钢结构人行天桥计算书

全桥总体分析1五、计算程序：1、3d3s11.0六、计算过程：1、结构简化：a、采用3d3s软件空间任意结构模块建立空间钢结构模型；b、主梁采用截面库截面，定底钢板采用自定义截面c、支座等边界条件以弹性连接和刚性连接模拟；d、二期恒载以均布单元荷载加载；2、模型简图：天桥计算模型全桥总体分析23、支承反力以下为桥台处支座反力：位置节点号工况/组合Fx(kN)Fy(kN)Fz(kN)Mx(kN·M)My(kN·M)Mz(kN·M)0#-170组合100107.490000#-214组合100314.050000#-3155组合100249.240003#-168组合100102.200003#-212组合100268.800003#-3153组合100217.87000以下为桥墩与主梁固结节点反力：位置节点号工况/组合Fx(kN)Fy(kN)Fz(kN)Mx(kN·M)My(kN·M)Mz(kN·M)1#-1379组合138.37-5.121300.5132.42142.430.501#-2400组合136.935.33691.15-6.07139.600.032#-1378组合1-38.44-3.851120.5327.35-119.62-2.222#-2377组合1-36.863.63600.97-3.34-116.775.464、构件验算结构受力弯矩如下图所示：选择正弯矩与负弯矩最大处的构件进行验算。全桥总体分析3主梁跨中单元验算：单元号:84截面名称:HN700X300截面分类:绕2轴:b类绕3轴:a类杆件类型:梁(以下验算结果中，长度单位为mm;力单位为kN,kNm;应力单位为MPa)验算强度用设计值f=295.00验算稳定用设计值f2=295.00验算稳定用设计值f3=295.00抗剪强度设计值fv2=170.00抗剪强度设计值fv3=170.00强度验算最不利组合1(1)N=-1.83,M2=7.31,M3=-170.88全截面有效塑性发展系数r2=1.200,r3=1.050应力比:0.141绕2轴稳定验算最不利组合1(1)N=-1.83,M2=7.31,M3=-170.88塑性发展系数r2=1.200全截面有效稳定系数Phi2=0.948,Phib3=1.000弯矩等效系数Bm2=0.665,Bt3=0.850应力比:0.119绕3轴稳定验算最不利组合1(1)N=-1.83,M2=7.31,M3=-170.88塑性发展系数r3=1.050全截面有效稳定系数Phi3=0.215,Phib2=1.000弯矩等效系数Bm3=0.850,Bt2=0.665应力比:0.120沿2轴抗剪验算最不利组合2(1)V2=21.02抗剪应力比:0.015沿3轴抗剪验算最不利组合1(1)V3=4.66抗剪应力比:0.002腹板高宽比(限值):50.15(66.03)钢规4.3.2腹板可不配置加劲肋全桥总体分析4翼缘高宽比(限值):5.98(12.38)钢规4.3.8满足绕2轴计算长度(对应侧向支撑间长度):1500.00(1500.00)绕3轴计算长度(对应侧向支撑间长度):45882.20(45882.20)绕2轴长细比:21.95250.00绕3轴长细比:158.66250.00沿2轴W/l(限值):1/3348(1/180)1(1)沿3轴W/l(限值):0(1/180)1(1)验算结果:截面满足要求跨中顶底板单元验算：单元号:214截面类型:自定义截面类型截面分类:绕2轴:b类绕3轴:b类杆件类型:梁(以下验算结果中，长度单位为mm;力单位为kN,kNm;应力单位为MPa)验算强度用设计值f=310.00验算稳定用设计值f2=310.00验算稳定用设计值f3=310.00抗剪强度设计值fv2=180.00抗剪强度设计值fv3=180.00强度验算最不利组合1(1)N=-0.18,M2=78.91,M3=-404.49塑性发展系数r2=1.000,r3=1.000应力比:0.153绕2轴稳定验算最不利组合1(1)N=-0.18,M2=78.91,M3=-404.49塑性发展系数r2=1.000稳定系数Phi2=0.997,Phib3=1.000全桥总体分析5弯矩等效系数Bm2=1.000,Bt3=0.850应力比:0.136绕3轴稳定验算最不利组合1(1)N=-0.18,M2=78.91,M3=-404.49塑性发展系数r3=1.000稳定系数Phi3=0.253,Phib2=1.000弯矩等效系数Bm3=0.850,Bt2=1.000应力比:0.136沿2轴抗剪验算最不利组合2(1)V2=27.61抗剪应力比:0.004沿3轴抗剪验算最不利组合1(1)V3=20.25抗剪应力比:0.003绕2轴计算长度(对应侧向支撑间长度):1500.00(1500.00)绕3轴计算长度(对应侧向支撑间长度):46162.20(46162.20)绕2轴长细比:5.04250.00绕3轴长细比:138.73250.00沿2轴W/l(限值):1/3270(1/180)1(1)沿3轴W/l(限值):0(1/180)1(1)验算结果:截面满足要求主梁固结支座处单元验算：单元号:122截面名称:HN700X300截面分类:绕2轴:b类绕3轴:a类杆件类型:梁(以下验算结果中，长度单位为mm;力单位为kN,kNm;应力单位为MPa)验算强度用设计值f=295.00验算稳定用设计值f2=295.00验算稳定用设计值f3=295.00抗剪强度设计值fv2=170.00抗剪强度设计值fv3=170.00强度验算最不利组合1(1)N=0.38,M2=1.40,M3=219.90全截面有效塑性发展系数r2=1.200,r3=1.050全桥总体分析6应力比:0.147绕2轴稳定验算最不利组合1(1)N=0.38,M2=1.40,M3=219.90塑性发展系数r2=1.200全截面有效稳定系数Phi2=0.998,Phib3=1.000弯矩等效系数Bm2=1.000,Bt3=1.000应力比:0.154绕3轴稳定验算最不利组合1(1)N=0.38,M2=1.40,M3=219.90塑性发展系数r3=1.050全截面有效稳定系数Phi3=0.175,Phib2=1.000弯矩等效系数Bm3=1.000,Bt2=1.000应力比:0.148沿2轴抗剪验算最不利组合1(1)V2=25.72抗剪应力比:0.018沿3轴抗剪验算最不利组合1(1)V3=-0.16抗剪应力比:0.000腹板高宽比(限值):50.15(66.03)钢规4.3.2腹板可不配置加劲肋翼缘高宽比(限值):5.98(12.38)钢规4.3.8满足绕2轴计算长度(对应侧向支撑间长度):280.00(280.00)绕3轴计算长度(对应侧向支撑间长度):51114.66(51114.66)绕2轴长细比:4.10250.00绕3轴长细比:176.76250.00沿2轴W/l(限值):1/23069(1/180)1(1)沿3轴W/l(限值):0(1/180)1(1)验算结果:截面满足要求顶底板固结支座处单元验算：单元号:206截面类型:自定义截面类型截面名称:左截面截面分类:绕2轴:b类绕3轴:b类杆件类型:梁全桥总体分析7(以下验算结果中，长度单位为mm;力单位为kN,kNm;应力单位为MPa)验算强度用设计值f=310.00验算稳定用设计值f2=310.00验算稳定用设计值f3=310.00抗剪强度设计值fv2=180.00抗剪强度设计值fv3=180.00强度验算最不利组合1(1)N=-0.72,M2=-136.84,M3=580.91塑性发展系数r2=1.000,r3=1.000应力比:0.231绕2轴稳定验算最不利组合1(1)N=-0.72,M2=-136.84,M3=580.91塑性发展系数r2=1.000稳定系数Phi2=1.000,Phib3=1.000弯矩等效系数Bm2=1.000,Bt3=1.000应力比:0.229绕3轴稳定验算最不利组合1(1)N=-0.72,M2=-136.84,M3=580.91塑性发展系数r3=1.000稳定系数Phi3=0.212,Phib2=1.000弯矩等效系数Bm3=1.000,Bt2=1.000应力比:0.229沿2轴抗剪验算最不利组合1(1)V2=99.98抗剪应力比:0.015沿3轴抗剪验算最不利组合1(1)V3=7.41抗剪应力比:0.001绕2轴计算长度(对应侧向支撑间长度):280.00(280.00)绕3轴计算长度(对应侧向支撑间长度):51114.66(51114.66)绕2轴长细比:0.94250.00绕3轴长细比:153.61250.00沿2轴W/l(限值):1/17185(1/180)1(1)沿3轴W/l(限值):0(1/180)1(1)验算结果:截面满足要求全桥总体分析85、挠度计算最大位移节点查询结果如下：最大位移节点306单位-----[mm]、[Rad]组合1：(组合1:恒0+活1+温度1+温度2)X:-8.916Y:0.652Z:-7.170RX:0.000RY:0.001RZ:0.000组合2：(组合2:恒0+活1)X:-0.596Y:0.747Z:-7.772RX:0.000RY:0.001RZ:-0.000最大组合位移：组合序号UVWUVWX最大：21-0.5960.747-7.7727.831Y最大：21-0.5960.747-7.7727.831Z最大：11-8.9160.652-7.17011.460空间位移最大：11-8.9160.652-7.17011.460X最小：11-8.9160.652-7.17011.460Y最小：11-8.9160.652-7.17011.460Z最小：21-0.5960.747-7.7727.831根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》对结构和构件的变形控制，天桥上部由人群荷载计算的最大竖向挠度容许值[vT]＝l/600。根据计算人群荷载挠度为8.916mm＜17400/600＝29mm，故结构挠度验算满足要求。6、结构自振频率通过结构动力特性分析，查看结构竖向自振周期如下图所示:全桥总体分析9计算得到结构的竖向自振频率为=1/0.19522＝5.12＞3，故天桥自振频率满足规范要求。由以上计算可以得出，该钢箱梁计算通过，满足规范要求。7、墩柱钢管混凝土验算选取1#-1墩柱单元进行验算顶单元单元号:423承载力应力比:0.274满足要求组合1(1)长度与直径之比及结论:11.278(=35.0)满足要求直径与板厚之比及结论:33.250满足要求直径与板厚之比允许范围:20.000~70.153套箍指标及结论:2.864满足要求套箍指标允许取值范围:0.300~3.000绕2轴有效长度(mm):25105.641绕3轴有效长度(mm):25105.641沿2轴W/l：1/26328沿3轴W/l：1/31457绕2轴内力放大系数:1.000绕3轴内力放大系数:1.000截面满足墩柱底单元单元号:439全桥总体分析10承载力应力比:0.280满足要求组合1(1)长度与直径之比及结论:11.278(=35.0)满足要求直径与板厚之比及结论:33.250满足要求直径与板厚之比允许范围:20.000~70.153套箍指标及结论:2.864满足要求套箍指标允许取值范围:0.300~3.000绕2轴有效长度(mm):25105.641绕3轴有效长度(mm):25105.641沿2轴W/l：1/65613沿3轴W/l：1/39148绕2轴内力放大系数:1.000绕3轴内力放大系数:1.000截面满足8、计算结论：根据以上的分析，人行天桥整体结构安全可靠。