1、皂角樹車輛段二期工程F區(qū)上部結(jié)構(gòu)受力分析 渝利鐵路中鐵五局項目第三總隊: 黃萬龍 摘要:本文主要介紹平面彎曲應(yīng)力、卡式第二定理、歐拉公式等在F區(qū)上部結(jié)構(gòu)上的受力分析。關(guān)鍵詞： F區(qū) 立柱 系梁 結(jié)構(gòu) 受力 皂角樹車輛段與綜合地基位于一期工程起點紅花堰站東側(cè)雙水碾村，設(shè)計基線起點里程樁號K0+904.14 , 試車線起點里程樁號K0+904.00。地面平均高程506.15,±00標(biāo)高507.16。本次主體設(shè)計范圍為F、G區(qū)上蓋平臺( 12.00)與之功能相關(guān)的工程。F、G區(qū)12.000范圍以內(nèi)總層數(shù)為一層，設(shè)計使用年限為50年。F、G區(qū)擬建的上蓋物業(yè)為四層，層面大部分采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，總高

2、度為33.5米。設(shè)計荷載:1、基本風(fēng)壓值0.3KN/M ,結(jié)構(gòu)自重25KN/M ,覆土重度18KN/M 。抗震設(shè)防烈度7度，防震等級二級。一、 F區(qū)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖（F18、F24） （11） （12） （13）二、 結(jié)構(gòu)受力分析2、1 聯(lián)系梁斷面的剪應(yīng)力分布形式的推導(dǎo) （21）如圖（21） ： 又 由此可見沿截面高度是按二次拋物線變化的，如圖（22） 。當(dāng)，在橫截面上距中性軸最遠(yuǎn)處剪應(yīng)力，越靠近中性軸處越大。得出一結(jié)論：聯(lián)系梁中性軸處剪應(yīng)力最大，得出在聯(lián)系梁中心等高程處的兩邊配受剪鋼筋的原因。（22）2、2 聯(lián)系梁的拉、壓應(yīng)力由于F18、F24與聯(lián)系梁相接在一起，把兩連接處近似看成兩活動支座，

3、認(rèn)為聯(lián)系梁以及以上恒載自重的總和P通過梁的跨中，所以簡化為一集中力P作用在梁跨中，簡化結(jié)構(gòu)圖（23） （23） 聯(lián)系梁的彎距圖如（24） 由 （24） （25）由（24）、（25） 按純彎曲考慮： 聯(lián)系梁底端拉應(yīng)力 最大。當(dāng)=0時即在聯(lián)系梁中性軸上為0 。當(dāng)在中性軸上方時為壓應(yīng)力 。現(xiàn)將拉壓應(yīng)力、分布圖如 （26） （26）在聯(lián)系梁跨中分布縱向鋼筋盡量不要有機械連接、對焊、綁扎等鋼筋接頭。在保證鋼筋接頭面積不大于50%，梁跨中L/3處鋼筋搭接最合理。 2、3立柱、聯(lián)系梁整體結(jié)構(gòu)受力分析 整體受力時聯(lián)系梁與兩立柱連接處看成剛接點，立柱與承臺連接處為固定支座。起中P為聯(lián)系梁自重加以上恒載總和，受力

4、圖簡化如（27） （27） 由于是對稱結(jié)構(gòu)，把它從聯(lián)系梁中間截開 ， ， ， 示意圖如（28） （28） 由卡式第二定理：（其中L=7.4 , h=7.5 ,E為砼的彈性模量, I為聯(lián)系梁的截面慣性距,s為聯(lián)系梁跨中的撓度. W為轉(zhuǎn)角。 變形后的結(jié)構(gòu)受力圖（28） （28） 2、3 反算立柱的穩(wěn)定性，求 滿足的受力條件。立柱可簡化為壓桿，設(shè)立柱滿足歐拉公式，簡化的力學(xué)模型如（29） 。 （29） 圖（210）假設(shè)在D處存在一虛擬力F，把支座D去掉，由卡式第二定理：（其中L=7.4 , h=7.5 ,E為砼的彈性模量, I為聯(lián)系梁的斷面慣性距，P為聯(lián)系梁的自重加上以上的恒載總和，h為立柱高度，a

5、為立柱斷面邊長，立柱斷面為邊長為a的正方形，A為立柱斷面面積, 其中為0.7,=） 。 （210） 由變形相容的幾合條件 等于立柱的變形。 由歐拉公式 三、 結(jié)果及其運用按以上結(jié)構(gòu)受力推導(dǎo)出的公式能滿足F區(qū)上部結(jié)構(gòu)立柱和聯(lián)系梁的受力穩(wěn)定要求。對驗證立柱、聯(lián)系梁的幾合尺寸是否滿足受力要求，有一定的適用性和積極作用。使對施工規(guī)范的理解更透徹。比如在梁跨中施工規(guī)范是不應(yīng)許用鋼筋接頭，是因為有接頭滿足不了梁的受拉要求。有的規(guī)范上規(guī)定，當(dāng)跨中壓應(yīng)力教小時，允許在梁跨中受壓區(qū)有適度的接頭。梁跨1/3跨處相鄰接頭應(yīng)錯開距離大于等于50厘米，是為了滿足受剪要求。立柱、梁的幾何尺寸能否滿足受力要求，通過以上的推導(dǎo)能得