资源信息与工程
Vol.32 Nq4August 2017
防护棚架设计及结构验算
刘
昕
(重庆交通大学土木工程学院,重庆400074)
摘要
:以某平台施工防护棚架设计为例,基于有限元运算进行防护棚架结构验算,重点介绍了防护棚架横向分
配梁、贝雷梁、柱顶横梁和钢管立柱的验算过程。结果表明,该防护棚架结构是安全的。
关键词:防护棚架;结构设计;结构验算中图分类号:U445
文献标识码
:A
文章编号:2096-2339(2017)04-0161-02
1工程概况
该项目为重庆市某区县风景区观景平台,观景平台
高度12 m,拟建2层,采用钢筋混凝土框架结构,由于基 础持力层为中风化基岩,故基础采用桩下基础形式。 由于该观景平台西临省道
S203,道
路等级为二级,路面
宽度9 m,为保证平台施工时省道的正常通行,故采用防 护棚进行防护。
2防护棚设计
防护棚长52 m,宽
10 m,高
11.8 m,门洞净空高度为
5.5 m,见图1〜图3所示。该防护棚采用120工字钢为立 柱与横梁。立柱在道路两侧位置架设工字钢,立柱间距1.5 m,在立柱顶面设置横桥向通长120工字钢支撑梁,用 100 m
m
等边角钢焊接连接所有工字钢,按
1.5 m间距布
置,形成主承重骨架;在承重骨架上铺装50 m2 m
m
厚木板+
m
厚薄钢板,形成棚架顶面;棚架顶面兼做施工作业
平台,在平台四周设置防护栏杆和安全网。
(1)立柱支架。立柱支架采用120工字钢搭设,两侧
支架立在
S203省道两侧路肩上,搭设宽度9 m,间距1.5
m
,工字钢立柱与钢板底座焊接用18螺丝固定在混凝土
路面上。
(2) 承重工字钢。主承重工字钢采用120,横路向
置,横梁工字钢间距1.5 m。横梁工字钢放置在立柱支架 顶上焊接处理,形成整体支架;在立柱与横梁间加设斜 杆,斜杆采用
Z
100等边角钢。立柱、横梁、斜杆焊接连
接成整体,确保整体稳定性。
(3)
顶面。顶面结构设计为木板,木板起减震与
冲击作用,每块木板之间用钢钉连接成整体,木板下层为 钢管,与工字钢承重骨架之间采用焊接固定,连接成 整体。
作者简介:刘昕(1991-),女,重庆人,硕士研究生,研究方向:建筑与土木工程
—161 —
第32卷第4期2017年8月
资源信息与工程
V〇i.32 M>4AugusL 2017
3结构验算
钢管支架上部采用
将钢管简化为两端铰支的力学模型,则A =1.0,因钢管立
I20b
型钢,间距90 cm,设
置
16
柱高度为6.2 m,故长细比A = 1.0x7 060/20.8 = 298.1。由 于A>100,故立柱属于细长压杆,采用欧拉公式计算。当
片贝雷梁,贝雷间距(45 + 105+45+65+45+95+45+95+45 + 95+45+65+45 + 105+45)
cm
/ = 6.2 m 时,临界力为:fcr = n2x£///2 = 45 123.5 kN>973.3
,使用45标准花窗连接,贝雷
设置加强立杆。钢管柱顶采用2I40米用4>600 mm X 12 m及斜撑。现以
a
kN,因此横桥向每排设置6根4>600 mm X 12 mm钢管立 柱能满足稳定性要求。
计算分析汇总
防护棚支架计算分析汇总见表1。
工字钢;钢管立柱
m
螺旋焊管,以[14
a
槽钢设置平联
3.5
Midas Civil整
体建模,按荷载传递路径进
行防护棚架结构验算[1],依次进行防护棚架横向分配 梁、贝雷梁、柱顶横梁和钢管立柱的验算。3.1横向分配梁验算
横向分配梁采用[22
a
槽钢,通过计算,其分析结果 如下:横向
分
配
梁
的
最
大
组
合
应
力
129
MPa<
[
CT]
=
215 MPa,满足规范要求。最大剪应力t = 62.7 MPa<[
T]
125 M
Pa,满
足规范要求。最大挠度/= 2.7
mm
矣3.00
mm
,满足规范要求。
3.2贝雷梁验算
通过计算,贝雷梁分析结果如下:最大组合应力
^
二
245 M
Pa<
[
CT] =310 MPa,满
足规范要求。最大剪应力
t = 71.7 MPa<[
T] = 180 MPa,满
足规范要求。最大挠度
/=20.1 m
m矣33.75 m
m
,满足规范要求。
3.3柱顶横梁验算
通过计算,柱顶横梁分析结果如下:顶横梁的最大组
合应力
CT=133 MPa<[^] =215 MPa,满
足规范要求。最
大剪应力
T=62.3 MPa<
[
T] = 125 MPa,满
足规范要求。
最大挠度/= 1.8 mm
矣3 m
m
,满足规范要求。
3.4钢管立柱验算
首先进行强度验算,由计算知,钢管立柱的最大组合
应
力
132 M
Pa<
[
^
] =215
MPa,满
足强度要求。再进
行稳定性验算,由计算知,立柱最大轴力为
P =973.3 kN
,
—162 —
表1
防护棚支架计算分析汇总
支架部位
分配梁贝雷弦杆贝雷腹杆柱顶横梁钢立柱、平联使用材料[22a槽钢
锰钢
锰钢
2I40a
0600 mmX12 mm钢管
最大剪应力
T
(MPa)62.76871.762.3
极限剪应力
(MPa)125180180125125
最大组合应力
(MPa)
129196245133144
极限应力(MPa)215310310215215计算结果
满足
满足
满足
满足
满足
4
总结
由上述验算结果可知,设计的防护棚支架各部分受
力均满足规范要求,能够正常承载,且钢管立柱的稳定性 也满足规范要求,故认为该结构整体在外荷载作用下时 安全的。参考文献:
[1] 牟同兵.防护棚架设计及结构验算[J].国防交通工程与技
术,2013(S1) :36-37.
[2]
GB 50017-2003,钢结构设计规范[S].
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- dfix.cn 版权所有 湘ICP备2024080961号-1
违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务