官地水電站中孔啟閉機(jī)底層板梁排架安全穩(wěn)定性分析

1、官地水電站中孔啟閉機(jī)房底層板梁排架安全穩(wěn)定性分析1.1概述根據(jù)啟閉機(jī)房底層板梁施工要求，啟閉機(jī)房底層板梁與相連左右邊墩混凝土同倉澆筑，為此根據(jù)擬定施工分層規(guī)劃，需在中孔左右墩墻澆筑過程中需在高程1262.2預(yù)埋鋼支座，鋼支座上安設(shè)I28找平工字鋼，找平工字鋼上安設(shè)I28水平梁，作為啟閉機(jī)房底層板梁支撐系統(tǒng)。中孔啟閉機(jī)房板梁混凝土采用C25混凝土，模板采用組合鋼模板。啟閉機(jī)房底層板梁支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式見圖1.1、圖1.2及圖1.3。圖中單位以分米計圖1.1 啟閉機(jī)房板梁支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中單位以分米計圖1.2 啟閉機(jī)房板梁支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中單位以分米計圖1.2 啟閉機(jī)房板梁支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2、計算參數(shù)

2、中孔啟閉機(jī)房底層最大梁L2截面尺寸為1.2m×1.5m,啟閉機(jī)房底板厚度為35cm，梁跨度為8.0m，梁L6截面尺寸為0.4m×1.2m,I28找平工字鋼總重2784kg， I28水平梁跨度為7.74m及6.14m，水平梁加固采用32螺紋鋼筋，模板排架鋼管采用滿堂腳手架管，橫豎平均間距約50cm；模板采用組合鋼模板，支撐埋件爪筋采用32鋼筋，啟閉機(jī)房底層板梁C25混凝土容重取2700kg/m3，鋼材均采用Q235。3、左中孔啟閉機(jī)房板梁支撐系統(tǒng)受力分析及變形及強(qiáng)度復(fù)核計算3.1 受力簡化分析中孔啟閉機(jī)房板梁I28支撐水平梁為研究對象，根據(jù)支撐位置不同，則水平梁系受力簡圖可等

3、效為3.1及3-2圖所示：其中q為I28支撐水平梁上部混凝土、鋼筋及模板鋼管排架等對水平支撐梁的作用力分布。圖中單位以分米計3.1中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁受力簡圖圖中單位以分米計3.2中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁受力簡圖3.2荷載計算以梁L2周邊底部3榀水平梁為研究對象，根據(jù)3.1最不利受力簡圖進(jìn)行安全進(jìn)行受力分析及安全穩(wěn)定性復(fù)核有已知條件可得每一榀I28支撐水平梁線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:q1=（G1+G2+G3+G4）/(3×b×L)+( q1+q2)×b=26.11KN/m。其中：梁L2自重（含鋼筋）G1=（1.2×1.5×8×27

4、00kg/m3+3900 kg）×9.81 N/kg =419.672KN梁L6自重（含鋼筋）G2=0.4×1.2×2.32/2×2×2700kg/m3+520kg×9.81N/kg =34.597KN底板自重（含鋼筋）G3=（0.85+2.32/2）×0.35×8×2700kg/m3+300kg×9.81 N/kg =152.012KN鋼管排架自重G4=2500kg×9.81 N/kg =24.525KNb為I28支撐水平梁間距0.75m，L為I28支撐水平梁跨度7.74m。每一榀I

5、28支撐水平梁線可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:q2= (q3+q4)×0.75=2.25KN/m作業(yè)人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值q3=1KN/m2振搗混凝土產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值q4=2KN/m2。取混凝土自重、模板及鋼管排擠自重等恒荷載分項系數(shù)為1.2，作業(yè)人員及設(shè)備、振搗混凝土產(chǎn)生的可變荷載分項系數(shù)為1.4則：左中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁對應(yīng)的荷載設(shè)計值為:q=1.2×q1+1.4×q2=33.695KN/m3.3變形強(qiáng)度復(fù)核計算中孔啟閉機(jī)房底層I28支撐水平梁結(jié)構(gòu)安全按照級復(fù)核，對應(yīng)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)r0取1.0，狀態(tài)系數(shù)取1.0；考慮到2.44042.8591，則中孔啟閉機(jī)房底層I28

6、支撐水平梁按照三等跨梁近似計算可得：M(max)= 跨中最大變形：<L/400=19.35mm則梁L2周邊左中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁滿足變形要求。由鋼材截面查詢工具可查得I28工字鋼特性：=215N/ mm2,IZ=74.80×106mm4; WZ=5.34×105mm3。根據(jù)則梁L2周邊左中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁滿足強(qiáng)度要求?？紤]到中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁布置及左中孔啟閉機(jī)房底層板梁結(jié)構(gòu)分布，結(jié)合上述對梁L2底部水平支撐梁強(qiáng)度及變形分析，可得其他部位左中孔啟閉機(jī)房I28支撐水平梁均能滿足變形及強(qiáng)度要求。4左右邊墩預(yù)埋支座螺栓抗剪及抗拉復(fù)核4.1受力簡化分

7、析（圖中尺寸單位以毫米計）3.3 左中孔邊段預(yù)埋支座詳圖鋼桁架兩端支座在兩側(cè)邊墻預(yù)埋Q23532螺栓固定鋼牛腿支座，每個支座布置4個螺栓，雙排布置4.2荷載計算根據(jù)實際情況，按偏心受壓構(gòu)件計算，支座受偏心剪力與彎矩共同作用。剪力maxY2+G6=（G1+G2+G3+G4+G5）÷4 +（1+2）×（0.85+1.2+1.16）÷4+ +43.4*1.5*9.81/1000=157.471 KN其中：Y2為找I28平工字鋼上部鋼筋混凝土、模板及排架、人員及設(shè)備，水平支撐梁等對埋件產(chǎn)生的作用力。梁L2自重（含鋼筋）G1=（1.2×1.5×8

8、5;2700kg/m3+3900 kg）×9.81 N/kg =419.672KN梁L6自重（含鋼筋）G2=0.4×1.2×2.32/2×2×2700kg/m3+520kg×9.81 N/kg =34.597KN底板自重（含鋼筋）G3=（0.85+2.32/2）×0.35×8×2700kg/m3+300kg×9.81 N/kg =152.012KN鋼管排架自重G4=2500kg×9.81 N/kg =24.525KN3榀I28支撐水平梁自重G4=(2.42×27.47

9、5;2+7.74×43.5)×9.81×3÷1000=13.822KN作業(yè)人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=1KN/m2振搗混凝土產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=2KN/m2。I28找水平梁自重G6=1.5×43.5×9.81÷1000=0.64KN4.3內(nèi)力計算及強(qiáng)度穩(wěn)定性復(fù)核彎距max1.2×max×0.191=1.2×157.71×0.191=36.147KN·m 查表得Q235普通32螺栓:8.038cm2 、=190N/mm2、=210N/mm2每個螺栓的抗剪和承壓的設(shè)計承載力分別是:Nbv=152.73kNNbc=121.60KNNbt=168.80KN彎矩作用下螺栓所承受的最大拉力：=4