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防护棚架设计及结构验算

来源:抵帆知识网
第32卷第4期2017年8月

资源信息与工程

Vol.32 Nq4August 2017

防护棚架设计及结构验算

(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

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

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

^

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

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].

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