抱箍计算书

3.3.3钢抱箍及主梁、分配梁安装

钢抱箍安装前要根据设计盖梁底标高、底模厚度、分配梁厚度、主梁高度准确计算出钢抱箍顶面位置，并将钢抱箍顶面位置用石笔画在立柱上。再用起重机分片或整体吊装钢抱箍，然后将主梁（槽钢）放到钢抱箍上，并用对拉螺杆将两主梁对拉起来。最后在主梁上摆放好分配梁。钢抱箍、主梁、分配梁安全验算。

(1) 主梁计算

①荷载计算：

a) 盖梁自重荷载P1

P1=γBH=26KN/m3×1.8 m×1.4m=65.6KN/m，

换算到每根主梁：均布荷载q1=P1/2=32.8KN/m；

b) 模板、分配横梁自重

分配横梁采用[10槽钢，间距50cm，q2=0.12×2/0.5×7.5/2=0.15KN/m；

模板自重q3=0.5×(2×1+1.9×1×2)/2=1.45KN/m；

c) 施工荷载（人员、机具、材料、其它临时荷载）

按q4=2.5KN/m均布荷载计；

②荷载组合：

q=q1+q2+q3+q4=32.8+0.5+1.45+2.5=37.25KN/m；

③计算简图：

④计算：

a) 解除B点约束，代以支反力R B，用力法解得R B=q(6a2+5b2)/(4b)=463.5KN，R A=q(a+b)-R B/2=200.7KN，

b) 弯矩图：

c) 最大弯距：

A 、

B 点弯矩：M 1=-1/2×q×2.42=-2.88q=-155.1KN·m ，

跨中弯矩 ：M 2=1/2×q×（32-2.42）=1.62q=87.2KN·m ，

则：M max =M 1=155.1KN·m ；

d) 截面抗弯模量W

拟选用工字钢为主梁，允许应力[σ]=170MPa ，

[σ]=M max /w ，

w= M max /[σ]=155.1×103/(170×103)=0.91m 3=910cm 3，

初步选用40a 工字钢W=1090cm 3>910cm 3，可满足强度要求；

⑤ 挠度验算：

将均布力q 由A 、B 点分成三段进行挠度叠加计算，计算结果公式如下（以竖直向上位移为正）： a) c 、d 点挠度：

EI

q EI l l M EI l ql l l EI ql y c 2832.3624)34(242113211231-=??+?++-=， b) 跨中挠度：

EI

q EI ql EI l y 915.3384516M 242221-=-??-=跨中， c) 最大挠度验算：

I40a 惯性矩：I=21720cm 4=2.172×10-4m 4 ，弹性模量E=2×105MPa ，

221qa 22

1qa

mm m y y 510510172.2100.210

83.56915.334113

max -=?-=?????-==--跨中，

则：4001

][6005

.

0max =<<=l f

l y ，满足挠度要求。

即：主支撑梁强度及挠度满足施工使用要求，故主梁采用40a 工字钢。

(2) 分配横梁计算

分配横梁采用[10槽钢，间距d=50cm 。

① 计算简图 钢抱箍

主梁

分配梁

底模

侧模

立柱

② 荷载：

a) 砼自重引起的荷载：q 1=γBHd=26×2.0×1.9×0.5=49.4KN ，

b) 模板自重、人群荷载及施工临时荷载，取q 2=（1+5）×0.5=3KN ，

c) 荷载组合：q=q 1+q 2=52.4KN ；

③ M max =1/8ql 2=1/8×（52.4/2）×22=13.1KN·m ，

④ 初选截面（槽钢σb(w)=145MPa ，E=2.1×105MPa ）

W=M max /[σw ] =13.1×103/(145×103)=0.09m 3=90cm 3，

截面抗弯模量w=bh 2 /6，

初选b=10cm ，

h 2 =6×90/10=54.8cm 2，即h=5.48cm ，

即选用[10槽钢可以满足施工要求。

(3) 钢抱箍承重验算

①荷载计算：

盖梁、钢模分配梁、施工活荷载等自重：P1=53.85×15.5*2=1669.4KN，

主梁（I40a）自重P2=2×12×67.3×9.8=16KN，

荷载组合：P=P1+P2 =1669.4+16=1685.4KN，

则分配到每个抱箍上的荷载Q=P/2=842.7KN；

②螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=842.7kN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：

M24螺栓的允许承载力：

[NL]=Pμn/K

式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;

μ---摩擦系数，取0.4；

n---传力接触面数目，取1；

K---安全系数，取1.7。

则：[NL]= 225×0.4×1/1.7=52.9kN

螺栓数目m计算：

m=N’/[NL]=842.7/52.9=15.9≈16个，取计算截面上的螺栓数目m=24个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：

P′=N/15=842.7/24=35.1KN<[NL]=52.9kN

故能承担所要求的荷载。

③螺栓轴向受拉计算

钢抱箍与立柱之间夹垫6mm厚黑橡胶皮，橡胶与钢抱箍用万能胶紧密粘合。计算摩阻力系数取橡胶与混凝土磨擦系数，μ=0.4。

抱箍产生的压力Pb= Q/μ=842.7kN/0.4=2160.8kN由高强螺栓承担。

则：N’=Pb=2160.8kN

抱箍的压力由24条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为

N1=Pb/24=2160.8kN /24=90kN<[S]=225kN

σ=N”/A= N′（1-0.4m1/m）/A

式中：N′---轴心力

m1---所有螺栓数目，取：24个

A---高强螺栓截面积，A=4.52cm2

σ=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=2160.8×(1-0.4×24/16)/24×4.52×10-4 =79.7MPa＜[σ]=200MPa

故高强螺栓满足强度要求,满足《钢结构设计规范》中的强度要求；

④求螺栓需要的力矩M

1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1

u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数

L1=0.015力臂

M1=0.15×108×0.015=0.243KN.m

2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°

M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2

[式中L2=0.011 (L2为力臂)]

=0.15×108×cos10°×0.011+108×sin10°×0.011

=0.382KN·m

M=M1+M2=0.243+0.382=0.537(KN·m)

=62.5(kg·m)

所以要求螺栓的扭紧力矩M≥55(kg·m), 故采用24条M24高强螺栓满足《钢结构设计规范》中的扭力矩要求；

3）抱箍的应力计算：

拉力P1=10N1=10×108=1080（KN）

抱箍壁采用面板δ16mm的钢板，抱箍高度为0.5m。

则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.016×0.5=0.008(m2)

σ=P1/S1=1080/0.008=135(MPa)＜170Mpa, 满足《钢结构设计规范》中的强度要求；

(4) 对拉螺杆强度验算

盖梁侧模采用φ20圆钢加工对拉螺杆，安装间距d=40cm，在模板上、下布置两层，验算以下层螺杆为抗拉强度验算对象

①荷载计算：

混凝土侧压力：q1=1/3γd·H2=1/3×26×0.4×1.72=10.0KN，

混凝土振捣及倾倒产生的附加压力：q2=8.0×0.4×1.7=5.4KN，荷载组合：q=q1+q2=10+5.4=15.4KN。

②对拉螺杆强度验算：

σD=q/S D=15.4×103/(π×82×10-6)=76.6MPa<[σs]L=170MPa，

即对拉螺杆强度满足施工使用要求。