施工检算教案_建筑工程检测教案
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二ＯＯ七年技术人员培训教案
（施工设计检算）
中铁X局X公司工程管理部
二ＯＯ七年一月二十日
XXX2006年施工设计检算培训教案
【培训题目】施工设计检算 【课
时】4课时 【授 课 人】XXX 【培训对象】项目技术人员
【培训时间】2006年2月24日上午13.30-15.00 【主要纲要】
一、常用的材料力学知识
二、北京地铁龙门吊走行线设计检算
三、改制20mD型施工便梁设计检算【具体内容】
一、常用的材料力学知识
（一）荷载：
1、按作用的性质分：1）静荷载，如：结构自重、土压力、水压力等；2）动荷载，如：火车车轮对桥梁的冲击力。
2、按作用的时间分：1）恒载，如自重；2）活载，如风荷载、汽车荷载。
3、按作用的范围分：1）集中荷载，如火车车轮作用在钢轨上的压力；2）分布荷载，如屋顶上的积雪或桥面上的人群。
（二）应力：单位面积上的内力。σ＝N/A、σ＝M/W
（三）弯矩：构件任一断面的内力偶矩，用M表示。集中力作用在构件中间时，跨中弯矩M＝PL/4；均布荷载作用在整个构件上时，跨中弯矩为M＝qL2/8。
（四）惯性矩：用I表示。矩形截面：I＝bh3/12；圆形截面：I＝πd4/64。
（五）抗弯截面模量：用W表示。矩形截面：W＝bh2/6；圆形截面：W＝πd3/32。
（六）材料弹性模量：用E表示。钢材的弹性模量一般取210Gpa。
（七）挠度：用f表示。集中力作用在跨中时，跨中产生的挠度f＝Pl3/(48EI)； 均布荷载作用在整个构件上时，跨中为f＝5ql4/(384EI)。
二、北京地铁龙门吊走行线设计检算
北京地铁龙门吊走行线
设 计 检 算 资 料
工程名称：建设单位：设计单位：施工单位：监理单位：
主编部门：
检 算 人：
审 核 人：
审 定 人： 北京奥运地铁轨道工程 北京基础设施投资公司 北京城建设计院
中铁X局集团第X工程有限公司 北京地铁监理公司 中铁X局X公司工程管理部 XXX 2006年6月18日XXX 2006年6月18日XXX 2006年6月20日4
一、龙门吊走行线横梁设计检算
横梁的跨度为依次为5.55m、11.1m、5.55m，为三孔连续状态，检算时按简支状态考虑，并以11.1m的跨度为计算对象。
根据公司现有钢材情况，走行线横梁拟采用Ⅰ512工字钢，按“品”字型布置，上层一根工字钢，下层两根工字钢，两层工字钢之间及两根工字钢之间每隔1m采用钢板焊连。上层单根工字钢两侧每隔2米采用└75角钢设置斜撑。
1、跨中强度检算：
计算所需原始数据：计算跨度L=11.1m、双层Ⅰ512工字钢的截面抗弯模量W=8193 cm3、集中力P=250KN。
跨中弯矩M=PL/4=250×11.1/4=693.75KN.m 跨中σmax=M/W=693.75×103/8193=85MPa
2、跨中挠度检算：
计算所需原始数据：计算跨度L=11.1m、双层Ⅰ512工字钢的惯性矩Ｉ=417840cm4、集中力P=250KN、E=210×109。
f=PL3/(48EI)=250×103×11.13/(48×210×109×417840×10-8)=9mm [f]=L/500=11100/500=22.2mm f
3、横向跨中强度检算
计算所需原始数据：计算跨度L=11.1m、双层Ⅰ512工字钢的截面抗弯模量W=1804 cm3、集中力P=250/10=25KN。
跨中弯矩M=PL/4=25×11.1/4=69.375KN.m 跨中σmax=M/W=69.375×103/1804=38MPa
4、横向跨中挠度检算：
计算所需原始数据：计算跨度L=11.1m、双层Ⅰ512工字钢的惯性矩Ｉ=33411cm4、集中力P=250/10=25KN、E=210×109。
f=PL3/(48EI)=25×103×11.13/(48×210×109×33411×10-8)=10mm [f]=L/500=11100/500=22.2mm f
二、龙门吊走行线支墩设计检算
1、计算支墩立柱
计算所需原始数据：槽钢实际为[30，计算取[28，缀板长30cm，厚8mm，Am=123.24cm2,Ix=18487.1cm4,Iy=16386.0cm4，rx=12.25cm, ry= 11.53cm, L=604cm。
（1）总体稳定性验算
自由长度Lx=Ly=604cm，N=250KN 长细比λx= lx/rx=604/12.25=49.3 λy= ly/ry=604/11.53=52.4 起控制作用的长细比是λy,查桥规表4.3.5，折减系数ψ1=0.812 ψ1[σ]=0.812×200=162.4MPaσ=N/Am=250000/0.012324=20.3MPa
计算压应力与基本容许应力之比:ψ=20.3/162.4=0.125 查桥规表4.3.5，λ=150。
根据桥规表4.5.6，b/δ容许值：0.5λ=0.5×150=75且不大于50。本计算中，b/δ=300/8=37.5
查桥规4.5.2，立柱的长细比不得大于100。本计算中，λmax=52.4
2、计算支墩斜撑
计算原始数据：K1=1.3、K2=1.0、K3=0.9、W0=600Pa 根据桥规，风荷载强度W=K1K2K3W0=1.3×1.0×0.9×600=702Pa A=11.5×(2.38+6.9)/2=53.36m2
横向风力F1=0.4AW=0.4×53.36×702=14.983KN 横向摆力F2=0.5P=0.5×250=125KN 斜杆的拉应力σ=Fcos60°/ Am=139983×0.5/3123.24×10-4=0.2MPa
三、改制20mD型施工便梁设计检算
20米改制便梁检算
编制单位：中铁X局X公司施工技术部 计算人：
年 月 日 复核人：
年 月 日 审核人：
年 月 日 审定人：
年 月 日
一、总体方案说明：
因目前既有线路加固工程的增多，造成施工便梁的短缺，结合实际情况，经有关人员研究决定对原有线路废弃的旧钢梁进行改制。
旧钢梁长20m，高1.8m，两片主梁之间为角钢杆件联结，旧钢梁所有联结均为锚接。
施工时，先将整个钢梁之间的横联割除，形成两个单片工字形梁，再将上、下翼缘的联结锚钉全部用气焊割掉，将1.8m高的梁肋切割成1.3m；再购进δ＝20mm的钢板通长满铺一层与肋板联结，作为上、下翼板的底层；接下来是两层δ＝10mm的钢板通长铺设，作为翼板的中层；最后是长度分别为15m和10m的两层δ＝10mm的钢板，作为翼板的面层。
钢梁的联结分为焊接和栓接两种，5层翼板之间每隔1m设置一道栓接，翼板与肋板通过角钢栓接，余下均采用焊接，将整片钢便梁形成一个不能拆卸的整体。
上、下翼板采用对称设置，便梁跨中预留4cm的上拱度。
二、便梁检算：
（一）计算采用条件：
1、计算跨度Ｌ＝20m；
2、荷载采用中－活载。
（二）确定最大弯矩Mmax:（布载图示见下页）
支座反力：
ＲＡ＝1/20{[220×（x+1.5）+（x+3）+（x+4.5）+（x+6）+（x+7.5）]+92x2/2 }=2.3x2+55x+247.5ＲＢ＝220×5+92x-ＲＡ＝-2.3x2+37x+852.5 假设在Ｐ4加力点处Mmax最大，即Ｐ4点处Ｑ为零，那么有 Mmax＝ＲＡ×（12.5-x+4.5）-220×（4.5+3+1.5）代入ＲＡ得：
Mmax＝-2.3x3-15.9x2+687.5x+2227.5 对于函数Mmax，当Mmax'>0时，为递增函数；Mmax'
Mmax'＝-6.9x2-31.8x+687.5 求得，x1＝-12.55
x1＝7.94 在区间[-12.55，7.94]内，Mmax为递增
所以x=7.94时，Mmax最大，Mmax＝5532.555KN·m。
（三）求便梁横断面的I、W及便梁的恒载产生的最大弯矩MQ I＝1/12×1×1273×2+(1/12×50×23+50×2×64.52)×2+(1/12×48×13+48×1×662)×2+(1/12×46×13+4×1×672)×2+(1/12×44×13+44×1×682)×2+(1/12×42×13+42×1×692)×2+(1/12×8×13+8×1×632)×8+(1/12×1×123+1×12×57.52)×8＝341397+832117+418184+35920+406919+399931+254021 +318552＝3007041cm4
W＝I/(y/2)＝3007041/65＝46262cm3 便梁自身的单位重q：
第一层翼板q1＝0.42×0.01×7850×2＝0.6594KN/m； 第二层翼板q2＝0.44×0.01×7850×2＝0.6908KN/m；第三层翼板q3＝0.46×0.01×7850×2＝0.7222KN/m； 第四层翼板q4＝0.48×0.01×7850×2＝0.7536KN/m； 第五层翼板q5＝0.50×0.02×7850×2＝1.57KN/m； 肋板q6＝0.01×1.27×7850×2＝1.9939KN/m 翼板与肋板联接角钢q7＝(0.12×0.12-0.11×0.11)×7850×8＝1.4444KN/m 内隔板角钢q8＝(0.12×0.12-0.11×0.11)×7850×1.27×2＝0.4586KN/m 外联板q9＝0.08×0.01×1.27×7850×2/0.67＝0.2381KN/m q＝q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8+q9＝8.531KN/m 钢枕及线路的单位重q'：
钢枕及配件q1'＝250/0.67＝3.731KN/m 砼枕q2'＝230/0.54＝4.259KN/m 钢轨q3'＝60×2＝1.2KN/m q'＝q1'+q2'+q3'＝9.190KN/m 一片便梁的恒载Q＝q+q'/2＝13.126KN/m 恒载在跨中产生的弯矩MQ＝1/8（13.126×202）＝656.3 KN·m。
（四）跨中强度检算
动力系数1+μ＝1+1.176/(√20-0.2)＝1.275 跨中弯矩M＝1.3Mmax/2+MQ＝1.275×5532.555/2+656.3＝4183.304KN/m σ＝M/W＝4183.304/46262＝90.4MPa
强度满足要求。
（五）跨中挠算检算
1、P1在跨中产生的挠度： f1＝pb(3L3-4b2)/(48EI)＝0.37cm2、P2在跨中产生的挠度： f2＝pb(3L3-4b2)/(48EI)＝0.46cm3、P3在跨中产生的挠度： f3＝pb(3L3-4b2)/(48EI)＝0.53cm4、P4在跨中产生的挠度： f4＝pb(3L3-4b2)/(48EI)＝0.57cm5、P5在跨中产生的挠度： f5＝pb(3L3-4b2)/(48EI)＝0.58cm6、均布荷载q在跨中产生的挠度： f6＝qb4(3L3/4b2-1/2)/(24EI)＝1.03cm7、恒载均布荷载q在跨中产生的挠度： f7＝5qL4/(384EI)＝0.43cm 利用叠加法求跨中的总挠度f。
f＝f1+f2+f3+f4+f5+f6+f7＝3.97cm
