钢筋笼吊装验算
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5#、6#墩桩基钢筋笼吊装验算
5#墩桩基长度为33.5m,6#墩桩基长度为37m,钢筋笼主筋为HRB400φ16的钢筋,螺旋筋为HPB300φ10钢筋;单节钢筋笼最重0.58t,5#墩桩基钢筋笼整体为2.15t,6#墩桩基钢筋笼整体为2.38t。
本次简算对象为5#、6#墩钻孔灌注桩桩身钢筋笼的吊装受力情况,主要简算以下几个方面:
1. 钢筋笼吊装吊点选择。
2. 加劲箍焊缝长度简算。
3. 钢丝绳选用及简算。
4. 横吊梁受力简算。
5. 横担选取与简算。
1.钢筋笼吊装吊点选择
吊点位置的确定合理与否直接关系到起吊的安全,因此吊点位置的确定是吊装过程的一个关键步骤,根据弯矩平衡原理,正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理,钢筋笼吊点位置计算如下:
+M=-M
其中11+=2Mql2
-M=218ql2-112ql2
q为分布荷载,M为弯矩
故L2=2√2L1,又2L1+L2=9m;得L1=1.86m,L2=5.28m
结合加强筋所在的位置,对吊点位置B、C进行调整,详细调整如下:根据现场实际情况和加强箍的位置,取L1=2m,L2=5m。
弯矩图 因此,选取B、C两点起吊时弯矩最小,实际吊装过程中B点为主吊钩位置, C点是副钩起吊位置。
2卡环选用及简算
以钻孔灌注桩钢筋笼最大结构形式为例,当桩基钢筋笼顶笼焊接完毕,抽出横担时吊装受力最重,为2.38t,根据吊车吊装性能简图(见附图),选用25t吊车。
水平吊装时,选用4个卡环,竖直吊装时2个卡环受力,单个卡环最大承受得力为2.38/2=1.19t
根据《建筑施工计算手册》第705页可知,可以取型号1.2、销子直径为18.5mm的卡环。
3加筋箍焊缝长度简算
当竖直起吊时,加筋箍两点受力,所承受的拉力最大,为:2.38×9.8/2=11.7KN
查《建筑施工手册》可知,当力垂直于焊缝时,采用N/helw≤Btfwt ,焊缝厚度取0.3d(0.3×16=4.8mm),查表2-51可知fwt=200N/mm²。
N-钢筋拉力
he=焊缝厚度
lw=焊缝长度,对每条焊缝取其实际长度减去10mm。
fwt=焊缝强度设计值
Bt=正面焊缝强度增大系数,对于承受静力荷载取1.22。
由上述公式可得:11.7×103/(4.8×lw)≤200×1.22
lw≥11700/(4.8×200×1.22)≈10mm
实际操作中由于操作因素及钢筋受力条件的差异,取30mm进行控制,满足抗拉要求。
4钢丝绳选用及简算
钢丝绳允许拉力[Fg]=αFg/K,
[Fg]-钢丝绳的允许张力(KN); Fg-钢丝绳的钢丝破断拉力总和(KN);
α-换算系数,K-钢丝绳的安全系数。
按最大重量钢筋笼进行检算,现场吊装时,钢丝绳和横吊梁之间的夹角控制在60°~90°之间,取最不利角度60°,此时单根钢丝绳承受的拉力:(2.38×9.8)/(2×sin60°)=13.47KN。
图4.1
拟选用Φ15,6X37钢丝绳,公称抗拉强度为1400N/mm²。
钢丝绳的容许拉力[Fg]=αFg/K,
荷载不均匀系数α=0.82,
钢丝绳使用安全系数K=7(作吊索,又绕曲时K=6~8)
查表知,钢丝绳的破断拉力总和为Fg=119.5KN,[Fg]=13.998KN>13.47KN,满足要求。
5横吊梁受力简算
采用无缝钢管横吊梁,吊重2.38t,见图4.1,取吊索和横梁夹角为60°。
梁承受的水平分力为F=2.38*9.8*cos60°=11.662KN。
取φ152mm,壁厚t=10mm无缝钢管,属性如下:
细长比λ=μL/i=150/5.03=29.8
查建筑施工计算手册 附表2-57,得:稳定系数=0.963。
取安全系数K=2.5,86.671.4461963.01166205.2AFKN/mm2<[f]=215N/mm2(安全)
6横担选取与简算
型钢相关特性
1. 型钢受力分析
现拟选用10型号槽钢(2根);截面面积:12.7cm2,单位重量:10kg/m=98N/m,截面模数W=39.7cm3,惯性矩i=198cm4 弹性模量E=2.06e11pa,塑性发展系数:y=1.05,动载系数:1.4(恒载系数:1.2),腰厚度:t=8.5mm,半截面静距:S=23.5cm3
工字钢单点集中荷载为1/4总荷载,
即KNPF16.844.18.9*38.24(1.4为动载系数)。
型钢自重均布荷载q=0.098(KN/m)。
根据弯矩公式
m049.082098.08q221•KNLM
q:均布荷载;
L:钢筋笼支点跨度;
m448.23.016.8a2•KNFM
F:集中荷载
a:集中力距支点距离
最大弯矩:M=M1+M2=2.497KN•m 弯曲正应力:2mm9.593970005.12497000yNWM
σ=59.9N/mm2<设计强度(Q235型钢抗弯设计值)215N/mm2
满足要求!
弯曲剪应力:2mm39.115.81980000235008160itNFS
τ=11.39N/mm2<设计强度(Q235型钢抗剪设计值)120N/mm2
满足要求!
挠度设计值:[v]=L/250=8mm。根据《实用建筑结构静力计算手册》得:
mm15.23004200031980000206000243008160a4324Eia2222)()(LF
2.15mm<=8mm
满足要求!
附图 吊车吊装简图