8-10米桥梁牛腿计算书3

8-10米桥梁牛腿计算书1钢牛腿计算刚牛腿承载力计算按8-10米桥梁最大自重重量250吨计算。单个千斤顶承载力设计值保证在极限承载力的60%以内。螺栓，抗剪、抗拔验算项目保证安全系数大于2。1.1计算依据GB50017-2003钢结构设计规范JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程GB50010-2002混凝土结构设计规范TGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范1.2牛腿设计参数单个千斤最大承载力为1000kN（100T，70MPa），千斤顶外径200mm，重量58kg，钢板采用Q235，锚栓采用10.9级高强螺栓。锚栓直径φ24，有效锚固长度300mm。(1)结构设计参数牛腿结构如图1所示。牛腿结构参数如表1所示。竖直向最近距离为280mm。a.正面视图b.侧面视图图1牛腿结构图表1牛腿结构参数表竖板mm横板mm翼板mm加强板1mm加强板2mm锚栓mm钻孔厚宽高长宽厚长高厚高宽厚高宽厚直径有效长度数量直径孔数20460300300300208030020300300157030015243004284(2)强度设计参数1)牛腿荷载计算单个牛腿所受剪力V=梁体总重/牛腿数量=2500kN/20=125(kN)单个牛腿所受拉力N=125*100/200=62.5（KN）2)钢板强度设计值抗拉、弯、压强度设计值f=205(MPa)焊缝强度wf=160（MPa）3)锚栓强度设计值选用10.9级高强锚栓，锚栓抗拉强度标准值stkf=1000（MPa），屈服强度标准值ykf=900MPa。1.3牛腿强度校核计算1.3.1钢板强度有限元模型按实际受力情况，模拟千斤顶荷载与边界条件。Midasfea有限元模型1.3.2分析结果范梅赛斯应力云图由分析结果可以得出，牛腿最大应力处位于中间加强板与竖板连接位置，最大应力=46.7Mpa＜205Mpa，安全。1.3.3锚栓连接强度验算1.3.3.1锚栓受拉承载力验算（一）根据钢结构设计规范（GB50017-2003），锚栓连接仅考虑其杆轴方向受拉情况，单根锚栓承载力设计值按下式计算：ateaf4dN2t式中：de—锚栓在螺纹处的有效直径；atf—锚栓的抗拉强度设计值。单根锚栓承载力设计值：2-3-36-3td3.1424102410N1000101044572.265aaetfkN单根锚栓拉力设计值:-3N625001015.625572.2654kNkN锚栓根数安全。安全系数=236625.15265.572Nat1.3.3.2锚栓受拉承载力验算（二）根据混凝土结构后锚固技术规程（JGJ145-2004），对锚栓钢材破坏、混凝土锥体受拉破坏及混凝土劈裂破坏三种破坏情况进行验算。采用10.9级高强锚栓，stkf=1000MPa；ykf=900MPa。(1)锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力验算锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值，应按下列公式计算:NRssRksRdNN,,,/stkssRkfAN,式中sRkN,—锚栓或植筋钢材破坏受拉承载力标准值；NRs,—锚栓或植筋钢材破坏受拉承载力分项系数，按规范表4.2.6计算：,1.3/1.31000/9001.444RsNstkykffsA—锚栓或植筋应力截面面积；2224572.265()4sAmmstkf—锚栓或植筋极限抗拉强度标准值。将上述参数代入得受拉承载力设计值：,,,,2//572.265()1000(MPa)/1.444396.305()RdsRksRsNsstkRsNNNAfmmkN假设最危险受拉情况下，牛腿上的荷载全部作用在锚栓轴线上，计算得锚栓或植筋的抗拉强度设计值为：/62.5()/415.625()396.305()SdNNnKNkNkN安全安全系数=24.25625.153.396NNs,rdsd式中SdN—锚栓所承受的拉力设计值；N—总拉力设计值；n—群锚受拉锚栓个数。(2)单锚或群锚混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力验算单锚或群锚混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值应按下列公式计算:NRccRkcRdNN,,,/NucrNecNreNsNcNccRkcRkAANN,,,,0,,0,,式中cRkN,—混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；NRc,—混凝土锥体破坏时的受拉承载力分项系数，按规程表4.2.6取3.0。0,cRkN—开裂混凝土单根锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值，按规程6.1.4条规定计算：)(7.05.1,0,NhfNefkcucRk式中kcuf,—混凝土立方体抗压强度标准值；C30混凝土，kcuf,=30MPa；efh—锚栓有效锚固深度。取300mm。所以01.51.5,,7.07.030300199223.5()RkccukefNfhN0N,cA—间距、边距很大时，单根锚栓受拉，理想混凝土破坏锥体投影面面积，按本规程6.1.5条规定计算。见图6.1.5。0222,,(3300)810000mmcNcrNAs（）式中Ncrs,—混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距。取efNcrhs3,。NcA,—单根锚栓或群锚受拉，混凝土实有破坏锥体投影面面积，按本规程6.1.6条规定计算，见图6.1.6-1。按位于构件角部的单栓计算。,1,,2(0.5)(2800.53300)3300657000()cNcrNcrNAcssmm（）Ns,—边距c对受拉承载力的降低影响系数，按本规程6.1.7条规定计算：,,2800.70.30.70.30.8911.5300sNcrNcc式中c—边距，取最小值。Ncrc,—混凝土锥体破坏，无间距效应及边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距。取1.5hef。Nre,—表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数，按规程6.1.8规定，取1.0。Nec,—荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数，按规程6.1.9规定计算：,,110.912/1250/3300ecNNcrNes（）式中Ne—外拉力N相对于群锚重心的偏心距。根据千斤顶距加强板的距离，取50mm。Nucr,—未裂混凝土对受拉承载力的提高系数，按本规程6.1.10条规定计算。取1.4。将上述参数代入公式得：,0,,,,,,0,22657000mm199223.5N0.891.00.91.4810000181209.7(N)cNRkcRkcsNreNecNucrNcNANNAmm,,,/181209.7/3.060403.2()60.4()RdcRkcRcNNNNkN如前计算，锚栓拉力设计值：15.62560.4sdNkNkN安全安全系数=286.3625.154.60NNc,Rdsd(3)基材混凝土劈裂破坏承载力验算基材混凝土劈裂破坏承载力设计值spRdN,应按下列公式计算：RspspRkspRdNN/,,cRksphspRkNN,,,5.1)2/(3/2,efsphhh式中spRdN,—混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值；spRkN,—混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值；cRkN,—混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值，按规程6.1.3-2计算。但Ncrc,、Ncrs,应由efspcrhc2,与spcrspcrcs,,2替代。NucrNecNreNsNcNccRkcRkAANN,,,,0,,0,,式中：0,cRkN—开裂混凝土单根锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值，按规程6.1.4条规定计算：)(7.05.1,0,NhfNefkcucRk式中kcuf,—混凝土立方体抗压强度标准值；C30混凝土，kcuf,=30MPa；efh—锚栓有效锚固深度。取300mm；所以01.51.5,,7.07.030300199.224()RkccukefNfhkN0N,cA—间距、边距很大时，单根锚栓受拉，理想混凝土破坏锥体投影面面积，按本规程6.1.5条规定计算。0222,,(22300)1440000mmcNcrspAs（）式中spcrs,—混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距。取efspcrspcrhcs222,,。NcA,—单根锚栓或群锚受拉，混凝土实有破坏锥体投影面面积，按本规程6.1.6条规定计算。按位于构件角部的单栓计算。见图6.1.6-1。,1,,2(0.5)(2800.522300)223001056000()cNcrspcrspAcssmm（）Ns,—边距c对受拉承载力的降低影响系数，按本规程6.1.7条规定计算：,,2800.70.30.70.30.8412300sNcrspcc式中c—边距，取最小值。spcrc,—混凝土锥体破坏，无间距效应及边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距，efspcrhc2,。Nre,—表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数，按规程6.1.8规定，取1.0。Nec,—荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数，按规程6.1.9规定计算：,,110.92312/1250/22300ecNNcrspes（）式中Ne—外拉力N相对于群锚重心的偏心距。根据千斤顶距加强板的距离，取50mm。Nucr,—未裂混凝土对受拉承载力的提高系数，按本规程6.1.10条规定计算。取1.4。所以：,0,,,,,,0,221056000mm199224N0.841.00.9231.41440000158581.35(N)cNRkcRkcsNreNecNucrNcNANNAmmRsp—混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数，按规程表4.2.6取3.0。sph,—构件厚度h对劈裂承载力的影响系数。混凝土厚h＞2efh取2efh=600mm。2/32/3,(/2)600/230011.5hspefhh（）（（））将上述参数代入公式得：RspspRkspRdNN/,,,,,/1158581.35/3.052860.45()52.86RdsphspRkcRspNNNkN（）如前计算，锚栓拉力设计值：15.62552.86sdNkNkN安全安全系数=238.3625.1586.52NNsp,Rdsd1.3.3.3锚固受剪承载力验算根据混凝土结构后锚固技术规程（JGJ145-2004），对锚栓钢材受剪破坏、混凝土楔形体剪切破坏与混凝土剪撬破坏三种情况进行验算。采用10.9级高强螺栓，stkf=1000MPa；ykf=900MPa。（1）锚栓或植筋钢材破坏时的受剪承载力验算1)受剪承载力设计值sRdV,应按下列规定计算:VRssRksRdVV,,,/式中sRkV,—锚栓或植筋钢材破坏时的受剪承载力标准值；此处按纯剪计算:-66-3,0.50.53.14/427271010001010286.13RkssstkVAfkNVRs,—锚栓或植筋钢材破坏时的受剪承载力分项系数，按规程表4.2.6采用。则：,1.3/1.31000/9001.444RsVstkykff所以，受剪承载力设计值：,,,/286.13/1.444198.15RdsRksRsVVVkNkN（）（）2)牛腿锚栓上作用的荷载主要为竖直向的剪力，忽略扭力的影响，假设所由上排4根锚栓均匀受力，则承受剪力最大锚栓的剪力设计值为:-3,max/12500010/431.25hVSdSiVVVnNkN（）（）式中hSdV—承受剪力最大锚栓的剪力设计值；VSiVmax,—锚栓i所承受的剪力合力值；V—剪切荷载设计值；n—参与受剪的锚栓数目