軒轅湖公園人行木棧道設(shè)計(jì)計(jì)算書

軒轅湖公園人行木棧道設(shè)計(jì)說明軒轅湖公園人行木棧道設(shè)計(jì)說明 1 1 基本資料基本資料 1 1 主要技術(shù)指標(biāo) 橋跨布置 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 4 0m 設(shè)計(jì)選擇計(jì)算跨徑 4 0m 設(shè)計(jì)荷載 人群荷載據(jù) 城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn) 取 5 0 kN m2 欄桿水平荷載 2 5kN m2 橋面寬度 凈 1 6m 2 0 10m 護(hù)欄 橋面凈高 最小凈高為 2 81m 1 2 材料規(guī)格及布置 a 挑梁 焊接工字鋼截面 梁長 1 8m 截面尺寸為 200 250 10 10mm 懸挑方式 在焊接 工字鋼挑梁的一端焊接 420 410 12mm 的鋼板 采用化學(xué)定型錨栓工字鋼挑梁固定在觀 景平臺翼墻和中華路橋橋臺上 以此作為承擔(dān)木縱梁荷載的下部結(jié)構(gòu) b 木縱梁 矩形截面 標(biāo)準(zhǔn)梁長 4 0m 斜梯梁長 5 5m 截面尺寸為 200 200mm 采用歐洲赤松 強(qiáng)度等級 TC17 每個跨徑布置 3 根木梁 與挑梁的連接方式為 在工字鋼挑梁上翼緣板上 面焊接角鋼 采用鐵木螺栓連接 將木縱梁固定在工字鋼挑梁上翼緣上 c 欄桿 橋面橫向兩側(cè)設(shè)防腐木欄桿 欄桿高度 1 2m 欄桿立柱截面尺寸為 150 150mm 間 距 2 0m 用歐洲赤松 強(qiáng)度等級 TC17 采用角鋼和螺栓將欄桿立柱固定在木縱梁上 d 鋪裝 鋪裝采用 5cm 厚的防腐木條 強(qiáng)度等級 TC13 的俄羅斯樟子松 采用螺釘將鋪裝固定 在木木縱梁上 e 化學(xué)定型錨栓及螺栓 本棧道挑梁的錨固采用喜利得化學(xué)定型錨栓 規(guī)格為 M16 250mm 其材料應(yīng)符合喜 利得公司所出的官方性能標(biāo)準(zhǔn) 木縱梁和焊接工字鋼挑梁連接采用十字槽半沉頭木螺釘 GB952 86 8 80mm 欄桿立柱與木縱梁連接采用半圓頭方頸螺栓 GB12 88 M16 200mm 2 2 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 2 1 荷載計(jì)算 a 自重 欄桿 0 15 0 15 1 2 3 0 08 0 1 5 4 7 5 5 0 36kN m 鋪裝木條 0 05 1 8 7 5 0 68kN m 木縱梁 0 2 0 2 3 7 5 0 9 kN m 焊接工字鋼挑梁 0 0063 78 5 0 50 kN m b 活載 人群 5 0 1 6 8 0 kN m 2 2 木縱梁 木縱梁按簡支梁計(jì)算 其中中梁相當(dāng)于兩個邊梁受荷面積之和 選取中梁為設(shè)計(jì)木縱 梁 木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值調(diào)整系數(shù) 1 1 0 9 1 0 0 99 木材彈性模量調(diào)整系數(shù) 0 85 1 05 0 8925 防腐木 TC17 抗彎 fm 0 99 17 16 83 N mm2 抗剪 fv 0 99 1 6 1 58 N mm2 彈性模量 E 0 85 1 05 10000 8925 N mm2 a 抗彎驗(yàn)算 跨中彎矩設(shè)計(jì)值 M 1 2 0 36 0 68 0 9 1 4 8 0 2 4 4 8 13 6kN m N mm2 16 83 N mm2 6 13 6 106 10 2 200200200 M Wn 滿足要求 此處未考慮棧道上鋪板的有利作用 最小安全系數(shù)為 1 6 b 抗剪驗(yàn)算 最大支點(diǎn)剪力設(shè)計(jì)值 V 1 2 0 36 0 68 0 9 1 4 8 0 2 4 27 1kN N mm2 1 58 N mm2 3 27 1 1010020050 12 1 01 200200200200200 VS Ib 滿足要求 此處未考慮棧道上鋪板的有利作用 最小安全系數(shù)為 1 5 本設(shè)計(jì)采用角鋼和螺栓將欄桿立柱固定在木縱梁上 栓孔據(jù)支座處較近 對木縱 梁抗剪能力有削弱 此處按規(guī)范進(jìn)行木縱梁實(shí)際的抗剪承載能力抗剪驗(yàn)算 剪力設(shè)計(jì) 值 V 27 1 190 200 25 8 kN M16 螺栓挖孔 18mm 圖 1 1 木梁與欄桿連接構(gòu)造圖 N mm2 1 58 N mm2 3 33 25 8 10200 1 44 2b2200 164164 nn Vh hh 此處未考慮棧道上鋪板的有利作用 滿足規(guī)范要求 c 撓度驗(yàn)算 此處未考慮棧道上鋪板的有利作用 選取中梁為設(shè)計(jì)木縱梁 434 4 55 0 360 680 98 0 2 10400012 13 9 3843848925200 ql wmm EI 規(guī)范要求撓度限值 w l 250 4000 250 16mm 滿足規(guī)范要求 2 3 焊接工字鋼挑梁 焊接工字鋼梁按懸臂梁計(jì)算 采用 Q345B 鋼材 抗彎 f 310 N mm2 抗剪 fv 180N mm2 彈性模量 E 206000 N mm2 圖 1 2 挑梁構(gòu)造圖 a 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 懸臂端彎矩設(shè)計(jì)值 M 1 2 0 36 0 68 0 9 0 5 1 4 8 0 4 0 9 50 9kN m N mm2 310 N mm2 滿足要求 6 50 9 10 89 5 1 05 542180 x xnx M W b 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 最大剪力設(shè)計(jì)值 V 1 2 0 36 0 68 0 9 0 5 1 4 8 0 4 56 6kN N mm2 180 N mm2 滿足要求 3 56 6 103200 100 26 7 67772500 10 w VS It c 局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算 在木縱梁和挑梁連接處 挑梁受集中荷載 按規(guī)范驗(yàn)算局部承壓強(qiáng)度 N mm2 310 N mm2 3 z 1 056 6 10 39 1 10200 w F t l d 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 l1 b1 180 20 9 荷載作用在上翼緣 按規(guī)范可不計(jì)算挑梁的整體穩(wěn)定性 e 撓度驗(yàn)算 mm 滿足規(guī)范要求 433 56 6 101800 3 1 8820600067772500 ql w EI f 預(yù)拱度設(shè)置 按規(guī)范恒載加 1 2 活載的計(jì)算挑梁端部撓度 mm 433 0 360 680 90 50 5 8 0101800 1 4 8820600067772500 4ql w EI 變形較小 經(jīng)考慮可不設(shè)置預(yù)拱度 2 4 欄桿 欄桿立柱截面尺寸為 150 150mm 間距按最大 2 5m 計(jì) 高度 1 2m 防腐木材強(qiáng)度 等級 TC17 欄桿水平荷載為 2 5kN m2 立柱可看作和木縱梁固結(jié) 按懸臂梁考慮 懸臂端最大彎矩設(shè)計(jì)值 M 2 5 2 5 1 05 6 6 kN m N mm2 16 83N mm2 6 2 6 6 106 11 7 150 150 M Wn 滿足要求 最小安全系數(shù)為 1 44 2 5 化學(xué)定型錨栓連接 本棧道挑梁的錨固采用喜利得 HVA 化學(xué)定型錨栓 規(guī)格為 M16 據(jù)喜利得公司官方 公布錨栓性能可得 M16 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 拉力 N 設(shè)計(jì)值 34 7kN 剪力設(shè)計(jì)值 V 設(shè)計(jì)值 34 6 kN 圖 1 3 挑梁錨栓布置圖圖 a 抗拉驗(yàn)算 挑梁懸臂端最大彎矩設(shè)計(jì)值為 46 35 kN m 為安全考慮 此彎矩設(shè)計(jì)值連接板中性 軸以上錨栓受拉承擔(dān) 設(shè)每根錨栓受拉力為 N 則 kN N設(shè) 34 7kN 56 6 21 8 5 0 3140 21 M N d 滿足要求 最小安全系數(shù)為 1 6 b 抗剪驗(yàn)算 挑梁最大剪力設(shè)計(jì)值僅為 56 6kN 每根錨栓剪力設(shè)計(jì)值 V 設(shè)計(jì)值 34 6 kN 故抗剪強(qiáng) 度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足 錨栓對連接板的沖切力較小 故不需要對連接板作沖切驗(yàn)算 2 5 木縱梁與挑梁連接 1 4 木縱梁與挑梁連接圖 為防止木縱梁的伸縮變形 木縱梁之間設(shè) 10mm 的伸縮縫 與挑梁的連接方式 在工 字鋼挑梁上翼緣板上面焊接角鋼 采用鐵木螺栓連接 木縱梁承受欄桿的水平荷載 現(xiàn)就 木縱梁的水平抗推作驗(yàn)算 查相關(guān)規(guī)范 十字槽半沉頭木螺釘 GB952 86 8 80mm 的抗拉 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可取 100 N mm2 則每根螺釘抗拉力 N 設(shè)計(jì)值為 3 14 8 8 4 100 5024N 5 024kN 水平抗推承載力設(shè)計(jì)值為 4 5 024 20 1 kN 2 5 5 12 5 kN 木縱梁的水平抗推力滿足要求 但考慮隨著木螺釘會在荷載作用下松動 建議在棧道 兩側(cè)的焊接工字鋼挑梁和木縱梁交界處加焊鋼板 此處木縱梁適當(dāng)開槽 最終將木縱梁卡 在挑梁上 以抵抗水平推力 2 7 欄桿立柱和木縱梁連接 為抵抗欄桿的水平推力 欄桿立柱與木縱梁連接采用半圓頭方頸螺栓 GB12 88 M16 200mm 在木縱梁的下部適當(dāng)開槽 安裝螺栓配套的的螺母 一側(cè)螺栓受拉 具體 連接如下 圖查相關(guān)規(guī)范 C 級 M16 螺栓抗拉設(shè)計(jì)值 ftb 170 N mm2 抗剪設(shè)計(jì)值 fvb 140 N mm2 1 5 欄桿立柱與木縱梁連接圖 a 抗拉驗(yàn)算 欄桿立柱懸臂端最大彎矩設(shè)計(jì)值 M 2 5 2 5 1 05 6 6 kN m 每個螺栓抗拉