1
非偶然
散货荷载1
散货荷载
1.5
.7
非偶然
门机1
门机
1.5
0
非偶然
船舶系缆力1
船舶系缆力
1.4
.5
非偶然
船舶靠岸撞击力1
船舶靠岸撞击力
1.5
0
非偶然
3.2.码头均载
a.散货荷载1
自动计算均载沿横梁方向最不利布置
轨道梁两侧1.5m范围内不布置荷载
考虑纵梁方向隔跨布置的不利影响系数为1
作用点坐标X1(m)
作用点坐标X2(m)
竖向均布力(kN/m^2)
0
12
50
3.3.轨道荷载
荷载名称
所在纵梁
是否滚出码头分段
是否两台机械前后一起滚动
滚动步长(m)
前后机械间距(m)
水平力高程(m)
水平力(kN)
门机1
#1
是
否
.1
1.5
0
0
门机1
#4
是
否
.1
1.5
0
0
每个轨道上机械参数
门机1
纵梁#1
轮子
与前一轮子间距(m)
轮压(kN)
1
0
250
2
.75
250
3
1
250
4
.75
250
纵梁#4
轮子
与前一轮子间距(m)
轮压(kN)
1
8
250
2
.75
250
3
1
250
4
.75
250
3.4.船舶系缆力参数
系缆水平力分配系数=.524
系缆夹角α(°):
是系缆力水平面投影与码头前沿线的夹角,逆时针为正
系缆夹角β(°):
是系缆力竖直方向水平面的夹角
作用位置
系缆力名称
系缆力N(kN)
α(°)
β(°)
作用点高程(m)
离码头对应边沿距离DL(m)
码头前部
船舶系缆力1
180
30
15
4
1
注:
系缆力在码头前后位置已经考虑,DL为系船柱到对应最近码头边缘的距离,DL>0
3.5.船舶靠岸撞击力参数
靠岸撞击力水平力分配系数=.524
作用位置
撞击力名称
作用点高程(m)
撞击力(kN)
码头前部
船舶靠岸撞击力1
.5
300
3.6附加荷载参数
a.施工期荷载
b.使用期荷载
4.组合工况详情及计算控制
4.1组合信息
a.施工期组合
承载能力极限状态短暂状况作用效应的短暂组合
编号
组合内容
1
永久荷载
2
永久荷载+施工均布荷载
正常使用极限状态持久状况的频遇组合
编号
组合内容
1
永久荷载
2
永久荷载+施工均布荷载
b.使用期组合
承载能力极限状态持久状况作用效应的持久组合
编号
组合内容
1
永久荷载
2
永久荷载+散货荷载1+门机1+船舶靠岸撞击力1
3
永久荷载+散货荷载1+门机1+船舶系缆力1
正常使用极限状态持久状况的标准组合
编号
组合内容
1
永久荷载
2
永久荷载+散货荷载1+门机1+船舶系缆力1
3
永久荷载+散货荷载1+门机1+船舶靠岸撞击力1
5作用效应总组合
5.1施工期每种组合类型下的作用效应包络值
a.承载能力极限状态短暂状况作用效应的短暂组合
横梁上作用效应:
横梁竖向位移
跨
截面位置
最大值(mm)
最大效应对应的工况
最小值(mm)
最小效应对应的工况
1
左端
0
组合1
-1.222
组合1
1
跨中
0
组合1
-1.248
组合1
1
右端
0
组合1
-1.287
组合1
2
左端
0
组合1
-1.287
组合1
2
跨中
0
组合1
-1.3
组合1
2
右端
0
组合1
-1.313
组合1
3
左端
0
组合1
-1.313
组合1
3
跨中
0
组合1
-1.326
组合1
3
右端
0
组合1
-1.326
组合1
4
左端
0
组合1
-1.326
组合1
4
跨中
0
组合1
-1.43
组合1
4
右端
0
组合1
-1.495
组合1
5
左端
0
组合1
-1.495
组合1
5
跨中
0
组合1
-1.534
组合1
5
右端
0
组合1
-1.482
组合1
6
左端
0
组合1
-1.482
组合1
6
跨中
0
组合1
-1.339
组合1
6
右端
0
组合1
-1.105
组合1
7
左端
0
组合1
-1.105
组合1
7
跨中
0
组合1
-1.04
组合1
7
右端
0
组合1
-.988
组合1
8
左端
0
组合1
-.988
组合1
8
跨中
0
组合1
-.9229999
组合1
8
右端
0
组合1
-.871
组合1
9
左端
0
组合1
-.871
组合1
9
跨中
0
组合1
-.8449999
组合1
9
右端
0
组合1
-.806
组合1
横梁剪力
跨
截面位置
最大值(kN)
最大效应对应的工况
最小值(kN)
最小效应对应的工况
1
左端
0
组合1
0
组合1
1
跨中
0
组合1
-118.469
组合1
1
右端
0
组合1
-204.438
组合1
2
左端
127.686
组合1
0
组合1
2
跨中
101.53
组合1
0
组合1
2
右端
75.361
组合1
0
组合1
3
左端
0
组合1
-100.724
组合1
3
跨中
0
组合1
-107.016
组合1
3
右端
0
组合1
-114.348
组合1
4
左端
229.138
组合1
0
组合1
4
跨中
134.953
组合1
0
组合1
4
右端
57.65499
组合1
0
组合1
5
左端
135.655
组合1
0
组合1
5
跨中
43.017
组合1
0
组合1
5
右端
0
组合1
-49.569
组合1
6
左端
66.729
组合1
0
组合1
6
跨中
0
组合1
-25.896
组合1
6
右端
0
组合1
-118.495
组合1
7
左端
0
组合1
-294.489
组合1
7
跨中
0
组合1
-337.454
组合1
7
右端
0
组合1
-380.081
组合1
8
左端
0
组合1
-115.297
组合1
8
跨中
0
组合1
-163.93
组合1
8
右端
0
组合1
-212.563
组合1
9
左端
54.47
组合1
0
组合1
9
跨中
20.54
组合1
0
组合1
9
右端
0
组合1
0
组合1
横梁弯矩
跨
截面位置
最大值(kNm)
最大效应对应的工况
最小值(kNm)
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