目录1、设计依据 (2)2、设计说明 (2)3、设计参数选定(32mT梁) (2)3.1、设计荷载 (2)3.2、材料性能指标 (3)3.3、基础梁几何特性 (3)4.基础混凝土结构计算 (3)5、地基验算 (5)6、基础弯矩计算 (6)7、配筋计算 (6)8、地基变形(简化计算) (8)9、24m、20mT梁存滑梁台座 (8)中铁二十二局集团第四工程有限公司松北制梁场存梁台座基础设计计算书1、设计依据1.1、通桥(2005)2201系列图;1.2、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);1.3、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
2、设计说明梁场位于平原地带,地质资料显示,丘坡表层分布有坡残积粉质黏土,厚度0.5-2m,呈软塑-硬塑,基本地基承载力σ0=160-180KPa;下为寒武系砂质绢云母页岩、变质泥质砂岩、变质泥质石英砂岩,强度较高。
梁体在两条台座上存放,台座顶面铺设3根I14工字钢,台座基础采用有筋混凝土扩展条形基础,为减少混凝土方量,基础采用倒T形截面,混凝土强度等级为C35。
基础设计中不考虑滑梁轨道与基础的共同受力作用,忽略工字钢承载能力不计。
基础按弹性地基梁进行分析设计。
32米梁梁长32.6m,存放时梁端悬出长度2.2m,存梁台座中心矩27.8m。
存梁区大部分位于挖方区,极少部分位于填方区。
根据试验检测,填方区和挖方区承载力在260~280KPa之间,选取基础埋深h=1.0m。
3、设计参数选定(32mT梁)3.1、设计荷载恒荷载:根据通桥(2005)2201(角钢支架方案)系列图纸,32米梁中梁和边梁自重分别为146.37t和146.31t,按最大值取恒荷载146.37t;工字钢重量:51.51Kg/m,并排放2根,长2×2.63=5.26m,每个计算单元重270.943Kg。
活荷载:考虑6个人0.9t和机具0.3t,合计活荷载1.2t;荷载总重147.84t ,每端台座集中荷载73.92t 。
双层存梁不考虑枕木及支撑重量,最大荷载295.68t ,每端台座集中荷载147.84t 。
混凝土自重按26.0KN/m 3 计,土体容重按2.7KN/m 3计。
梁体边梁宽度较大为 2.43m ,存放时两片梁中心间距2.63m ,故计算时以2.63m 长一段为计算单元。
梁底面宽度0.88m 。
3.2、材料性能指标 (1)、C35混凝土轴心抗压强度: f c =16.7MPa , 轴心抗拉强度: f t =1.57MPa弹性模量:MPaE c 41015.3⨯=(2)、钢筋I 级钢筋:MPa f y 210=,MPa f y 210'=II 级钢筋:MPa f y 300=,MPa f y 300'=(3)、地基根据地基承载力触探仪实测结果,取地基承载力特征值:KPa f a 260k = 地基压缩模量:MPa E s 91.3=3.3、基础梁几何特性 截面惯性矩:40417.0m I = 4.基础混凝土结构计算⑴计算模型条件钢筋混凝土扩展基础,采用C35混凝土浇注而成。
尺寸拟定见下图: ⑵基础高度基础高度应满足下式:H 0≥单层存梁时,式中: b —基础底面宽度,1.4m b 0—基础顶面宽度,0.6m H 0—基础高度,1.0mtan α—基础台阶宽高比,0.4/0.6=0.57,则 = =0.597<H 0=1.0 双层存梁时,式中b —基础底面宽度,2.3m b 0—基础顶面宽度,0.6m H 0—基础高度,1.1mtan α—基础台阶宽高比,0.85/0.7=1.21,则 = =0.7<H 0=1.1 由以上计算可知,基础高度满足要求。
⑶混凝土强度N= = =5878.4KNA —基础顶面承压面积 K ——安全系数 单层存梁:P max =1480.5KN/2=740.25KN双层存梁P max =2956.22KN/2=1478.11KN N 远大于P max ,满足要求。
b-b 02tan αb-b 0 2tan α 1.8-0.62×0.57f c ·A k 16.7×106×(0.6×0.88)1.5b-b 0 2tan α 2.4-0.62×1.1255、地基验算基底置于红粘土上f ak=260KPa E o=3.91MPa受力模型简图见右图。
⑴地基承载力修正特征值fa=fak+由于基础宽度小于3米,故不考虑宽度影响。
则fa=260+1.2×1.94×10×(1.0-0.5)=271.64KPa⑵单层存放荷载F k1=73.92t,双层存放F k2=147.84t。
混凝土自重及回填土重量单层存放:G k1=26×(1.4×0.6+0.6×0.4)×2.63+2.7×[(0.4×0.4)×2]×2.63 =7.612t双层存放:G k2=26×(1.4×0.3+0.6×0.4+2.3×0.4)×2.63+2.7×[(0.45×0.7)×2+(0.4×0.4)×2]×2.63=11.478t单层存放:A1=1.4×2.63=3.682m2A2=2.3×2.63=6.05m2则P k1===221.24KPa P k2===263.10KPa可见P k1、P k2小于实测地基承载力修正特征值271.64KPa 。
满足要求。
6、基础弯矩计算基础受力模型见下图。
取作用力中心为计算截面。
横向正弯矩:纵向弯矩:P 单层存梁时取221.6KPa ,双层存梁时263.55KPa 。
单层存梁时:M 1=87.173KN ·m ,M 2 =100.751 KN ·m 双层存梁时:M 1=162.29KN ·m ,M 2 =331 KN ·m 7、配筋计算 (1)单层存梁:Mmax=1.2*100.751=120.9 KN.m (1.2为分项系数)Mmin=1.2*87.173=104.6 KN.mmh m<bcf Mh h x b 506.092.056.0016.06.06104.133109.1202292.092.0220010=⨯==⨯⨯⨯⨯--=--=ξ28.428610300016.06.06104.1311mm yf x b c f s A =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯= 下部配钢筋:8φ16(HRB335),A=1608.8 mm 2 ,配筋率ρ=A/(1.4×0.6)=0.192%>ρmin =0.15%,配筋符合要求。
24.3816103000061.04.16104.1322mm yf x b c f s A =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=上部配钢筋:4φ12(HRB335),A=452.4 mm 2 ,ρ=0.188%>ρmin =0.15% 配筋符合要求。
(2)双层存梁Mmax=1.2*331=397.2KN.m (1.2为分项系数)Mmin=1.2*162.29=194.748KN.mmh m<b cf M h h x b 506.092.056.005.06.06104.133102.3972202.102.1220010=⨯==⨯⨯⨯⨯--=--=ξ2134061030005.06.06104.1311mm yf x b c f s A =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯= 下部配钢筋:12φ16(HRB335),A=2413.2 mm 2 ,ρ=0.26%>ρmin =0.15% 符合要求。
mh b m<bcf M h h x 506.092.055.000062.03.26104.13310748.1942202.0102.122002=⨯==⨯⨯⨯⨯--=--=ξ295.6366103000062.03.26104.1322mm yf x b c f s A =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=上部配钢筋:4φ16(HRB335),A=804.4 mm 2 ,ρ=0.335%>ρmin =0.15% 配筋符合要求。
⑶钢筋配置箍筋选取φ8@200;考基础顶面配置4φ16与箍筋共同构成顶面钢筋网片,以提高基础的承载能力及抗裂性;其他按构造要求配置架立筋。
基础顶面预埋φ12钢筋用于固定工字钢。
8、地基变形(简化计算)⑴变形量按公式S=计算。
⑵影响深度按公式Z n=b×(2.5-0.4lnb)计算单层存放时:Z n=1.4×(2.5-0.4×ln1.4)=3.312m双层存放时:Z n=2.3×(2.5-0.4×ln2.3)=4.984m⑶地基附加应力按公式P z=计算。
单层存放:P z==45.63KPa双层存放:P z==56.697 KPa⑷取值单层存放:ψi=1.0,αi=0.098,安全系数1.5双层存放:ψi=1.0,αi=0.083,安全系数1.5⑸计算变形压缩量单层存放:S===3.8mm双层存放:S===6.0mm符合要求。
综上诉述,本存梁台座基础设计满足现场32m预制T梁施工要求。
9、24m、20mT梁存滑梁台座恒荷载:根据通桥(2005)2201(角钢支架方案)系列图纸,24米T梁中梁和边梁自重分别为101.61t和102.13t;20米T梁中梁和边梁自重分别为79.99t和79.57t;均远远小于32mT梁最大恒荷载146.37t。
因此,24m、20mT梁滑梁台座基础结构形式、尺寸及配筋完全参照32mT 梁滑梁台座实行,故无需检算,即可符合要求。