倾覆力矩和雨棚抗倾覆验算.
倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算
倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算一、引言在物理学中,力矩是描述物体受力时发生旋转的物理量。
对于倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算,我们需要了解相关概念和公式,并透彻理解其在实际问题中的应用。
本文将对倾覆力矩和抗倾覆力矩进行详细的介绍和计算方法的说明。
二、倾覆力矩的计算倾覆力矩是指物体受到外力作用时,由于受力点与物体重心之间的距离产生的力矩。
当倾覆力矩超过物体的抗倾覆力矩时,物体将发生倾覆。
1. 定义倾覆力矩可以通过以下公式进行计算:倾覆力矩 = 外力F × 垂直于力的距离d2. 计算方法我们需要确定物体受力的位置和大小。
然后,找到物体的重心位置。
接下来,计算重心和受力点之间的距离d。
最后,将外力F与距离d相乘,即可得到倾覆力矩的大小。
举个例子来说明,假设有一个长方体,长为L,宽为W,高为H,质量为M。
该长方体受到外力F作用在长方体最上方的表面上。
我们需要计算该长方体发生倾覆的倾覆力矩。
我们需要找到该长方体的重心位置。
对于长方体来说,重心位于长方体的中心位置,即重心距离底部的距离为H/2。
然后,我们需要计算受力点与重心之间的距离d。
由于受力作用在长方体最上方的表面上,因此受力点与重心之间的距离为H/2。
将外力F与距离d相乘,即可得到倾覆力矩的大小。
三、抗倾覆力矩的计算抗倾覆力矩是指物体自身的重力产生的力矩,用于抵抗外力作用时的倾覆力矩。
当抗倾覆力矩大于或等于倾覆力矩时,物体将保持稳定不倾倒。
1. 定义抗倾覆力矩可以通过以下公式进行计算:抗倾覆力矩 = 物体自身重力矩2. 计算方法抗倾覆力矩的计算需要先计算物体的自身重力矩。
自身重力矩的大小等于物体的质量乘以重力加速度乘以重心距离。
举个例子来说明,假设有一个长方体,长为L,宽为W,高为H,质量为M。
我们需要计算该长方体的抗倾覆力矩。
我们需要找到该长方体的重心位置。
对于长方体来说,重心位于长方体的中心位置,即重心距离底部的距离为H/2。
然后,计算物体的自身重力矩。
4.0米高重力式挡墙验算(土压力计算方式:静止)
4.O 米高重力式挡墙验算(土压力计算方式:静止)重力式挡墙验算计算项目:重力式挡墙1计算时间:2023-03-0714:32:04星期二 执行规范:《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),本文简称《边坡规范》 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),本文简称《荷载规范》 《建筑抗震设计规范》(GB500U-2010),本文简称《抗震规范》《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),本文简称《基础规范》《砌体结构设计规范》(GB50003-2001),本文简称《砌体规范》[已知条件] 1.基本信息边坡类型 土质边坡 边坡等级 二级墙身高(m) 4.000 采用扩展墙趾台阶 √ 墙顶宽(m)1.200卜台阶尺寸bl(m)0.600]TJ TJ TJ TJ TJ 1 2 3 4 5 6 ΓL ΓL ΓL ΓL ΓL ΓL3.荷载信息场地环境一般地区土压力计算方法静止[计算内容](1)墙身力系计算(2)滑动稳定性验算(3)倾覆稳定性验算(4)地基承载力及偏心距验算(5)基础强度验算(6)墙底截面强度验算(7)台顶截面强度验算[计算结果]一、【组合1】(一)作用在挡土墙上的力系计算1岩土压力计算(1)合力按假想墙背计算静止土压力:Ea=153.131(kN)Ex=153.131(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=I.671(m)(2)分布岩土压力分布见左侧结果图。
2墙身重力计算墙身截面积=11.085(m2)重量=277.133(kN)重心至墙趾的水平距离=2.213(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=62.834(kN)重心坐标⑵036,T.671)(相对于墙面坡上角点)(二)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.200因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671(kN)采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=14.036(度)总竖向力=413.638(kN),在基底面的法向分量=401.288(kN),切向分量=100.322(kN)总水平力二153.131(kN),在基底面的法向分量二37.140(kN),切向分量二148.559(kN)滑移力=48.237(kN)抗滑力=87.686(kN)滑移验算满足:KC=1.818>1,300地基土摩擦系数=0.500地基±±楔重=58.600(kN)地基土层水平向:滑移力=153.131(kN)抗滑力=236.119(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:K c2=1.542>1,300(三)倾覆稳定性验算相对于墙趾点:墙身重力的力臂=2.213(m)Ey的力臂=4.053(m)EX的力臂=0.658(m)墙背与第二破裂面(或假想墙背)之间土重的力臂=3.636(m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671kN基础重心距离基础趾点的水平距离=2.516(m)倾覆力矩=160.150(kN-m)抗倾覆力矩=1340.486(kN-m)倾覆验算满足:Ko=8.370>1.600(四)地基承载力及偏心距验算基础类型为钢筋碎底板,验算底板下偏心距及压应力基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671(kN)取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距相对于墙趾点:总竖向力(标准值)=438.428(kN)总弯矩(标准值)=1180.336(kN-m)力臂Zn=2.692(m) 基础底面宽度B=4.97基In)偏心距e=-0.203(m)(右偏)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.203≤0.250X4.978=l.245(m)基底压力(标准值):墙趾=66.506(kPa)墙踵=109.638(kPa)地基平均承载力验算满足:Pk=88.072≤f a=150.000(kPa)基础边缘地基承载力验算满足:Pi=IO9.638W1.2f∙=l.2X150.000=180.000(kPa)(五)基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671(kN)取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距基础底面宽度B=4.97基In)偏心距e=-0.203(m)(右偏)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.692(m)基础底压力(设计值):趾部=66.506(kPa)踵部=109.638(kPa)悬臂根部=73.437(kPa) 重要性系数Yo=1.000混凝土底板基础悬臂端部强度验算:截面高度:H'=0.600(m)截面弯矩:M=10.337(kN-m)截面剪力:Q=27.342(kN)纵向受拉钢筋:AS=&aιfebho∕f y=52mm2P=0.01%<P Mln=0.20%按构造配筋As=1200mm2抗剪截面验算:V=27.34kN<0.250BCfCbhO=I636.25kN截面满足抗剪承载力验算:27.34(kN)≤0.7βh ftbho=488.95(kN)满足(六)墙底截面强度验算1岩土压力不重新计算2墙身重力计算墙身截面积=9.160(m2)重量=229.000(kN)重心至墙趾的水平距离=2.128(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=40.000(kN)重心坐标(1.867,T.333)(相对于墙面坡上角点)4截面验算相对于验算截面外边缘:墙身重力的力臂=2.128(m)Ey的力臂=3.636(m)EX的力臂=0.658(m)相对于截面趾点:总竖向力(设计值)=267.283(kN)总弯矩(设计值)=525.827(kN-m)力臂Zn=1.967(m)截面宽度B=3.800(m)偏心距e=-0.067面)(右偏)截面上偏心距验算满足:e=0.067≤0.225X3.800=0.855(m)重要性系数YO=1.000验算截面上的轴向压力设计值N=267.283(kN)素混凝土构件的稳定系数6=1.000每沿米混凝土受压区面积A'c=3.935(m2)素混凝土轴心抗压强度设计值=10115.0(kPa)受压承载力验算满足:YON=267.283<Φf c<A,c=39798.645(kN)重要性系数Yo=1.000验算截面上的剪力设计值V=38.283(kN)轴向压力设计值N=267.283(kN)挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.800(m2)素混凝土轴心抗拉强度设计值L=698.500(kPa)计算截面的剪跨比入=1.5受剪承载力验算满足:YoV=38.283<1.75ftbh√(λ+l)=1858.010(kPa)(七)台顶截面强度验算1岩土压力计算按假想墙背计算静止土压力:Ea=70.431(kN)Ex=7O.431(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=L133(m)2墙身重力计算墙身截面积=6.970(m2)重量=174.250(kN)重心至墙趾的水平距离;1.450(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=28.900(kN)重心坐标(1.767,T.133)(相对于墙面坡上角点)4截面验算相对于验算截面外边缘:墙身重力的力臂=1.450(m)Ey的力臂=2.617(m)EX的力臂=1.133(m)相对于截面趾点:总竖向力(设计值)=191.858(kN)总弯矩(设计值)=218.914(kN-m)力臂Zn=1.141(m)截面宽度B=2.900(m)偏心距e=0.309(m)(左偏)截面上偏心距验算满足:e=0.309≤0.225X2.900=0.653(m)重要性系数YO=1.000验算截面上的轴向压力设计值N=191.858(kN)素混凝土构件的稳定系数4>=1.000每沿米混凝土受压区面积A'c=2.282(m2)素混凝土轴心抗压强度设计值fe=10115.0(kPa)受压承载力验算满足:YON=191.858<Φfc<Λ,c=23082.844(kN)重要性系数YO=1.000验算截面上的剪力设计值V=17.608(kN)轴向压力设计值N=191.858(kN)挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.900(m2)素混凝土轴心抗拉强度设计值*=698.500(kPa)计算截面的剪跨比人=1.5受剪承载力验算满足:YoV=17.608<1.75f l bho∕(λ+l)=1417.955(kPa)二、【组合2】(一)作用在挡土墙上的力系计算1岩土压力计算(1)合力按假想墙背计算静止土压力:Ea=153.131(kN)Ex=153.131(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=I.671(m)(2)分布岩土压力分布见左侧结果图。
铝模板模板抗滑移、抗倾覆验算
铝模板模板抗滑移、抗倾覆验算
铝模板的抗滑移和抗倾覆验算是确保模板结构在施工和使用过程中安全稳定的重要步骤。
以下是进行这两种验算的一般方法和考虑因素:
抗滑移验算:
主要目的是验证模板与支撑系统之间的摩擦力是否能够抵抗模板因风力、施工荷载等产生的滑移力,确保模板保持在正确的位置。
验算时需要考虑的因素包括:模板与支撑系统之间的摩擦系数、模板的重量、风力荷载、施工荷载等。
验算公式通常基于静力学原理,即摩擦力需大于等于滑移力。
可以通过调整支撑系统的紧固程度或增加防滑措施来提高抗滑移能力。
抗倾覆验算:
主要目的是验证模板结构在受到外力作用时是否能够保持竖直状态,不发生倾覆。
验算时需要考虑的因素包括:模板的自重、施工荷载、风力荷载、支撑系统的稳定性等。
验算公式通常基于力矩平衡原理,即模板的抗倾覆力矩需大于等于倾覆力矩。
可以通过增加支撑点、调整支撑高度或优化模板结构设计来提高抗倾覆能力。
在进行铝模板的抗滑移和抗倾覆验算时,需要遵循相关的国家和地方标准,如《建筑施工模板安全技术规范》等。
同时,还需要根据具体的工程情况和施工条件进行适当的调整和优化。
建议在实际施工前,由专业的结构工程师进行详细的验算和设计,确保模板结构的安全性和稳定性。
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算[摘要]当模板支架、施工用操作架等脚手架不设连墙杆时,必须首先对脚手架进行抗倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。
而现行的国家标准中没有倾覆验算和稳定性验算内容。
根据国家有关标准导出了脚手架倾覆验算公式,并有2个算例辅以说明。
最后指出脚手架高宽比与脚手架的倾覆有关,与脚手架稳定性承载能力无关。
[关键词]脚手架;倾覆;稳定性;验算结构设计中,“倾覆”与“稳定”这两个含义是不相同的,设计时都应考虑。
《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068-2001第条第一款规定承载能力极限状态包括:“①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)……。
④结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)”。
可见它们同属于承载能力极限状态,但应分别考虑。
《建筑结构设计术语和符号标准》gb/t 50083-97,对“倾覆”和“稳定”分别作出了定义,并称“倾覆验算”和“稳定计算”。
《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002,关于地基稳定性计算就是防止地基整体(刚体)滑动的计算。
《砌体结构设计规范》gb50003-2001对悬挑梁及雨篷的倾覆验算都有专门规定。
施工现场的起重机械在起吊重物时也要做倾覆验算。
对于脚手架,由于浮搁在地基上,更应该做倾覆验算。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》jgj130-2001及《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》jgj128-2000中都没有倾覆验算的内容,这是因为这两本规范规定的脚手架都设置了“连墙杆”,倾覆力矩由墙体抵抗,因此就免去了倾覆验算。
如果不设连墙杆,则脚手架的倾覆验算在这两本规范中就成为不可缺少的内容了。
所以,对于模板支架、施工用的操作架等无连墙杆的脚手架,首先应保证脚手架不倾覆而进行倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。
如果需要,还可进行正常使用极限状态计算。
1脚手架的倾覆验算通用的验算公式推导无连墙杆的脚手架,作为一个刚体应按如下表达式进行倾覆验算:(1)式中:γg1、cg1、g1 k分别为起有利作用的永久荷载的分项系数、效应系数、荷载标准值;γg2、cg2、g2 k分别为起不利作用的永久荷载的荷载分项系数、效应系数、荷载标准值;cq1、q1 k 分别为第一个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;cqi、qik分别为第i个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;ψci为第i个可变荷载的组合值系数。
钢结构单柱悬挑雨棚抗倾覆计算
钢结构单柱悬挑雨棚抗倾覆计算一、引言钢结构单柱悬挑雨棚在现代建筑中广泛应用,其设计需要充分考虑抗倾覆性。
本文将重点解析如何进行抗倾覆计算,确保雨棚的安全性和稳定性。
二、抗倾覆计算的基本原理抗倾覆计算主要基于力学原理,特别是静力学的基本原理。
主要考虑风荷载、雪荷载、自重等垂直于结构平面的作用力,以及它们产生的倾覆力矩。
确定基本风压、雪压:根据工程所在地气象部门提供的数据,确定基本风压、雪压。
计算风荷载、雪荷载:根据雨棚的尺寸、形状和高度,结合风压、雪压,计算出作用在雨棚上的风荷载、雪荷载。
计算倾覆力矩:根据风荷载、雪荷载以及雨棚自重等产生的倾覆力矩,计算出雨棚的抗倾覆力矩。
判断是否满足抗倾覆要求:将抗倾覆力矩与倾覆力矩进行比较,判断是否满足抗倾覆要求。
三、抗倾覆计算的步骤确定基本参数:包括雨棚的尺寸、形状,所在地的基本风压、雪压等。
计算风荷载、雪荷载:根据风压、雪压和雨棚的尺寸,计算出作用在雨棚上的风荷载、雪荷载。
可以使用公式如下:风荷载标准值Wk = βgz μs1 μz w0其中,βgz为高度z处的阵风系数,μs1为风荷载体型系数,μz为风压高度变化系数,w0为基本风压。
雪荷载标准值WK=Sk μd Gs其中,Sk为雪压强度,μd为积雪分布系数,Gs为雪的重量。
3. 计算雨棚自重:根据雨棚的材料和尺寸,计算出雨棚的自重。
可以使用公式如下:自重=面层重量+钢骨架重量4. 计算倾覆力矩和抗倾覆力矩:根据风荷载、雪荷载和雨棚自重等产生的倾覆力矩和抗倾覆力矩,可以使用公式如下:倾覆力矩=风荷载产生的倾覆力矩+雪荷载产生的倾覆力矩+雨棚自重产生的倾覆力矩抗倾覆力矩=基础反力×基础埋深+锚固点反力×锚固点埋深(针对锚固点固定的抗倾覆验算)或抗倾覆弯矩(针对悬挑端固定的抗倾覆验算)5. 判断是否满足抗倾覆要求:将计算出的抗倾覆力矩与倾覆力矩进行比较,判断是否满足抗倾覆要求。
如果满足要求,则雨棚安全;否则需要对雨棚设计进行调整或采取其他加固措施。
挡土墙验算汇总
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:重力式挡土墙6计算时间:2016—06—0617:00:50星期一原始条件:地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:200.000(kPa)地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.400地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数130.000 20.000 025.000 0.000 0墙身尺寸:墙身高:3.000(m)墙顶宽:1.200(m)面坡倾斜坡度:1:0.300背坡倾斜坡度:1:0.000采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.250(m)墙趾台阶h1:0.450(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.100:1物理参数:垢工砌体容重:23.000(kN/m3)垢工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)材料抗压极限强度:1.600(MPa)材料抗力分项系数:2.310系数醋:0.0020挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)填土对横坡面的摩擦角:35.000(度)墙顶标咼:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m)第1种情况:组合1组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000V2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000V3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000V4.填土侧压力分项系数=1.000V5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000V[土压力计算]计算高度为3.235(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=47.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:47.320(度)Ea=52.783(kN)Ex=50.340(kN)Ey=15.872(kN)作用点高度Zy=1.078(m)墙身截面积=5.339(m2)重量=122.788(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.400采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=122.179(kN)En=20.802(kN)Wt=12.218(kN)Et=48.511(kN)滑移力=36.293(kN)抗滑力=57.193(kN)滑移验算满足:Kc=1.576>1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足:方程值=27.143(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=50.340(kN)抗滑力=71.815(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.427>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.480(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.350(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.843(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=42.454(kN-m)抗倾覆力矩=219.040(kN-m)倾覆验算满足:K0=5.160>1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足:方程值=140.238(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=142.982(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=176.586(kN-m)基础底面宽度B=2.362(m)偏心距e=-0.054(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.235(m)基底压应力:趾部=52.210踵部=68.873(kPa)最大应力与最小应力之比=68.873/52.210=1.319作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.054<=0.167*2.362=0.394(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=52.210<=240.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=68.873<=260.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=60.541<=200.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积=5.063(m2)重量=116.438(kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.475(m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.350(m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.843(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=132.310(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=166.637(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.259(m)截面宽度B=2.350(m)偏心距e1=-0.084(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.084<=0.250*2.350=0.588(m)截面上压应力:面坡=44.163背坡=68.441(kPa)压应力验算满足:计算值=68.441<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-1.099<=110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=132.310(kN)轴心力偏心影响系数醟=0.985挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.350(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=132.310<=1602.870(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=132.310<=1602.870(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为2.550(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=47.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:47.320(度)Ea=32.797(kN)Ex=31.279(kN)Ey=9.862(kN)作用点高度Zy=0.850(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积=4.035(m2)重量=92.814(kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.158(m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.965(m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.850(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=102.676(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=100.302(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.977(m)截面宽度B=1.965(m)偏心距e1=0.006(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.006<=0.250*1.965=0.491(m)截面上压应力:面坡=53.149背坡=51.356(kPa)压应力验算满足:计算值=53.149<=2100.000(kPa)切向应力检算:第2种情况:组合2组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000V2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000V3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000V4.填土侧压力分项系数=1.000V5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000V[土压力计算]计算高度为3.235(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=47.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:47.320(度)Ea=52.783(kN)Ex=50.340(kN)Ey=15.872(kN)作用点高度Zy=1.078(m)墙身截面积=5.339(m2)重量=122.788(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.400采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=122.179(kN)En=20.802(kN)Wt=12.218(kN)Et=48.511(kN)滑移力=36.293(kN)抗滑力=57.193(kN)滑移验算满足:Kc=1.576>1.300剪应力验算满足:计算值=-4.983<=110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=102.676(kN)轴心力偏心影响系数醟=1.000挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.965(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=102.676<=1360.906(kN)滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足:方程值=27.143(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=50.340(kN)抗滑力=71.815(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.427>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.480(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.350(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.843(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=42.454(kN-m)抗倾覆力矩=219.040(kN-m)倾覆验算满足:K0=5.160>1.500计算稳定时:稳定验算满足:计算值=102.676<=1360.906(kN)倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足:方程值=140.238(kN-m)>0.0(二)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=142.982(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=176.586(kN-m)基础底面宽度B=2.362(m)偏心距e=-0.054(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.235(m)基底压应力:趾部=52.210踵部=68.873(kPa)最大应力与最小应力之比=68.873/52.210=1.319作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.054<=0.167*2.362=0.394(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=52.210<=240.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=68.873<=260.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=60.541<=200.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积=5.063(m2)重量=116.438(kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.475(m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.350(m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.843(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=132.310(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=166.637(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.259(m)截面宽度B=2.350(m)偏心距e1=-0.084(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.084<=0.250*2.350=0.588(m)截面上压应力:面坡=44.163背坡=68.441(kPa)压应力验算满足:计算值=68.441<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-1.099<=110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=132.310(kN)轴心力偏心影响系数醟=0.985挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.350(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=132.310<=1602.870(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=132.310<=1602.870(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为2.550(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=47.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:47.320(度)Ea=32.797(kN)Ex=31.279(kN)Ey=9.862(kN)作用点高度Zy=0.850(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积=4.035(m2)重量=92.814(kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.158(m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.965(m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.850(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=102.676(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=100.302(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.977(m)截面宽度B=1.965(m)偏心距e1=0.006(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.006<=0.250*1.965=0.491(m)截面上压应力:面坡=53.149背坡=51.356(kPa)压应力验算满足:计算值=53.149<=2100.000(kPa)切向应力检算:滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足:方程值=27.143(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=50.340(kN)抗滑力=71.815(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.427>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.480(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.350(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.843(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=42.454(kN-m)抗倾覆力矩=219.040(kN-m)倾覆验算满足:K0=5.160>1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足:方程值=140.238(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=142.982(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=176.586(kN-m)基础底面宽度B=2.362(m)偏心距e=-0.054(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.235(m)基底压应力:趾部=52.210踵部=68.873(kPa)最大应力与最小应力之比=68.873/52.210=1.319作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.054<=0.167*2.362=0.394(m)[土压力计算]计算高度为3.235(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=47.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:47.320(度)Ea=52.783(kN)Ex=50.340(kN)Ey=15.872(kN)作用点高度Zy=1.078(m)墙身截面积=5.339(m2)重量=122.788(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.400采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=122.179(kN)En=20.802(kN)Wt=12.218(kN)Et=48.511(kN)滑移力=36.293(kN)抗滑力=57.193(kN)滑移验算满足:Kc=1.576>1.300墙趾处地基承载力验算满足:压应力=52.210<=240.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=68.873<=260.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=60.541<=200.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积=5.063(m2)重量=116.438(kN)剪应力验算满足:计算值=-4.983<=llO.OOO(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=102.676(kN)轴心力偏心影响系数醟=1.000挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.965(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=102.676<=1360.906(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=102.676<=1360.906(kN)第3种情况:组合3组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000V2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000V3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000V4.填土侧压力分项系数=1.000V5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000V相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.475(m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.350(m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.843(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=132.310(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=166.637(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.259(m)截面宽度B=2.350(m)偏心距e1=-0.084(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.084<=0.250*2.350=0.588(m)截面上压应力:面坡=44.163背坡=68.441(kPa)压应力验算满足:计算值=68.441<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-1.099<=110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=132.310(kN)轴心力偏心影响系数醟=0.985挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.350(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=132.310<=1602.870(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=132.310<=1602.870(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为2.550(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=47.320(度) 按实际墙背计算得到:第1破裂角:47.320(度)Ea=32.797(kN)Ex=31.279(kN)Ey=9.862(kN)作用点高度Zy=0.850(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积=4.035(m2)重量=92.814(kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.158(m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=1.965(m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.850(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=102.676(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=100.302(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.977(m)截面宽度B=1.965(m)偏心距e1=0.006(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.006<=0.250*1.965=0.491(m)截面上压应力:面坡=53.149背坡=51.356(kPa)压应力验算满足:计算值=53.149<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-4.983<=110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=102.676(kN)轴心力偏心影响系数醟=1.000挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.965(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=102.676<=1360.906(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=102.676<=1360.906(kN)各组合最不利结果地基平均承载力验算满足:压应力=60.541<=200.000(kPa )安全系数最不利为:组合1(组合1)抗滑力=57.193(kN ),滑移力=36.293(kN )。
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算[摘要]当模板支架、施工用操作架等脚手架不设连墙杆时,必须首先对脚手架进行抗倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。
而现行的国家标准中没有倾覆验算和稳定性验算内容。
根据国家有关标准导出了脚手架倾覆验算公式,并有2个算例辅以说明。
最后指出脚手架高宽比与脚手架的倾覆有关,与脚手架稳定性承载能力无关。
[关键词]脚手架;倾覆;稳定性;验算结构设计中,“倾覆”与“稳定”这两个含义是不相同的,设计时都应考虑。
《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068-2001第3.0.2条第一款规定承载能力极限状态包括:“①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)……。
④结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)”。
可见它们同属于承载能力极限状态,但应分别考虑。
《建筑结构设计术语和符号标准》gb/t 50083-97,对“倾覆”和“稳定”分别作出了定义,并称“倾覆验算”和“稳定计算”。
《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002,关于地基稳定性计算就是防止地基整体(刚体)滑动的计算。
《砌体结构设计规范》gb50003-2001对悬挑梁及雨篷的倾覆验算都有专门规定。
施工现场的起重机械在起吊重物时也要做倾覆验算。
对于脚手架,由于浮搁在地基上,更应该做倾覆验算。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》jgj130-2001及《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》jgj128-2000中都没有倾覆验算的内容,这是因为这两本规范规定的脚手架都设置了“连墙杆”,倾覆力矩由墙体抵抗,因此就免去了倾覆验算。
如果不设连墙杆,则脚手架的倾覆验算在这两本规范中就成为不可缺少的内容了。
所以,对于模板支架、施工用的操作架等无连墙杆的脚手架,首先应保证脚手架不倾覆而进行倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。
如果需要,还可进行正常使用极限状态计算。
1脚手架的倾覆验算1.1通用的验算公式推导无连墙杆的脚手架,作为一个刚体应按如下表达式进行倾覆验算:(1)式中:γg1、cg1、g1 k分别为起有利作用的永久荷载的分项系数、效应系数、荷载标准值;γg2、cg2、g2 k分别为起不利作用的永久荷载的荷载分项系数、效应系数、荷载标准值;cq1、q1 k 分别为第一个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;cqi、qik分别为第i个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;ψci为第i个可变荷载的组合值系数。
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算[摘要]当模板支架、施工用操作架等脚手架不设连墙杆时,必须首先对脚手架进行抗倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。
而现行的国家标准中没有倾覆验算和稳定性验算内容。
根据国家有关标准导出了脚手架倾覆验算公式,并有2个算例辅以说明。
最后指出脚手架高宽比与脚手架的倾覆有关,与脚手架稳定性承载能力无关。
[关键词]脚手架;倾覆;稳定性;验算结构设计中,“倾覆”与“稳定”这两个含义是不相同的,设计时都应考虑。
《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068-2001第3.0.2条第一款规定承载能力极限状态包括:“①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)……。
④结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)”。
可见它们同属于承载能力极限状态,但应分别考虑。
《建筑结构设计术语和符号标准》gb/t 50083-97,对“倾覆”和“稳定”分别作出了定义,并称“倾覆验算”和“稳定计算”。
《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002,关于地基稳定性计算就是防止地基整体(刚体)滑动的计算。
《砌体结构设计规范》gb50003-2001对悬挑梁及雨篷的倾覆验算都有专门规定。
施工现场的起重机械在起吊重物时也要做倾覆验算。
对于脚手架,由于浮搁在地基上,更应该做倾覆验算。
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》jgj130-2001及《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》jgj128-2000中都没有倾覆验算的内容,这是因为这两本规范规定的脚手架都设置了“连墙杆”,倾覆力矩由墙体抵抗,因此就免去了倾覆验算。
如果不设连墙杆,则脚手架的倾覆验算在这两本规范中就成为不可缺少的内容了。
所以,对于模板支架、施工用的操作架等无连墙杆的脚手架,首先应保证脚手架不倾覆而进行倾覆验算,然后才是强度、刚度和稳定性计算。
如果需要,还可进行正常使用极限状态计算。
1脚手架的倾覆验算1.1通用的验算公式推导无连墙杆的脚手架,作为一个刚体应按如下表达式进行倾覆验算:(1)式中:γg1、cg1、g1 k分别为起有利作用的永久荷载的分项系数、效应系数、荷载标准值;γg2、cg2、g2 k分别为起不利作用的永久荷载的荷载分项系数、效应系数、荷载标准值;cq1、q1 k 分别为第一个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;cqi、qik分别为第i个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;ψci为第i个可变荷载的组合值系数。
吊车抗倾覆力矩计算公式
吊车抗倾覆力矩计算公式
哎呀,说起吊车抗倾覆力矩的计算公式,这可真是个技术活儿。
不过别担心,咱们用大白话聊聊,保证你听得懂。
首先,得明白啥是抗倾覆力矩。
简单说,就是吊车在吊起重物时,得有足够的力量来抵抗因为重物产生的倾斜力,防止吊车翻车。
这就像你扛着一袋大米,得有足够的力气,不然大米就把你带倒了。
那怎么计算这个力矩呢?咱们得用到一个公式,这个公式就是:
\[ M = \frac{W \times L}{2} \]
这里头,\( M \) 就是抗倾覆力矩,\( W \) 是重物的重量,\( L \) 是重物到吊车支腿的距离。
这个公式的意思是,重物的重量乘以它到支腿的距离,再除以2,就得出了抗倾覆力矩。
举个例子,假设你有个吊车,吊起的重物是10吨,重物到支腿的距离是5米。
那这个抗倾覆力矩就是:
\[ M = \frac{10 \times 5}{2} = 25 \]
所以,这个吊车的抗倾覆力矩是25吨米。
但是,这还没完。
你还得知道吊车的抗倾覆力矩得大于这个计算出来
的力矩,才能保证安全。
比如,吊车的设计抗倾覆力矩是30吨米,那
这个吊车就能安全地吊起这个10吨的重物。
你看,这事儿其实没那么复杂,就是重量、距离和力矩的关系。
只要
掌握了这个公式,就能算出吊车在吊起重物时的抗倾覆力矩,确保吊
车的安全。
最后,别忘了,安全第一,计算的时候可得仔细点,别让吊车翻了车。
这就是吊车抗倾覆力矩计算公式的大概情况,希望这能帮助你更好地
理解这个技术活儿。
雨棚设计方法分析
雨棚设计方法分析发表时间:2019-04-03T12:00:45.690Z 来源:《建筑模拟》2019年第3期作者:张传磊李桃君[导读] 对混凝土结构雨棚构件进行了稳定性验算,验证了雨篷梁两端锚入混凝土柱(墙)的必要性。
另外对雨棚构件进行了配筋计算。
张传磊李桃君北京中航油工程建设有限公司北京 100012摘要:对混凝土结构雨棚构件进行了稳定性验算,验证了雨篷梁两端锚入混凝土柱(墙)的必要性。
另外对雨棚构件进行了配筋计算。
关键词:雨篷梁;倾覆;承载力;配筋面积Design method analysis of canopy(Beijing aviation oil construction Co.,Ltd)Zhangchuanlei litaojunAbstract:The stability checking calculation of concrete structure canopy members is carried out,the necessity of anchoring concrete column (wall)at both ends of awning beam is verified.In addition,the reinforcement calculation of canopy members is carried out.Keywords:Awning beam Capsizing Bearing capacity Reinforcement area在建筑设计中,经常需要布置混凝土雨棚。
作为一个常用构件,混凝土雨棚的设计是个常见的问题,雨棚设计最核心的为雨棚的抗倾覆,以及雨篷梁构件的设计。
在砌体结构中,雨篷梁夹在承重墙中,承重墙本身重度较大,且传导楼屋面板的荷载,在承重墙自重以及上层楼屋面荷载作用下,雨棚较容易保持稳定。
但在混凝土框架结构或者框剪结构中,由于填充墙为自承重墙,本身自重较小,且不传导楼屋面荷载,这样仅依靠自承重墙的作用难以保持稳定,下面以具体实例来定量说明这个问题。
混凝土承载力验算标准
混凝土承载力验算标准混凝土承载力验算标准是工程设计中至关重要的一项评估指标,它用于确定混凝土结构的承载能力是否满足设计要求。
本文将深入探讨混凝土承载力验算标准的各个方面,并分享我的观点和理解。
一、引言混凝土结构在建筑和土木工程中扮演着重要的角色,因其强度和耐久性而广泛应用。
混凝土结构的承载能力验算标准通过确定结构在荷载作用下的安全性以及防止超载倒塌的能力,保证了结构的可靠性和稳定性。
混凝土承载力验算标准对于设计师、工程师和监理人员都具有重要的指导意义。
二、混凝土承载力验算标准的基本原理1. 荷载分析:混凝土结构的承载力验算标准首先需要进行荷载分析,确定设计荷载的种类和作用方式,如恒载、活载、风载等。
通过对不同类别荷载的分析,可以确定结构所承受的最不利荷载组合,为验算提供依据。
2. 构件验算:混凝土结构的承载力验算标准根据不同构件的特点和受力情况,采用各种验算方法对其进行评估。
常用的验算方法包括弯曲验算、剪切验算、轴心受压验算等。
这些方法依据结构力学的基本原理以及混凝土的材料性能,通过计算和分析确定结构的承载能力。
三、混凝土承载力验算标准的国内外差异1. 国际标准:国际上常用的混凝土承载力验算标准有美国ACI (American Concrete Institute)标准、欧洲EC(European Code)标准以及英国BS(British Standard)标准等。
这些标准在混凝土结构设计和验算方法上存在一定的差异,主要体现在荷载分析方法、验算理论和计算公式上。
2. 国内标准:中国采用的混凝土承载力验算标准主要是GB(国家标准)和JG(行业标准),如GB 50010《混凝土结构设计规范》和JGJ3《混凝土结构工程施工质量验收规范》等。
与国际标准相比,国内标准更注重适应中国国情和实际工程的特点,对混凝土结构设计和验算方法进行了本土化的调整和完善。
四、混凝土承载力验算标准的应用案例为了更好地理解混凝土承载力验算标准的应用,以下是一个桥梁设计的案例:1. 桥墩设计:在桥梁设计中,桥墩是承受桥面及荷载作用的重要构件。
抗倾覆力矩计算差异
抗倾覆力矩计算差异(邮件23238)一、用户问题邮件23238,标题:基底零应力区与pk对比差异很大从以上SA TWE和YJK关于结构整体倾覆验算结果对比可以看出,倾覆力矩的计算结果二者基本相同,但是,抗倾覆力矩计算结果有较大差异,YJK的结果偏小,导致零应力区的比例为16%,大于15%而超限。
二、相关计算公式对于整体抗倾覆验算,YJK采用《复杂高层建筑结构设计》第二章的简化方法计算,即假定水平荷载为倒三角分布,合力作用点位置在建筑总高的2/3处处理。
倾覆力矩和抗倾覆力矩的计算公式:MM ov=VV0(2H/3+C)式中MM ov——倾覆力矩标准值;H——建筑物地面以上高度,即房屋高度;C——地下室埋深;MM ov——总水平力标准值。
MM RR=GB/2式中MM RR——抗倾覆力矩标准值;G——上部及地下室基础总重力荷载代表值;B——基础地下室地面宽度。
分别采用风和地震参与的标准组合进行验算,对于风荷载组合,活荷载组合系数取0.7;对于地震组合,活荷载乘以重力荷载代表值,用户考虑单独定义的构件质量折减系数。
对于基础底面零应力区的控制,按照该书第二章的相关公式进行。
三、计算差异分析YJK和SA TWE计算倾覆力矩用的方法相同,不同的是,对于抗倾覆力矩的计算,YJK考虑了塔楼偏置的影响,按塔楼综合质心计算抗倾覆力臂,即对抗倾覆力矩MM RR计算公式中的抗倾覆力臂,没有按照基础宽度一半取值,而是考虑了上部塔楼偏置的影响的数值,即按塔楼综合质心到基础近边的距离取值。
如下图所示。
塔楼综合质心是按照按各层质心的质量加权计算得出的。
SATWE对于抗倾覆力臂,直接按基础底面宽度的一半取值。
对于该用户工程,从正立面和侧立面图可以看出,它的塔楼在Y 向有明显的偏置,YJK 考虑了这种偏置影响,计算结果更合理,且偏于安全。
四、结论对于整体结构抗倾覆计算和基础零应力区的计算,当上部各层相对于底部楼层有质心偏置的情况时,SATWE 和YJK 计算结果不同,YJK 考虑了塔楼偏置的影响,按塔楼综合质心计算抗倾覆力臂,塔楼综合质心是按照按各层质心的质量加权计算得出的。
高层建筑结构的抗倾覆验算
当高层、超高层建筑高度比较大,水平风荷载或地震作用较大,地基刚度较弱时,结构整体倾覆验算十分重要,直接关系到整体结构安全度的控制。
《建筑抗震设计规范》CB 50011-2010 4.2.4条规定:在地震作用效应标准组合(各作用分项系数取1.0)下,对高宽比大于4的高层建筑,基础底面不应出现拉应力(零应力区面积为O);其他建筑,基础底面与地基土之间,零应力区面积不大于基础底面面积的15%。
《高规》第12.1.7条规定:对高宽比大于4的高层建筑,基础底面不宜出现零应力区对高宽比不大于4的高层建筑,基础底面零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。
(1)倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算假定倾覆力矩计算柞用面应为基础底面,倾覆力矩计算的作用力应为水平地震作用或水平风荷载标准值,则倾覆力矩为:`M_ov=V_o`(2H/3+C) (3-15)式中`M_ov`——倾覆力矩标准值;H——建筑物地面以上高度,即房屋高度c——地下室埋深;`V_O`——总水平力标准值。
抗倾覆力矩计算点假设为应为基础外边缘点,图3-14结构整体倾覆计算示意图抗倾覆力矩计算作用力为总重力荷载代表值,则抗倾覆力矩为:`M_R`=GB/2 (3-16)式中`M_R`——抗倾覆力矩标准值;G——上部及地下室基础总重力荷载代表值(永久荷载标准值+0 5活荷载标准)B——基础地下室底面宽度。
(2)整体抗倾覆的控制——基础底面零应力区控制设总重力荷载合力中心与基础底面形心重合,基础底面反力呈线性分布(图3-15),水平地震或风荷载与竖向荷载共同作用下基底反力的合力点到基础中心的距离为`e_O`零应力区长度为B-X,零应力区所占基底面积比例为(B-X)/B,则`e_o`=`M_ov`/G`e_o`=B/2-X/3`(M_R)/(M_ov)`=`(GB/2)/(Ge_O)`=`(B/2)/(B/2-X/3)`=`(1)/(1-2X/3B)` (3-17)由此得到X=3B(1-`M_ov`/`M_R`)/2(B-X)/B=(`3M_ov`/`M_R-1`)/2 (3-18)根据公式(3-15)和(3-16),可得基础底面零应力区比例与抗倾覆安全度的关系.1)宽比大于4的高层建筑的整体抗倾覆提出了更严格的要求,以减小和控制水平荷载作用下地基转动变形.避免因此产生过大P-Δ效应,造成结构破坏。
结构抗倾覆验算及稳定系数计算
结构抗倾覆验算及稳定系数计算【摘要】结构的整体倾覆验算直接关系到结构的整体安全,是结构设计中一个重要的整体指标,本文就结构抗倾覆验算、抗倾覆稳定系数以及工程中应注意的事项进行阐述。
【关键词】整体倾覆验算;抗倾覆稳定系数一、当高层、超高层建筑高宽比较大,水平风、地震作用较大,地基刚度较弱时,结构整体倾覆验算很重要,它直接关系到结构安全度的控制。
2009年6月27日发生在上海闵行区的13层在建楼房整体倒塌事件就是一个典型的事故案例。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称《高规》),《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗规》),《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011(以下简称《地基规范》),《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011(以下简称《箱基规范》)均对抗倾覆验算有规定。
对单幢建筑物,在均匀地基的条件下,基础底面的压力和基础的整体倾斜主要取决于作用的准永久组合下产生的偏心距大小。
对基底平面为矩形的筏基,在偏心荷载作用下,结构抗倾覆稳定系数KF可用下式表示:其中:MR—抗倾覆力矩值,MR = GB/2;MOV—倾覆力矩值,MOV = V0(2H2/3+H1)=Ge;图2基地反力计算示意图中,B—基础底面宽度,e—偏心距,a—合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。
偏心距e、a、基础底面宽度B、结构抗倾覆稳定系数KF推导关系如下:a+e=B/2 (1)3a+c=B (2)有(1)式、(2)式可推出:从式中可以看出,偏心距e直接影响着抗倾覆稳定系数KF, KF随着e/B的增大而减小,因此容易引起较大的倾斜。
典型工程的实测证实了在地基条件相同时,e/B越大,则倾斜越大。
高层建筑由于楼身质心高,荷载重,当筏形基础开始产生倾斜后,建筑物总重对基础底面形心将产生新的倾覆力矩增量,而倾覆力矩的增量又产生新的倾斜增量,倾斜可能随时间而增长,直至地基变形稳定为止。
关于雨篷设计计算
关于雨篷设计1. 雨篷板的设计雨篷板是固定于雨篷梁上的悬板,其承载力按受弯构件计算。
雨篷的计算跨度取板的挑出长度。
计算单元取1 m板带,计算截面取板的根部。
雨篷板的截面高度,即雨篷板的厚度,可取挑出长度的l/12~l/10,且≥80 mm,若采用变厚度板,则板的悬臂端厚度应不小于50 mm。
计算时按下列两种荷载组合情况考虑:(1) 均布活荷载和雪荷载中的较大者与恒荷载组合。
(2) 恒荷载加施工或检修集中荷载2. 雨篷梁的设计雨篷梁承受下列荷载,并在梁内产生各种相应的内力:(1) 雨篷梁兼作门过梁,承受着门过梁上砌体的重量,由于砌体的起拱作用,有一部分重量直接传给支座,而只有部分砌体重量作用在过梁上(详见《砌体结构设计规范》),由此可以计算出弯矩和剪力。
(2) 雨篷梁的自重作为均布荷载作用在梁上而引起弯矩和剪力。
(3) 雨篷板传来的荷载,可根据雨篷板端部作用集中荷载以及雨篷板面作用均布荷载的两种情况,计算得到雨篷梁上承担的较大的均布荷载和扭矩,扭矩的分布在梁两端支座处最大,在跨中最小。
根据雨篷梁的受力特点,可按弯、剪、扭构件进行截面设计,确定所需纵向钢筋和箍筋的截面面积,并满足有关构造要求。
3. 雨篷抗倾覆验算进行抗倾覆验算要求满足: Mov ≤ Mr式中,Mov——雨篷板的荷载设计值对倾覆点产生的倾覆力矩。
Mr ——雨篷的抗倾覆力矩设计值,且Mr =0.8 Gr(l2-x0)Gr——雨篷的抗倾覆荷载。
为雨篷梁尾端上部45°扩散角范围内本层的砌体、楼面恒荷载标准值以及梁自重之和。
45°扩散角范围内的水平长度l3=ln/2,Gr作用点至墙外边缘的距离l2=l1/2。
雨篷梁两端埋入砌体愈长,压在梁上的砌体重量增加,则抵抗倾覆的能力愈强,所以当公式不满足时,可以将雨篷两端延长,或者采用其他拉结措施。
一般当梁的净跨长ln<1.5 m 时,梁一端埋入砌体的长度a宜取a≥300 mm,当ln≥1.5 m时,宜取a≥500 mm。
抗倾覆验算及模板拆除
抗倾覆验算本工程由于外挑900mm,配重板仅500mm宽(见下图),为了预防倾覆,采用内支撑架加宽至1800mm,并在1800mm-800mm跨处扫地杆上铺50厚木板,木板上加载不小于5.5KN/m的砂袋的措施预防倾覆,验算及详图附后。
1. 斜支撑5.2m高,0.9m宽,换算后斜向立杆的轴心压力最大值N =(2.229kN+9.86 kN)×1.015 =12.27kN,水平倾覆力为N =12.27kN×0.173=2.12 kN,单扣件抗滑承载力满足要求!2.取100mm×300mm梁支座反力为2.29kN/m,每米考虑2根立杆;100mm板支座反力为9.86kN,每米考虑1根立杆,则∑M=2.29kN×0.8×2+9.86kN×0.45=8.101 KN·m抗倾覆荷载为(安全系数取2):8.101 KN·m/1.3m×2=12.46KN故在支撑架内侧1800mm -800mm跨处每米有12.46KN向下的荷载即可满足抗倾覆要求。
采用砂袋进行堆载。
模板拆除、成品保护1、模板拆除⑴模板拆除的顺序和方法应遵循先支后拆,先非承重部位,后非承重部位以及自上而下得原则。
拆模时,严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。
拆模顺序:水平拉杆——柱侧模——梁侧模——梁底支撑——梁底模侧模应在能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方可拆除。
底模在砼强度复合下列规定时方可拆除,拆模时必须有砼强度同条件养护拆模试压报告,并经技术负责人开具拆模令后方可拆模。
2)柱模板拆除时,先拆掉水平拉杆,然后拆掉柱箍及对拉螺栓然后用撬棍轻轻撬动模板,使模板与混凝土脱离。
3)拆除模板时,操作人员应站在安全的地方。
4)拆除跨度较大的梁下支顶时,应先从跨中开始,分别向两端拆除。
5)拆下的模板及时清理粘结物,涂刷脱模剂,并分类堆放整齐,拆下的扣件及时集中统一管理。
2、成品保护(1)坚持每次模板使用后清理板面,涂刷脱模剂。
雨篷抗倾覆验算
雨篷抗倾覆验算由规范第7.4.1 条规定:砌体墙中钢筋混凝土雨篷的抗倾覆应按下式验算:M)v<M r式中M ov ------ 雨篷的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩;M r -- 雨篷的抗倾覆力矩设计值,可按第7.4.7 条的规定计算。
第7.4.2 条雨篷计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定采用:1 当L i>2.2h b时x0=0.3h且不大于0.13L1。
2 当L i V 2.2h b时x0=0.13L 1式中L 1 --- 雨篷埋入砌体墙中的长度(mm);x 0 --- 计算倾覆点至墙外边缘的距离(mm);h b --- 雨篷的截面高度(mm)。
注:当雨篷下有构造柱时,计算倾覆点到墙外边缘的距离可取0.5x 0 。
第7.4.3 条挑梁的抗倾覆力矩设计值可按下式计算:M r =0.8G r (L 2-x 0)式中G r----雨篷的抗倾覆荷载,为雨篷尾端上部45°扩展角的阴影范围(其水平长度为L3)内本层的砌体与楼面恒荷载标准值之和(图743);L 2----G r作用点至墙外边缘的距离。
L i=240mm, h b=100mmL i>2.2 h b 故x o=O.3h b=O.3 x 100=30mm荷载计算雨篷板上的均布荷载:q i=1.2x 3.42x 2.5+1.4X 1.0+1.2X 1.458x 2=14.74kN雨篷板端得集中荷载:F i=1.458x 2.5=3.645kN雨篷的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩:M ov=3.645 X ( 1.2-0.05- ( 0.120-0.030 )) +14.74 X(1.2-(0.12-0.03))2/2=12.94kN • m雨篷的抗倾覆荷载(计算时把圈梁,楼板和过梁所占的区域按墙体来考虑):l n=1.5m, l3 =0.75 mG r=((2.5+0.75 X 2) X 3-1.5 X 1.8-0.75 X 0.75) X 6.468+(2.5+0.75 X2) X 1.8 X 7.012X 2=157.48kNM=0.8G(L.X0)=0.8 X 157.48 X (0.12-0.03)=12.16kN m> M ov=12.044kN -m 故抗倾覆验算满足要求。
抗倾覆力矩和倾覆力矩
抗倾覆力矩和倾覆力矩引言:在物理学中,力矩是指物体受到的力对其产生的转动效果。
而抗倾覆力矩和倾覆力矩则是在工程领域中用于描述建筑物或结构的抗倾覆能力的重要参数。
本文将对抗倾覆力矩和倾覆力矩进行详细介绍,并解释它们的作用和计算方法。
一、抗倾覆力矩抗倾覆力矩是指建筑物或结构在受到外部作用力时,能够抵抗倾覆的能力。
它是建筑物稳定性的一个重要指标,通常用来评估建筑物的抗风、抗地震等能力。
抗倾覆力矩的计算方法与结构的几何形状、材料特性和受力情况有关。
一般来说,建筑物的抗倾覆力矩可以通过以下公式计算:抗倾覆力矩 = 底部抗倾覆力× 基底长度其中,底部抗倾覆力是指建筑物底部的抗倾覆力,包括建筑物自重和地基对建筑物的反作用力。
基底长度是指建筑物底部的长度。
抗倾覆力矩越大,说明建筑物的抗倾覆能力越强。
在设计建筑物时,工程师通常会根据建筑物所处的地理位置、设计要求和安全标准等因素来确定抗倾覆力矩的要求。
二、倾覆力矩倾覆力矩是指建筑物或结构在受到外部作用力时,发生倾覆的力矩。
当倾覆力矩超过建筑物的抗倾覆力矩时,建筑物将失去稳定性,可能发生倾覆事故。
倾覆力矩的计算方法也与结构的几何形状、材料特性和受力情况相关。
一般来说,倾覆力矩可以通过以下公式计算:倾覆力矩 = 外部作用力× 倾覆臂其中,外部作用力是指建筑物所受的外部作用力,如风力、地震力等。
倾覆臂是指作用力与建筑物底部的垂直距离。
倾覆力矩越小,说明建筑物的倾覆风险越低。
因此,在设计建筑物时,工程师需要根据建筑物的受力情况和安全要求来合理确定建筑物的倾覆力矩。
三、抗倾覆力矩与倾覆力矩的关系抗倾覆力矩和倾覆力矩是相互关联的。
建筑物的抗倾覆力矩与其结构形状、材料特性和底部抗倾覆力等因素密切相关,而倾覆力矩则取决于外部作用力和倾覆臂的大小。
为确保建筑物的稳定性和安全性,设计师需要在设计过程中合理考虑抗倾覆力矩和倾覆力矩之间的关系。
一般来说,抗倾覆力矩应大于倾覆力矩才能保证建筑物的稳定。
抗倾覆计算公式
抗倾覆计算公式
一、简述
抗倾覆计算公式是一种结构安全分析的计算方法,是用于预测和计算结构自身稳定性的能力的评估参数。
它是根据结构的几何特性、荷载特性和材料特性考虑,利用结构力学方程建立的计算公式,它可以用来确定结构的抗倾覆能力,以及结构改善措施的必要性。
二、公式
抗倾覆计算公式的计算可以分为两个部分:一是倾覆动力学系数的计算,二是抗倾覆能力的计算。
(1)倾覆动力学系数的计算:
a. 结构的倾覆动力学系数K,公式为:K=M/W,M表示结构自重,W表示正施加的荷载的最大值;
b. 结构内力的倾覆动力学系数K1,公式为:K1=M1/W1,M1表示结构内部支撑系统的自重,W1表示支撑系统正施加的荷载的最大值;
c. 结构外力的倾覆动力学系数K2,公式为:K2=M2/W2,M2表示支承结构外力的自重,W2表示外力正施加的荷载的最大值;
(2)抗倾覆能力的计算:
抗倾覆能力的计算公式:A=K1/(K1+K2-1),A表示结构的抗倾覆能力,K1与K2分别表示上述结构内力及结构外力的倾覆动力学系数。
计算结果在抗倾覆能力A与1之间,A大于1,表示结构有抗倾覆能力;A小于1,表示结构缺乏抗倾覆能力,需要采取补救措施。
三、应用
1、建筑工程:建筑结构稳定是建筑安全的基础,抗倾覆计算公式可以用来评估建筑结构的抗倾覆能力。
2、铁路工程:抗倾覆计算公式可以用来确定铁路路基的抗倾覆能力,以确保铁路运行的安全。
3、高速公路工程:抗倾覆计算公式可以用来确定公路路基和桥梁的抗倾覆能力,以确保公路安全。
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故抗倾覆验算满足要求
电动吊篮抗倾覆安全系数验算
电动吊篮自重:6m长悬吊平台(吊篮自重+荷重+钢丝绳、电缆、 提升机等附件)G=600kg使用总载荷:
a.当前梁伸出长度在1.5米时,P1=600kg对前支架中心倾覆力
矩为:M倾1=(G+pix A=(600+600)xi.5=1800kg后支架放置配重铁
雨篷板上的均布荷载:
qi=1.2x3.42x2.5+1.4x1.0+1.2x1.458x2=14.74kN
雨篷板端得集中荷载:
F1= 1.458x2.5=3.645kN
雨篷的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩:
Mov=3.645x(1.2-0.05-(0.120-0.030))+14.74x
(1.2-(0.12-0.03))2/2=12.94kN•m
静力矩和动力矩
在静力矩作用下,物体没有产生旋转运动,它可使物体内部产生 剪切应力。而“动力矩”是在力矩作用下物体产生一定转速的旋转, 而作了功。前者相当于力作用物体,物体没有运动;而后者相当于在 力的作用下物体在一定速度下运动。
抗倾覆稳定性
抗倾覆稳定性是指工程机械(如起重机等)在自重和外载荷作用 下抵抗倾覆的能力。
机抗倾覆稳定性的校核方法;
保证起重机具有足够的抗倾覆稳定性,是起重机设计中最基本的要 求之一。目前,国内外对起重机抗倾覆稳定性的校核主要有三种方法: 力矩法、稳定系数法和按临界倾覆载荷标定额定起重量。
抗倾覆计算的力矩法:
这是我国《起重机设计规范》所采用的方法,欧洲各国和日本等也 广泛使用。
力矩法校核抗倾覆稳定性的基本原则是:作用于起重机上包括自重 在内的各项载荷对危险倾覆边的力矩代数和必须大于或至少等于0,
重量:W=1000kg(40块,两侧)对前支架单侧抗倾覆力矩为:M抗
仁WXB=1000X 4.3=4300kg.m抗倾覆安全系数:K仁M抗1/M倾
1=4300/1800〜2.4>2(可)
b.当前梁伸出长度在1.3米时,P2=630kg;对前支架中心倾覆力
矩为:M倾2=(G+P2XA=(600+630)x1.3=1600kg后支架放置配 重铁重量:W=1000kg(40块,两侧)对前支架单侧抗倾覆力矩为:M抗
即刀M>0
抗倾覆计算的稳定系数法:
这是以往我国沿用前苏联的一种方法,独联体国家目前仍然在使 用。
稳定系数定义为起重机所受的各种外力对倾覆边产生的稳定力 矩与倾覆力矩的比值,稳定系数作为起重机抗倾覆能力的判据, 不能 小于规定值。稳定系数有三种规定值:工作状态考虑附加载荷的载重 稳定系数为1.15;工作状态不考虑附加的载重稳定系数为1.4;自重 稳定系数为1.15.
按临界倾覆载荷标定额定起重量:
这是西方国家许多起重机制造公司常用的方法。
这种方法是通过实验或计算,得出起重机在不同幅度下达到倾覆临 界状态时的起升载荷,称为“临界倾覆载荷”,将其打折(乘以小于 或等于1的系数)后,作为额定起升载荷。折扣的大小代表起重机抗 倾覆稳定性的安全裕度。折扣越大或所乘系数越小,则抗倾覆稳定性 裕度越大。
倾覆力矩
倾覆力矩是进行结构或构件稳定性计算的一个术语。
倾覆力矩的大小等于产生倾覆作用的载荷乘载荷作用点到倾覆 点间的距离。
在建筑工程中,砖混结构中的悬挑梁、悬挑阳台、挡土墙等有可 能产生倾覆失稳的结构以及结构的抗震计算,均应进行倾覆验算。与
倾覆力矩相平衡的是抗倾覆力矩,只有当抗倾覆力矩大于倾覆力矩时 结构才不会产生倾覆失稳。
抗倾覆弯矩和倾覆弯矩什么关系
敌对关系,两者对抗,抗倾覆力矩要想战胜倾覆弯矩不倾覆,就必 须在实力上为对方的1.5倍。(特殊情况是2.0倍)
如悬臂梁挑出1.5m端头荷载0.8顿,1.5*0.8=1.2顿.米 则后面 要1.2*1.5方,GB中要求前者是后者的2倍。
Mr=0.8Gr(L2-X0)
式中
Gr----雨篷的抗倾覆荷载,为雨篷尾端上部45°扩展角的阴影范 围(其水平长度为L3)内本层的砌体与楼面恒荷载标准值之和;
L2----Gr作用点至墙外边缘的距离。
Li=240mm,hb=100mm
Li>2.2hb故Xo=0.3hb=0.3x100=30mm
荷载计算
抗倾覆稳定性校核的基本原则:
起重机的分组:
在校核抗倾覆稳定性时,根据起重机的结构特征、工作条件和对抗 倾覆稳定性的要求,将起重机分为四组。
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1
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验算工况:
起重机的抗倾覆稳定性按下表工况进行校核
危险倾覆边的确定:
倾覆边指起重机发生倾覆时绕其翻转的轴线
X0=0.3h
且不大于0.13L1。
2、当L1V2.2hb时
X0=0.13L1
式中
L1----雨篷埋入砌体墙中的长度(mm);
X0----计算倾覆点至墙外边缘的距离(mm);
hb----雨篷的截面高度(mm)o
注:当雨篷下有构造柱时,计算倾覆点到墙外边缘的距离可
取0.5x。
第743条挑梁的抗倾覆力矩设计值可按下式计算:
雨篷抗倾覆验算
由规范第741条规定:砌体墙中钢筋混凝土雨篷的抗倾覆应按 下式验算:
MoveMr
式中
Mov----雨篷的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩;
Mr----雨篷的抗倾覆力矩设计值,可按第7.4.7条的规定
计算。
第7.4.2条雨篷计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定米
用:
1、当Li>2.2hb时
倾覆力矩是:紧固力方向沿Z轴,而物体收到绕X轴或者绕丫轴 的力矩。
参考文献:《起重机设计手册》
抗倾覆力矩的计算公式在PKPM中是GB/2,但是风荷载和地震作
用下的计算结果是不一致的,因为地震作用对应的G是1.0恒+0.5
活,对应的风荷载作用下G为1.0恒+0.7活。因此抗倾覆力矩在风 荷载和地震作用下的结果是不一样的。
雨篷的抗倾覆荷载(计算时把圈梁,楼板和过梁所占的区域按墙体 来考虑):
In=1.5m,l3=0.75m
Gr=((2.5+0.75x2)x3-1.5x1.8-0.75x0.75)x
6.468+(2.5+0.75x2)x1.8x7.012x2=157.48kN
Mr=0.8Gr(L2-x0)=0.8x157.48x(0.12-0.03)