查《路桥施工计算手册》表10-23和10-24得 则N`=1000KN/m×2.4m=2400KN
F—混凝土台座与碎石的摩阻力,则F=μ(G1+G2),因台座底部为碎石,所以摩擦系数μ取0.45,F=0.45×(666.9+30.03)=313.62KN。 E′p—台座底部与座面上土压力的合力。 E′p=(P‘+P0)×(H-H2)B/2 其中B—台座的宽度,3m H2—台座板厚度,0.4m H—台座的埋设深度,H=3m
地基为中砂,故γ—中砂的重度,取γ=18KN/m3,内摩擦角ф取30о。 查《路桥施工计算手册》表10-23相关公式为
①台座后面的最大的土压力P’=γH*tg2(45°+ф/2)- γH*tg2(45°-ф/2) ②台座板底部的土压力P′=H2×P‘/H
③台座底部和座面上土压力的合力E′p=(P‘+P0)×(H-H2)B/2 ④抗滑移安全系数K=N1/N=(N′+ F + E′p)/N 带入数值得:
P‘ =γHtg2(45°+30°/2)- γHtg2(45°-30°/2)
=18×3×(tg260°-tg230°)=18×3×2.67=144.18KN/m2 P0=H2×P‘/H=0.4×136.97/3=19.22KN/m2 E′p=(P‘+P0)×(H-H2)B/2 =(144.18+19.22)×3×3/2=735.3KN 则抗滑移安全系数K为: K=N1/N=(N′+ F + E′p)/N
=(2400+313.62+735.3)/2293.2=1.5>1.3 满足条件,安全。
4、空心板存梁区台座设计及验算 4.1枕梁设计
枕梁采用C25混凝土(计算中枕梁视为刚性构件),13米梁存梁用枕梁尺寸为0.3m×0.3m×10m见下图,13米空心板每片砼方量为6.24m3,钢筋砼比重取26KN/m3,
最高放置三层,则存梁荷载F=6.24×26×3/2=243.36KN。
4.2地基承载力计算
地基承载力为:fa=(P1+P2)/A
=(243.36×5+(0.6×0.3×10+0.3×0.3×1.24×5)×26)/(0.6×10) =213.02KPa
其中:P1——13米空心板重量; P2——枕梁自重; A——枕梁底面积;
处理地基,承载力达到300Kpa以后进行枕梁砼的浇筑。 4.3枕梁强度验算 (1)计算枕梁截面特性 ①枕梁截面惯性矩
b/2ab/2Hxhe2x
矩形组合体的型心距地面距离e1 A1=60×30=1800cm2 a1=14cm A2=30×30=900cm2 a2=45cm e1=(A1*a1+A2*a2)/(A1+A2) = (1800×14+900×45)/(1800+900) =24.33cm
所以h=5.67cm,e2=35.67cm 则惯性矩:Ix=(Be13-bh3+ae23)/3
e1Bd
=(60×24.333-30×5.673+30×35.673)/3 =740066=7.4×
截面抵抗距W=I/e2=7.4×/0.3567=20.75× ②枕梁的截面刚度
由路桥施工计算手册查询:
C25混凝土的弹性模量Ec=2.85×KN/m2详见路桥施工计算手册P781页 截面抗弯刚度为EcI=2.85××7.4× =211KN?m2 按照“倒梁法”计算地基的净反力和基础梁的截面弯矩 按地面作用以均布反力,对受力进行简化,模型简化图如下:
由结构力学求解器求得如下:
剪力图
弯矩图
由以上计算结果知:Mmax=64KN?m,Qmax=141.7KN
由《建筑工程施工实用计算手册》可以查得C25砼容许抗弯应力[σ]=8.5Mpa,剪切容许应力[τ]=0.8[σ]=6.8 Mpa
σ=Mmax/w=64KN?m /20.75×m3=3.08Mpa<[σ]=8.5 Mpa τ=Qmax/S=141.7KN/0.27 m2=0.525 Mpa<[τ]=6.8 Mpa 以上计算可知,枕梁设计比较安全。
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