抱箍计算书.docx

盖梁施工抱箍受力计算书一、 抱箍结构设计抱箍具体尺寸见抱箍设计图，主要包括钢带与外伸牛腿的焊接设计两方面的内容，其中牛腿为小型构件，一般不作变形计算，只作应力计算。二、 受力计算1、 施工荷载1）、盖梁混凝土和钢筋笼（35.2方，平均密度2.5吨/）自重为：2.535.2=88（吨）2）、钢模（每平方米100kg）自重为：0.1215.840.81+2(15.84+10.6)0.692+20.811.6+22.750.81+10.61.6=6.791（吨）3）、侧模加劲型槽钢（采用10型槽钢，理论线密度为10kg/m，共20根，每根长2m）自重为：2200.01=0.4（吨）4）、脚手架钢管（采用50钢管，线密度为37kg/m，模板底部10根，每根长4m；模板两侧护栏20根，每根长1.5m；模板两侧扶手4根，每根长18m）自重为：(104+201.5+418)0.037=5.254（吨）5）、支垫槽钢（采用10型槽钢，理论线密度10kg/m，共24根，每根长2m）自重为：0.01224=0.48（吨）6）、工字钢（采用36B型工字钢，理论线密度为65.6kg/m，共4根，每根长18m）自重为：4180.0656=4.723（吨）7）、工字钢拉杆(每根直径18mm，共5根，每根长1.5m)自重为：51.50.00617=0.015（吨）8）、连接工字钢的钢板（共8块，每块重79kg）自重为：80.079=0.632（吨）9）、钢模两翼护衬（单侧护衬重150kg）自重为：20.15=0.3(吨)10）、施工活荷载：10人+混凝土动载+振捣力=100.1+0.51.2+0.3=1.9（吨）11）、总的施工荷载为：88+6.791+0.4+5.254+0.48+4.723+0.015+0.632+0.3+1.9=108.495（吨）12）、考虑安全系数为1.2，则施工总荷载为：108.4951.2=130.194（吨）13）、单个牛腿受力：130.1944=33（吨）2、 计算钢带对砼的压应力钢带对立柱的压应力可由下式计算求得：其中：摩阻系数，取0.35 B钢带宽度，B=300mm D立柱直径，D=1200mmK荷载安全系数，取1.2G作用在单个抱箍上的荷载，G=660kN则：=1.26601000/(0.353003.141200)=2.002Mpa<=16.8Mpa，满足要求。其中：砼立柱抗压强度容许值，其值不大于0.8Rab,立柱砼标号为30Mpa，轴心抗压强度Rab=0.730=21Mpa，0.8 Rab =0.821=16.8Mpa3、 钢带内应力的合成图如下：  化简得：其中：钢板厚度求得=2.0021200/(210)=120.12MPa<f=215 Mpa，满足要求。其中：f查钢结构设计规范GB500172003，厚度16mm的Q235钢抗拉、压、弯强度设计值，为215 Mpa。4、 牛腿螺栓受力计算4.1牛腿螺栓抗拉承载力计算牛腿腹板采用5根10.9级M24高强螺栓（布置方式见设计图），螺栓直径为24mm。钢带所受拉力：F=120.1210300=360.36kN，则单个螺栓所受拉力为：N=F/5=360.36/5=72.072kN<Nt =180kN，满足要求。其中：Nt10.9级M24高强螺栓设计拉力。查钢结构设计规范GB50017200310.9级M24螺栓预拉力P=225kN，Nt =0.8P=180kN4.2牛腿螺栓抗剪承载力计算已计算得作用在单个牛腿上的竖向荷载为G=34吨，螺栓连接方式为双剪结合，如下图：单个螺栓所受的竖向总荷载为：T=330/5=66kN，单个螺栓所受剪力Q=T/2=33kN。螺栓截面为圆形，故其截面所受的最大切应力为：其中：M24螺栓的有效面积，为353则=124.65Mpa。螺栓的许用切应力：=其中：材料的屈服极限，10.9级螺栓的屈服极限为940Mpa（摘自GB 3098.1-82）n安全系数，静载时取2.5则许用应切力：=940/2.5=376Mpa。故<，满足条件。4.3牛腿螺栓紧固力计算紧固螺栓时要按照钢板容许应力控制紧固力。考虑2倍的安全系数，紧固力取360.362=720.72kN，每个螺栓紧固力为：720.725=144.144kN。查公路桥涵施工技术规范041-2000 P236公式：TC=KPCd                   其中：TC终拧扭矩（NM）K高强度螺栓连接扭矩系数平均值，范围为0.110.15之间，取0.15。PC高强度螺栓施工预拉力（kN）D高强度螺栓公称直径（mm）单个螺栓终拧扭矩TC=KPCd=0.15144.14424=518.92Nm,扳手手柄加长到80cm，只需紧固648.65N的力即可满足要求，紧固螺栓时可脚踩加长手柄，踩不动即能满足要求。5、 焊缝受力计算采用506焊条，手工焊，钢材全部采用Q235钢，焊缝型式为角焊缝。5.1  翼缘水平焊缝应力计算按照焊缝传递应力与母材所承受应力相协调的原则，由于腹板焊缝传递弯矩很小，可忽略不记。即假设腹板焊缝只承受剪力，翼缘焊缝承受全部弯矩。受力简图如图：受力破坏时牛腿沿如图所示“铰”旋转，建立力矩平衡方程：V150=H300，则H=330150/300=165kN，在水平力的作用下焊缝应力为：=H/（hsllwl）=1651000/（0.720280）=42.09Mpa。其中：hsl焊缝有效宽度，取hsl=0.7hfhf焊缝焊角高度，采用20mm焊角高lwl焊缝长度，为280mm5.2  腹板焊缝受力计算在剪力V作用下腹板侧焊缝切应力为：1=V/（hs2lw2）=3301000/（20.720280）=42.09Mpa。5.3  由于螺栓压力P作用需进行的焊缝受力计算五个螺栓的拉力P=144.1445=720.72kN螺栓压力由翼缘焊缝和腹板焊缝共同承担，所以在螺栓压力F的作用下=720.721000/0.720（280+280+280）=61.29Mpa5.4 翼缘焊缝综合应力计算翼=74.35Mpa<ffw =160Mpa，满足要求。其中：ffw角焊缝抗拉、压、剪强度设计值，取ffw=160MPa5.5腹板焊缝综合应力计算腹=65.54Mpa<ffw =160Mpa，满足要求。其中：正面焊缝增大系数，取=1.226、 抱箍抗滑移计算M24高强螺栓紧固力为N =144.144kN，单个牛腿由5个螺栓连接，则抱箍钢带所受的最大拉力：F=5N=720.72kN，钢带横截面承受的最大正应力：=1000=240.24Mpa。其中：B钢带高度钢带厚度则钢板所受墩柱的最大压应力为：=4.004Mpa其中：D墩柱直径抱箍与墩柱间的最大压力为：=4.0043.141200300=4526kN取摩阻系数=0.35，则抱箍与墩柱之间的最大静摩擦力：=0.354526=1584.1kN   已计算得单个抱箍所受的竖向荷载为G=660kN<，满足条件，抱箍不会产生滑移。   经上述计算可知，该抱箍可用于古球高架桥盖梁施工。7、 支垫槽钢受力计算槽钢采用10型槽钢，钢材采用Q235钢，共24根，每根长2米。槽钢截面尺寸高100mm，腿宽48mm，腰厚5.3mm，截面积12.74，惯性矩=198.3，弯曲截面系数=39.7。槽钢均匀的铺放在工字钢上，两槽钢中心间距60cm，跨度为=1.2m。槽钢承受的总荷载为：总的施工荷载-脚手架钢管自重-工字钢自重-工字钢拉杆自重-连接工字钢的钢板自重=108.495-5.254-4.723-0.015-0.632=97.871（吨）考虑安全系数1.2，则槽钢承受荷载为：97.8711.2=117.45（吨）单根槽钢承受的荷载为：117.4524=4.9（吨）槽钢所受均布荷载为：q=G/=49/1.2=41kN/m槽钢受力简图如图：7.1槽钢应力计算：槽钢所受的最大弯矩在槽钢的跨中位置，其最大弯矩为：=1/841=7.38kNm槽钢受最大弯矩截面处的最大应力为：=7.38/39.7=185.9Mpa<f=215 Mpa，满足要求。7.2槽钢挠度计算均布荷载下的槽钢的最大挠度在其跨中，计算公式为：其中：q-槽钢所受的均布荷载-槽钢跨度E-Q235钢弹性模量，为210Gpa-截面惯性矩=0.00027m=0.27mm查铁路桥梁钢结构设计规范TB10002.2-2005许用挠度= /900=1.3mm， 则<，满足要求。经计算可知，该槽钢可用于盖梁支垫。8、 工字钢受力计算两墩柱抱箍间采用36B型工字钢，钢材采用Q235钢，共4根，每侧2根，每根长18m，高360mm，宽138mm，腹板厚12mm，翼缘平均厚15.8mm，截面积83.68，理论重量65.689kg/m，惯性矩=16500，弯曲截面系数=919。由于工字钢上面均匀紧密的铺放方木，故工字钢所受荷载可视为均布荷载。受力长度L=15.9m，跨度=9m，弹性模量E=210Gpa总的施工荷载为：108.495吨。考虑安全系数1.2，则施工总荷载为：108.4951.2=130.194（吨）单根工字钢承受荷载为：130.1944=33（吨）工字钢所受均布荷载为：q=G/L=330/15.9=20.8kN/m工字钢受力简图如图：8.1工字钢应力计算工字钢所受最大弯矩在工字钢跨中位置，其最大弯矩为：=1/220.815.99/2-1/820.815.915.9=86.81kNm工字钢受最大弯矩截面处的最大应力为：其中：36B型工字钢的抗弯截面系数工字钢所受的最大弯矩则：1000=94.46MPa< f=215 MPa，满足要求。其中：fQ235钢抗拉、压、弯强度设计值，为215 MPa8.2工字钢挠度计算均布荷载下的工字钢的最大挠度在其跨中，计算公式为：其中：q-工字钢所受的均布荷载-工字钢跨度E-Q235钢弹性模量，为210Gpa-截面惯性矩=0.0051m=5.1mm查铁路桥梁钢结构设计规范TB10002.2-2005许用挠度= /900=10mm，则<，满足要求。经计算得知，该工字钢可用于盖梁支撑。