挂篮设计计算书

挂篮设计计算书
一、以悬浇段7#块腹板为荷载进行下纵梁设计。

通过分析中间板带受力最大，因此以0.9m宽的板带作为计算单元进行下纵梁设计。

（一）设计荷载：
1.砼自重：q1＝γ（b1·h＋b2·b）
＝26×（0.2×1.777＋0.138×0.9）＝12.46 KN/m
2.施工荷载：q2＝P1·b＝2.5×0.9＝2.25KN/m
3.模板荷载：q3＝P2·b＝2.5×0.9＝2.25KN /m
4.砼振捣荷载：q4＝P3·b＝2.0×0.9＝1.80KN /m
则：q = q1＋q2＋q3＋q4＝18.76 KN /m
说明：γ—砼容重；b1—腹板厚度；h—腹板高度；b2—底板厚度；
b—板带宽度取0.9m；P1—施工荷载取2.5kn/m2；
P2—模板荷载取2.5kn/m2；
P3—砼振捣产生的竖向荷载取2.0kn/m2
（二）下纵梁按简支梁计算，受力如图1所示
图1 下纵梁计算简图
M max=qa×（2l－a）/8=18.76×2.7×（3.7×2－2.7）/8＝29.76KN•m 型钢选择：
W＝M max/〔σ〕＝29.76×106/170＝175.1 cm3
选用I20a型钢：查表I20a型钢截面抵抗矩W x＝236.9 cm3
截面惯性矩I x＝2369.0 cm4
型钢刚度验算：
f ＝qa3b(1-3a/l)/24EI＝18.76×27003×1000×（1－3×2700/3700）/（24×2.1×105×2369×104）＝3.7mm<3700/400=9.25 满足要求。

说明：E—弹性模量取2.1×105Mpa
〔σ〕—允许应力取170kn/m2
二、前后下横梁计算：
（一）荷载
1.砼荷载＝V·γ/（l砼·2）＝10.43×26/（6.36×2）＝21.32 KN /m
2.模板荷载＝P2·b1/2＝2.5×
3.0/2＝3.75 KN /m
3.施工荷载＝P1·b1/2＝2.5×3.0/2＝3.75 KN /m
4.振捣荷载＝P3·b1/2＝2.0×3.0/2＝3.00 KN /m
Σ＝31.82 KN /m
说明：V—砼体积；γ—砼容重取26kn/m3；
l砼—砼构件宽度；
图2 下横梁计算简图
M＝αql2＝0.136×31.82×2.592＝29.03KN /m
σ＝M/W＝29.03×103/（108.3×2）＝134.0 N /mm2<170 N /mm2
用2[16a型钢W x＝108.3cm3
说明：α—计算系数取0.136
（二）后下横梁按行走时计算
5.底模
①面板：6.36×2.9×6×7.85＝868.72 kg
②C6.3：6.36×7×6.63＋2.9×4×6.63＝372.1 kg
6.下纵梁：6I20a＝4.5×2
7.91×6＝753.57 kg
7.下横梁：2[16a＝9×17.32×4＝623.52 kg
8.δ20钢板：0.14×0.14×20×7.85×8＝24.62 kg
Σ＝2642.53 kg＝26.43 KN
9.侧模支撑：I20a＝4.0×27.91×2＝223.28 kg
10.〔6.3型钢平台：（9.0×4＋1.0×40＋0.6×20）×6.63＝583.44kg
φ16钢筋栏杆：9.0×2×1.578＝28.5kg
11.木板δ50：0.6×9.0×2×0.05×500＝270 kg
Σ＝3747.75kg＝37.48 KN
取荷载总和的1/2即：37.48/2＝18.74 KN
则计算线荷载为：18.74/9＝2.09 KN /m
图3 木板受力计算简图
M＝ql2/8=2.09×8.52＝18.88 KN·m
σ＝M/W＝18.88×103/216.6＝87.17N/mm2
说明：σ—表示应力；W—抵抗矩2〕16a型钢查表为216.6cm2 三、前上横梁计算：
（一）前上横梁受力由前下横梁计算简图图2所知：
P A＝31.5KN
P B＝74.98KN
(二)前上横梁受力计算简图如图4所示：
图4 上横梁计算简图
M A＝P A×0.95＝29.93KN•m
M中＝48.81 KN•m
（三）按强度选择型钢：
W X＝M/〔σ〕＝287cm3
实际选用2I20a型钢作挂篮前上横梁。

W X＝2×236.9cm3
I X＝2×2369cm4
t w＝2×7mm
A＝2×35.55cm2
S x＝2×136.1cm3
（四）剪力验算：
其中Q A＝Q B＝P B＝74.98KN
τ＝Q A•S x/ I X•t w＝30.77N/mm2＜〔τ〕＝125N/mm2四、上挂篮合力计算：
（一）受力计算简图如图5所示：
图5 上挂篮受力计算简图
（二）OD、BD所受轴力为：
N1＝σ/Sin34°＝170KN
N2＝σ/Cos39°＝137.7KN
OD斜杆按轴力选择型钢
A＝N1/〔σ〕＝1000mm2＝10cm2
实际选用2]16a型钢：A＝2×21.95＝43.9cm2
（三）焊缝受力：
从上挂篮受力图图5所示，其中B节点焊缝受力最大：
f w f=160N/mm2设计焊脚尺寸h f＝6mm
τw≥N2/0.7h f•f w f＝205mm
考虑施工安全，故每一三角架节点所需焊缝长度为25cm
五、挂篮锚杆组及吊杆计算：
（一）挂篮在施工状态下前后锚杆组计算
挂篮受力如图5所示，以O点为绞支点，由∑M B＝0得：p D×3.7＝p C×4.5则：P c＝p D×3.7/4.5＝88KN
故每根上纵梁后锚杆设置2Ф132精轧螺纹钢筋，按50cm间距布置挂篮后锚杆组，单根锚杆张拉力10吨。

（二）挂篮前、中锚杆组计算：
由挂篮前下横梁计算简图图2所知，每一支点集中力p B=74.98KN、P A＝31.50KN,故选用Ф132精轧螺纹钢作吊杆，其受力足够满足要求。

六、挂篮行走状态下，其尾部压重计算：
为了避免挂篮在行走时倾覆失稳，必须在挂篮尾部施加配重。

挂篮行走时，主要承受由前上横梁传来的模板、下纵梁、前横梁的自重荷载。

根据挂篮实际材料用量表知，其上挂篮前端所受的集中力为p＝45KN。

挂篮在行走状态下，挂篮尾部自重对C点的弯距，必须大于前部自重对C点的弯距，则M后≥1.5M前，其计算简图见图5所示，故应压配重为P C×4.5≥1.5×P×3.7，则P C≥55.5KN，因此需压配重为60KN。

在挂篮A点1.0m范围内布置，用砂袋作挂篮压重。

七、箱梁现浇支架计算：
（一）支架稳定性计算：
根据下横梁计算简图图2所示，现浇支架中间的受力最大，其集中力为p＝31.82×3.18＝101.2KN。

在此对最不利受力支架三角斜杆进行计算，其计算简图如图6所示：
图6 支架受力计算简图
N＝p/Cos35.1°＝101.2/ Cos35.1°＝123.69KN
按所受轴力选用型钢：A＝N/〔σ〕＝6.12cm
稳定性验算：i x＝6.28cm λ＝τ/ i x=882/6.28=140.5
〔σ〕—允许应力取170kn/m2
选用2〕16a型钢：查表知截面面积A＝43.9cm2
斜杆受轴力按6类截面查钢结构手册，其稳定系数γ＝0.345，则所选用型钢能承受容许应力为：
σ＝N/（γ•A）＝123.69×1000/（0.345×4390）＝81.67N/mm2<〔σ〕＝170N/mm2。

（二）焊缝计算：
预埋件位置节点焊缝按承受剪力计算，所需焊缝长度为：f w f=160N/mm2，其中焊脚尺寸h f＝6mm。

τw＝P/0.7•h f•f w f=127mm。

现场实际焊缝长度为：τw＝600mm，故满足要求。