抗侧力构件弹性位移如何计算_穿心棒法盖梁施工计算书(工字钢)

(48) 2024-04-21 20:01:01
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托担法盖梁施工计算书

一、工程概况

盖梁设计尺寸:

双柱式盖梁设计为长11.95m,宽2.1m,高1.6m,混凝土方量为38.35方,两柱中心距6.95m。盖梁如图所示

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二、施工方案

1)预留孔:立柱施工时测好预留孔的标高位置,预埋直径110mm硬质PVC管,较高立柱根据高差来进行标高调整,保证两预留孔处于同一个标高,施工时把有关主筋间距和上下层箍筋间距作微调;

2)插入钢棒:柱顶插入一根直径为9cm,长度为300cm的钢棒,作为主梁工字钢支撑点,钢棒外伸长度一致;

3)安装固定装置和机械式千斤顶。

4)吊装主梁工字钢,利用φ25精轧螺纹钢,夹紧主梁工字钢,上铺I12.6工字钢作为分配梁;

5)拆除钢棒,封堵预留孔:盖梁施工完成后把预留孔用细石混凝土封堵。

三、受力计算

1、设计参数

1)I12.6工字钢

截面面积为:A=1810mm2

截面抵抗矩:W=77×103mm3

截面惯性矩:I=488×104mm4

弹性模量E=2.1×105Mpa

钢材采用Q235钢,抗拉、抗压、抗弯强度设计值[σ]=215Mpa。

2)主梁工字钢

横向主梁采用2片45b工字钢。

截面面积为:A=11100mm2

截面抵抗矩:W=1500×103mm3

截面惯性矩:I=33760×104mm4

弹性模量E=2.1×105Mpa

3)钢棒

钢棒采用φ90mm高强钢棒(A45),

截面面积为:A=3.14×452=6362mm2,

抗剪强度设计值[τ]=125Mpa。

2、荷载计算

1) 混凝土自重荷载(考虑立柱混凝土重量)

W1=38.35×26=444.3kN;

2)支架、模板荷载

A、2片I45b组成主梁,长12m,纵向工字钢长4.5m,间距30cm。

W2=12×0.874×2+0.142×4.5×(11/0.3)=54.3kN;

B、定型钢模板,重量由厂家设计图查询得到。

W3=6800×10=68kN;

3)施工人员、机械重量。

按每平米1kN,则该荷载为:

W4=12×2×1=24kN;

4)振捣器产生的振动力。

盖梁施工采用50型插入式振动器,设置3台,每台振动力2kN。

施工时振动力:W5=2×3=6kN;

总荷载:W=W1+1 W2+ W3+ W4+ W5=1153.4kN

5)荷载集度计算

横桥向均布荷载集度:q h=W/12=96.1kN/m;

顺桥向荷载集度取跨中部分计算:qz= q h/1.8=96.1/1.8=53.4kN/m

2、强度、刚度计算

1) I12.6工字钢强度验算

取盖梁跨中横向一米段对I12.6工字钢进行计算,其中横向一米荷载共有3根I12.6工字钢承担,顺桥向荷载集度:53.4kN/m,每一根承担17.8 kN/m

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计算模型

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弯矩图(单位:kN·m)

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剪力图(单位:kN)

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位移图(单位:m)

其中最大弯矩为:M=6.2kN·m,最大剪力为:Q=12.6kN

根据应力公式可以得出最大拉应力:

σ=M/Wx=6.2×1000/77×10-6=80.5MPa

根据剪应力公式可以得出剪切应力:

τ=Q/A=12.6×1000/18.1×10-4=6.96MPa

跨中位移f=0.002m

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2)主梁工字钢I45b计算

实际施工中立柱顶部混凝土由立柱承受,但为安全起见,计算模型将此部分混凝土考虑在内,主梁由两片I45b工字钢承担横桥方向的荷载,所以单根承担一半的荷载,计算采用桥梁博士模拟计算,模拟图形如下图:

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计算模型

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弯矩图(单位:kN·m)

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剪力图(单位:kN)

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位移图(单位:m)

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正应力图(单位:m)

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剪应力图(单位:m)

根据正应力图可以得出最大拉应力:

σ= 103MPa

根据正应力图可以得出剪切应力:

τ=34MPa

主梁工字钢刚度验算

从位移图中可得知跨中位移f=0.008m

从位移图中可得知悬臂端位移f=0.002m

3)钢棒验算

钢棒作为主要承重构件,承受来自上部结构的全部荷载,保证安全稳定,对钢棒的抗剪强度进行验算。

最大剪力为:Q=1153.5/4=288.4kN

钢棒抗剪面积A=0.0452×3.1415=0.006362m2

根据剪应力公式可以得出剪切应力:

τ=Q/A=288.4×1000/0.006362=45.3MPa

四、结论

从上面的计算可以看出,整个构件均满足承载力要求,结构是安全可靠的。

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THE END

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