钢包箍验算Word格式文档下载.doc
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2、连接板上螺栓的排列
抱箍上的连接螺栓,其预拉力必须能够保证抱箍与PHC管桩间的摩擦力能可靠地传递荷载。
因此,要有足够数量的螺栓来保证预拉力。
3、抱箍
采用两块半圆弧型钢板(板厚t=10mm)制成,抱箍高25cm,采用4根M22高强螺栓连接。
抱箍紧箍在PHC管桩上产生摩擦力提供上部结构的支承反力,是主要的支承受力结构。
二、验算说明
1、计算原则
(1)在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。
(2)综合考虑结构的安全性。
(3)采取比较符合实际的力学模型。
(4)尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。
1、对部分结构的不均布,不对称性采用较大的均布荷载。
2、本计算未扣除PHC管桩承担的桩帽砼重量。
以做安全储备。
三、抱箍稳定性验算
1、荷载计算
(1)桩帽砼自重:
G1=5.2m3×
26kN/m3=135.2kN
(2)模板及支撑系统自重:
G2=10kN(估计值)
(3)施工荷载:
G3=0.5kN
(4)倾倒混凝土产生的冲击荷载:
G4=4Kpa×
3.6×
0.1×
2=2.88kN
(5)振捣混凝土产生的荷载:
G5=2Kpa×
2=1.44kN
槽钢纵梁上的总荷载:
GH=G1+G2+G3+G4+G5=135.2+10+0.5+2.88+1.44=150.02kN
qH=150.02/3.6=41.7KN/m由于采用两根[20槽钢作为承重纵梁,则作用在单根槽钢上的均布荷载qH’=41.7/2=20.84kN/m
2、力学模型
如图2所示。
(一)抱箍承载力计算
每个桩帽按PHC管桩设两个抱箍体支承上部荷载,由上面的计算可知:
支座反力RA=RB=GH/2=150.02/2=75.01KN
以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算,该值即为抱箍体需产生的摩擦力。
2、抱箍受力计算
(1)螺栓数目计算
抱箍体需承受的竖向压力N=75.01kN抱箍所受的竖向压力由M22高强螺栓的抗剪力产生,M22高强螺栓的允许抗剪力:
[NL]=Pμn/K
式中:
P---高强螺栓的预拉力,取190kN;
μ---摩擦系数,取0.3;
n---传力接触面数目,取1;
K---安全系数,取1.7。
则:
[NL]=190×
0.3×
1/1.7=33.5kN
螺栓数目m计算:
m=N’/[NL]=107.2/33.5=3.2≈3个,取计算截面上的螺栓数目m=4个。
则每条高强螺栓提供的抗剪力:
P′=N/4=75.01/4=25KN<[NL]=33.5kN
故能承担所要求的荷载。
(2)螺栓轴向受拉计算
砼与硬质橡胶之间的摩擦系数取μ=0.7计算抱箍产生的压力Pb=N/μ=75.01kN/0.7=107.2kN由高强螺栓承担。
则:
N’=Pb=107.2kN抱箍的压力由4条M22的高强螺栓的拉力产生。
即每条螺栓拉力为N1=Pb/4=107.2kN/4=26.8kN<
[S]=190kN
σ=N”/A=N′(1-0.4m1/m)/A
N′---轴心力
m1---所有螺栓数目,取:
8个
A---高强螺栓截面积,A=3.80cm2
σ=N”/A=Pb(1-0.4m1/m)/A=107.2×
103×
(1-0.4×
4/8)/8
×
3.8×
102=7.05MPa<[σ]=140MPa
故高强螺栓满足强度要求。
(二)抱箍体的应力计算:
1、抱箍壁为受拉产生拉应力拉力P1=12N1=12×
25=300(KN)
抱箍壁采用面板δ10mm的钢板,抱箍高度为0.25m。
则抱箍壁的纵向截面积:
S1=0.01×
0.25=0.0025(m2)
σ=P1/S1=300×
103/0.0025×
106=120(MPa)<[σ]=140MPa
满足设计要求。
2、抱箍体剪应力
查《路桥施工计算手册》第177页:
A3钢材容许剪应力[τ]=85MPa,容许弯曲应力[σW]=145MPa
抱箍体所受剪应力τ=(1/2RA)/(2S1)=(1/2×
75.01)×
103/(2×
0.0025)×
106=7.5MPa<
[τ]=85MPa
3、抱箍体弯曲应力
根据第四强度理论:
抱箍体所受弯曲应力
σW=(σ2+3τ2)1/2=(1202+3×
7.52)1/2=120.7MPa<
[σW]=145MPa
满足强度要求。
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