支墩設(shè)計(jì)手冊(cè)

數(shù)寧世期刊O-IGITALPERIOCICAL數(shù)寧世期刊O-IGITALPERIOCICALDISTRICTHEATING1999年第2期No21999架空熱力管道支架簡化計(jì)算圖冊(cè)》增補(bǔ)冊(cè)內(nèi)容介紹王希杰熱力管道支架簡算圖冊(cè)自97年4月由科技文獻(xiàn)出版社出版，至今已有年余，我又對(duì)此書進(jìn)行了詳校復(fù)核，發(fā)現(xiàn)該書尚有兩點(diǎn)不足：1.固定支架剪扭計(jì)算部分：相關(guān)圖篇幅還顯不足，應(yīng)予增補(bǔ)；在剪扭計(jì)算方法上存有缺欠，且可再簡化。2.在支架柱配筋圖上，有少數(shù)相關(guān)曲線出現(xiàn)雙排筋，不夠經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)當(dāng)修改。為了使圖冊(cè)內(nèi)容更完善，以利同志們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)使用，特作了增補(bǔ)圖及計(jì)算例題。一、增補(bǔ)內(nèi)容1?鋼筋最大抗扭力T 圖：包括箍筋6、8、10、12，箍筋間距筋max75?250mm，共8圖8頁。支架柱縱筋為6屮20,箍筋屮12間距為75?250mm之鋼筋抗扭力T筋圖，共8圖8頁。支架柱箍筋為屮12的箍筋抗剪力V箍圖，計(jì)1圖1頁。修改后的固定支架柱配筋圖包括：As=f(f)②?⑤圖，共4圖4頁。As=f(f)④'、⑤'圖，共2圖1頁。以上共增補(bǔ)23圖合計(jì)22頁。二、增補(bǔ)圖采用的計(jì)算公式及編制方法增補(bǔ)圖按在大集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件編制，其適用條件為：1?構(gòu)件截面的剪跨比入=3。砼受扭承載力降低系數(shù)P=1.0。3?縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比Z按實(shí)際計(jì)算值。最佳Z值范圍為1.7?0.6,對(duì)于在相關(guān)曲線右上方的直線段(即Z<0.6,而采用Z=0.6)本圖冊(cè)對(duì)此段直線不予采用。制圖的固定條件：砼強(qiáng)度等級(jí)為C20。2?鋼筋：縱筋為II級(jí)鋼筋，箍筋為I級(jí)鋼筋。主筋保護(hù)層厚25mm。3?構(gòu)件截面：按常用的矩形截面，其最大高寬比h/b不宜大于3。I?鋼筋最大抗扭力T圖筋max制圖公式：制圖公式：式中：z——縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比，最大Z=1.7；f——箍筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，1級(jí)鋼筋f=210N/mm2；yvyvA——受扭計(jì)算中箍筋的單肢截面積，mm2；stIA——砼截面核芯部分面積，A=（b－50）（h－50）,mm2；corcorS 箍肋中至中間距，mm。將上面各定值代入上式后，可得以下簡化式：鋼筋最大抗扭力T筋丿Z筋max據(jù)T肋max式可求得箍屮6?12,S=75?250mm之下砼構(gòu)件各種截面的T值，并繪出T 圖（代表圖號(hào)：T圖⑤、⑦）。丫廠鋼筋抗扭力T筋圖（縱筋6屮20、箍筋&12）按T公式，將縱筋6屮20的Aatl=1885mm2，箍筋12A=113.1mm2,筋 stI代入Z二、如九|出?’，式中砼芯周長|Jcor=2［（b—50）+（h—50）］，先求得z值，然后再按T筋式求得T筋值，最后繪出構(gòu)件在各種不同截面、不同箍筋與間距下的鋼筋抗扭力相關(guān)圖。增補(bǔ)上述T筋圖是專為解決承受大扭矩固定支架而繪制的。其圖號(hào)按原圖冊(cè)圖號(hào)續(xù)編之（代表圖號(hào)：T圖｛27｝）。III?箍筋抗剪力V箍圖（箍筋屮12,S=75?250）式中：f——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；yvA——箍筋的雙肢截面積；svS——箍筋的中到中間距；h——砼截面的有效高度（代表圖號(hào)V箍圖4）。0W.固定支架A=-f（f）圖計(jì)算公式及參數(shù)取值見原圖冊(cè)說明，本文略。修改之A=f（f）圖號(hào)同s原圖冊(cè)號(hào)（代表圖號(hào)：A=f（f）圖②、④'、⑤‘）。s三、計(jì)算例題與說明本文的計(jì)算例題是專對(duì)固定支架剪扭計(jì)算而編設(shè)的，并針對(duì)其受力與配筋的特點(diǎn)，按照采用不同的增強(qiáng)構(gòu)件抗剪扭能力的方法進(jìn)行對(duì)比，以尋求最佳解決方案，這是筆者在設(shè)計(jì)支架工作中的探索，謬誤恐在所難免，今介紹于后，與同行共同研討，以期獲得設(shè)計(jì)水平的不斷提高。柱型固定支架的特點(diǎn)是：承受外力大而多，且都作用于柱頂；支架的抗扭、抗剪能力又很弱。因此，支架的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)其所受力、力矩的大小與不同的組合，而采用不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。在變截面柱的截面及配筋已定的情況下，支架的設(shè)計(jì)原則是：

1?先求柱頂?shù)目v箍筋配筋強(qiáng)度比z，當(dāng)Z$1.7時(shí)，即可利用鋼筋最大抗扭力T 砼截面抗扭力T之和T，來復(fù)核其抗扭，此法不需筋max＋ 砼 總計(jì)算。最為簡捷。2?若T、<扭矩M時(shí)，增強(qiáng)柱頂抗扭能力的原則是：第一增大柱頂截總 y面；第二增強(qiáng)箍筋；第三，只有在z<1.7時(shí)，才可加大縱筋，否則，再加大縱筋也不起作用。在前圖冊(cè)例題中就有第三種情況發(fā)生，在此特表更正。［例1］:一固定支架，地面以上支架凈高H3=3m，其受力情況如右圖所示，試設(shè)計(jì)此支架。解：1.確定支架柱截面與配筋，對(duì)f二一10kN不予考慮。y1） 據(jù)f=20kN，H=3m,查P38As=f（f）1圖得：x3支架基底埋深h=1.9m，柱根插深H=0.55m，柱截面300X600mm，則o1支架柱長H=3+1.9—0.35=4.55m。2） 求柱單面配筋量A及柱頂截面高h(yuǎn)1：s據(jù)f=20kN,H=4.55m由P38圖得:A=6.3cm2,用變截面柱h1取400mm，xs柱單面配筋3申18,As=7.63cm2。因y軸扭矩大，箍筋用屮12，柱頂加密區(qū)長==1.44m，取1.2m，加密區(qū)用屮12@100，其余@200。2?復(fù)核支架抗剪扭：驗(yàn)算截面位置：柱頂。截面尺寸：300X400。1） 抗剪：查P102得V=24.4kN>20kN，箍筋不承受剪力。砼2） 抗扭：查P93得T「5.2kN?m用T筋圖｛27｝復(fù)核鋼筋抗扭力（標(biāo)準(zhǔn)：縱筋6屮20AJ18.85cm2,箍筋屮12@100,A=1.13cm2）,據(jù)截面300X400得T筋=3*5kN?m，查TstI筋max圖7，柱頂300X400，Acor=（30—5）（40—5）=875cm2，得T筋=32.5kN?m=T，可。max 筋"本例縱筋為6屮18A=15.27cm2<18.85cm2（標(biāo)準(zhǔn)），其T筋值應(yīng)予改stl正，改正系數(shù)p=<Rxm緯1.111則T筋實(shí)=15.27/18.85X32.5X1.111二29.25kN?m<T，可。筋max柱頂總抗扭力T=29.25+5.2總=34.45kN?m>30，可。驗(yàn)證：本例卩=2(25+35)=120cmcor12A=1.13cm2stI=1.662<1.731。D27k10

210x1.13x12Q=1.662<1.7因?qū)嶋Hz<1.7，故T筋實(shí)<T結(jié)論：1?在Z<1.7時(shí)，應(yīng)用實(shí)際縱筋與標(biāo)圖縱筋截面積的不同，進(jìn)行鋼筋抗扭力T筋值的改正計(jì)算。［例2］:將［例1］中的fx改為40kN，其余不變，再設(shè)計(jì)此支架。解：［例1］所求之H=4.55m，柱根截面300X600不變。求柱單面配筋量As及柱頂截面高h(yuǎn):因f增大，故采用等截面柱，即h=600mmx1據(jù)f=40kN,H=4.55mm，柱截面300X600,由P38圖得：xA=13.4cm2，配筋2屮25+1屮22A=13.62cm2，柱兩側(cè)各增1屮16,ssA=2.01cm2，總配筋量A=2（13.62+2.01）=31.26cm2s stl箍筋：全柱用屮10@100復(fù)核抗剪扭：1） 抗剪：查P102得：V=38kN，箍筋承受剪力=40—38=2kN，很小,砼不計(jì)。2） 抗扭：查P93得，T=8.6kN?m,按截面300X600，實(shí)配筋砼Astl=31.26cm2箍筋申10@100,A=0.785cm2,pcor二申2（25+55）=160cm,先求Z:stIrf心_310x31.26x10210xo,785x160 3.67>1.7，應(yīng)用T復(fù)核筋max查T圖⑤，據(jù)A=25X55筋max cor=1375cm2，得T=35.5kN?m支架總抗扭力T總=35.5+8.6=44.1kN?m>30kN?m，可。假若再按改正T值法計(jì)算，將會(huì)出現(xiàn)下述不合理情況。查P91，按截面300X600得T=26.4kN?m（縱筋為4屮16，筋A(yù)=8.04cm2）stl則b= T.gVT6 ，T筋實(shí)=31.26/8.04X26.4X0.507=52.04kN?m>T“=35.5kN?m,不允許。筋max(T結(jié)論：2?當(dāng)柱的縱筋截面積很大時(shí)，應(yīng)先求Z值，當(dāng)Z>1.7時(shí),T筋max值即為(T筋max鋼筋實(shí)際抗扭力值，應(yīng)查T筋圖求解，此法最簡捷、正確。筋max［例3］：將［例2］中My改為55kN?m,再設(shè)計(jì)此支架，已知［例2］之H=4.55m,總配筋為2（2屮25+1屮22+1屮16）,Aj31.26cm2。1.復(fù)核抗剪：抗剪無問題。箍筋不承受剪力作用。2?復(fù)核抗扭：等截面柱300X600,箍筋10@100,縱筋總截面積A=31.26cm2stl已知：T=8.6kN?m,砼T=35.5kN?m,T=44.1kN?m筋max 總<M=55kN?my求：用何種方法增大支架抗扭力為宜?I法：增大柱截面：由300X600,變?yōu)?50X600,由［例2］可知抗剪更無問題。復(fù)核抗扭：查P93得T=17.5kN?m,據(jù)A=40X55=2200cm2砼 cor查T圖5得，T=56kN?m,因A=31.26cm2>8.04cm2（4屮16）,筋max 筋max stl故應(yīng)用T值。筋maxT「56+17.5=73.5kN?m>My=55kN?m,可。II’法：增強(qiáng)箍筋：用屮12@100，柱截面及配筋不變。1） 查P93得T砼=8.6kN?m,2） 求Z =2（25+cor31Qx3k26x1Q55）=160cm,屮12Astl=1.13cm2,'一210xi.13x=2.55>1.73） 據(jù)A=25X55=1375cm2，查T圖7得T=51kN?m,T=51cor 筋max 筋max 總+8.6=59.6kN?m>M=55kN?m,可。對(duì)I、II兩法分析結(jié)果：以I法較為經(jīng)濟(jì)合理。結(jié)論：3.當(dāng)構(gòu)件總抗扭力T,<M時(shí)，最佳解決方法是：第一增大構(gòu)件截面；其次是增強(qiáng)箍；第三，只有當(dāng)Z<1.7時(shí)，才可以增大縱筋，否則，再增大縱筋,也不會(huì)有增大T筋之效果。［例4］：一門型固定支架，地面以上支架高H3=2.5m，承受外力為：f=120kN，扭矩M=50kN?m，試設(shè)計(jì)此支架。解：可視扭矩為作用在門架上的力偶矩，門架每肢承受50kN?m彎矩，門架每肢承受推力60kN。1?定門架基底埋深h及肢長H：查P39得：h=2.1m,肢插深H=0.55m則肢長H=2.5+2.1－0.35=4.25m基礎(chǔ)頂面以上門架肢高H=4.25－0.55=3.7m化扭矩為肢頂x軸水平推力fTX=50kN?m/3.7m=13.5kNx軸總水平推力工f=60+13.5=73.5kN，按75kN。x求肢截面及配筋：查P39得：肢根截面350X700,單面配筋A(yù)=20cm2，配4屮25sA=19.64cm2,因h>600,故肢兩側(cè)各配1屮16縱筋，每肢總配筋8屮25+s2屮16,A=39.27+4.02=43.29cm2stl肢頂截面取350X350,箍筋屮8@100,加密區(qū)長=4.25/4=1.06m,取1.1m，其余屮8@200復(fù)核肢頂抗剪：肢頂截面350X350,查P102得：V=24.2kN砼查P104，據(jù)屮8@100得，V=83kN肢頂總抗剪力箍V=83+24.2=107.2kN>75kN,可?？倧?fù)核變箍點(diǎn)抗剪：變箍點(diǎn)截面高=350+126=476mmT

查P102，得：V砼=34.2kN查P104，據(jù)（p8@200得V=58kN箍變箍點(diǎn)總抗剪力V=34.2+58=92.2kN>75kN，可?？係更.MNPBSi占;riEX丁疆iKinii'遲2叫|上I!;.爺浮曹一3lria_匪曰眉矍帀喘s^SLgLP3商=旦p=r3；ik；f：mHinnmuiisuiii二!!P呂;：：!uT*iE1"Si'-uijjiiBii惱itUEifiiLii］證eia?呻曜型建ME!刪朋il￡!gED亍岀去iElMiHERl世頁汕口lIFJSiEliHM衛(wèi)］率晝趟畫溜i：靛匣冋直追迴EI通li51「i=EiiT泅右風(fēng)宙!世魚雖曲陸$曰卩詔■tElifii刃Iili:,n!nu評(píng)卅弓巧電ma-BfFH 一蘭曇顫■豈V奩茨MEi?巫臨器需Lii迥矗善ILITi三丘WiiTf■弓呂”|祐皿ii口壬三三占0llT揃e一.?尊Ii藪霞iLflHJi_iriji.~iT-11-StrBBJS瞿翳fB:=■■p::urr..-EL4AM⑺転耳ik;I-----■-■■"iijjh'n迂卡3SFiT'F;』HKEWS一￡一些毎￡rr?H!一IM-■??：1UUP.1艷id鹽互區(qū)武:待選號(hào)蓋譽(yù)益網(wǎng)、遊趣卿Ii討‘，吧;■ii：?j1址d<"1IJ1i>JiaLjJlr.-祠iiElimi印￡：［in1團(tuán)■Hr.'l5"||71!■fcrIMIII,^H"■!!p■-1;rt'IIII!lk汀4』l;rl4^?.105?邸醪