盖梁穿心钢棒法受力分析 2

盖梁穿心钢棒法受力分析计算

1、设计荷载

1)砼自重

砼自重统一取11m*2.2*1.8m高梁高为计算荷载，

砼方量：V=50.1m3，钢筋砼按27KN/m3计算，

砼自重：G=50.1×27=1352.7KN

盖梁长11m，均布每延米荷载：q1=122.97kN/m

2）组合钢模板及连接件重量为3.5吨，

自重G=3500*9.8/1000=34.3KN

均布每延米荷载q2=3500*9.8/1000/11=3.11kN/m

3）I16工字钢

按照50cm间距布设，需I16工字钢16根，每根长3.5米

I16工字钢自重G=3.5*16*20.5*9.8/1000=11.25KN，

均布每延米荷载q3=11.25/11=1.02kN/m

4）I50工字钢

共2根，单根长12米，自重G=2×12×93.654×9.8/1000=22.03kN

均布每延米荷载q4=1.87KN/m

5)施工荷载

小型机具、堆放按500kg计算，自重G=500*9.8/1000=4.9KN：q5=0.45 KN/m

振捣混凝土产生的荷载：q6=0.45 KN/m

2、荷载组合及施工阶段

盖梁自重及支架自重均按恒载考虑组合系数1.2，施工荷载按活载考虑组合系数1.4。

3、受力模型

1)I16工字钢

I16工字钢分布梁直接承受底模以上的自重，I16工字钢分布在圆柱两侧的50a工字钢上，两工字钢主梁紧贴圆柱，间距按圆柱直径180cm，故I16工字钢分布梁计算跨径为180cm，盖梁底宽为220cm，分布梁两端各悬臂85cm，悬臂有利跨中受力，不计悬臂部分，按简支梁计算，实际偏安全，如下图

2）I50a工字钢

工字钢主梁承受由每根I16工字钢分布梁传来的重力，按均布荷载考虑，两根工字钢各承受一半的力，工字钢搭在两圆柱预埋的钢棒上，故工字钢计算跨径为两圆柱中心的间距，取为 6.5m，按两端外伸悬臂计算。如下图：

3）钢棒计算模型

钢棒为悬臂结构模型，工字钢紧贴圆柱，故只考虑钢棒受剪，4个支点抗剪截面分担承受上面传来的重力。

4、计算结果

1) I16工字钢

荷载q=1.2*（q1+q2)+1.4*(q5+q6)=1.2*(122.97+3.11)+1.4*(0.45+0.45) =152.556KN/m

I16工字钢分布梁布设间距0.5m，单根承受0.5×

152.556=76.278KN

单根均布荷载q=76.278/2=38.139KN/m

计算跨径取1.8m

跨中弯矩：跨中弯矩：M=1/8ql2=0.125×38.139×1.82=15.45KN.M σ=M/W=15.45*103/141*10-6=109MPa≤［σ］=215Mpa。

钢材采用Q235钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=215Mpa。

挠度：f=5ql4/384EI=5×38.16×1.84/(384×2.06×1130)=0.002241m≤[f]=l0/400=1.8/400=0.0045m (满足要求)

2）I50a工字钢

荷载q=1.2*（q1+q2+q3)+1.4*(q5+q6)

=1.2*(122.97+3.11+1.02)+1.4*(0.45+0.45)=153.78KN/m

I50a工字钢设两根，单根承受q=0.5×153.78=76.89KN/M

I钢材采用Q345钢，抗拉、抗压、抗弯强度设计值［σ］=308Mpa。

计算跨径6.5m

跨中弯矩：M=1/2q lx[(1-a/x)(1+2a/l)-x/l]

=1/2×153.78×6.5×5.5×[(1-2.25/5.5)×(1+2×2.25/6.5)-5.5/6.5]=422.895KN.M

σ=M/W=422.895/1860×103mm3=227Mpa<［σ］=308Mpa。

跨中挠度f=ql4(5-24a2/l2)/384EI

=153.78*6.54*（5-24*2.252/6.52）/（384*2.1*46500）

=15.55mm<[f]=l/400=6.5/400=16.25mm

悬臂端点挠度：f=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/24EI

=153.78*2.25*6.53*(6*2.252/6.52+3*2.253/6.53-1)/(24*2.1*46500) =-6.35mm

满足要求

3)钢棒计算

钢棒采用φ100mm高强钢棒

截面面积为：A=3.14×502=7850mm2，

抗剪强度设计值［τ］=125Mpa。

荷载q=1.2*(q1+q2+q3+q4)+1.4*(q5+q6)

=1.2*(122.97+3.11+1.02+1.87)+1.4*(0.45+0.45)=156.024KN/m

Q=156.024*11/4=429.066KN

τ=Q/A=429.066*103/7850=54.65MPa<[τ]=125Mpa

满足要求