变截面预制柱一点起吊的吊装验算

更新时间:2023-12-23 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:5907 浏览:20096

摘 要 :钢筋混凝土预制柱,除了要对使用阶段的强度进行计算外,还必须对吊装、运输过程的强度和裂缝宽度进行验算.本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的要求,介绍变截面预制柱一点起吊的强度和裂缝宽度验算方法,供从事建筑施工的技术人员参考.

关 键 词 :预制柱 吊装 强度验算 裂缝宽度验算

单层工业厂房常采用钢筋混凝土预制柱.预制柱除了必须进行使用阶段的强度计算外,还必须按照吊装、运输时的实际受力情况和混凝土的实际强度(为了加快建设速度,往往在混凝土达到设计强度80%时就进行吊装),进行吊装和运输时的强度和裂缝宽度验算.

一、强度验算

变截面柱一般采用一点起吊,当柱子不太长时,吊点位置通常设在柱牛腿根部.强度验算时,按带悬臂的简支梁进行内力分析(图1).根据现行《混凝土结构设计规范》的要求,内力分析时,对构件自重须考虑1.5的动力系数.强度验算时,按双筋矩形截面计算截面强度,计算公式为

Mu等于Ay(h0 - as′)≥M (1)

式中Mu、M――分别为截面所能承受的弯矩和弯矩设计值,

As――截面的受拉钢筋截面面积,

fy ――钢筋的抗拉强度设计值,

h0 ――截面的有效高度,

as′――受压钢筋的重心至截面外边缘的距离.

二、裂缝宽度验算

规范规定:柱子的最大裂缝宽度,在一般情况下应控制在0.3mm以内.为了简化计算,可通过控制钢筋应力和直径的方法来间接控制裂缝宽度.吊装验算的钢筋应力бs可近似地按下式计算:

式中M――吊装阶段出现于构件中的最大弯矩设计值(按标准自重乘动力系数求得),

h0――柱截面的有效高度,

A――受拉钢筋的截面积,

бs――不须验算裂缝宽度的钢筋最大允许应力,它和钢筋的直径有关.为了方便起见,此处近似取бs等于160N/mm2(I级钢筋)或200 N/mm2(Ⅱ级钢筋).

三、计算实例

某厂房柱,几何尺寸、配筋如图2所示,采用一点平吊起吊,吊点设在离柱顶4.0m处,混凝土强度等级为C20(吊装时达到设计的强度等级),钢筋用Ⅱ级,试验算吊装时的强度和抗裂度.


解:1、荷载计算

计算时柱子的计算长度应按实际长度考虑,即需将柱子插入基础杯口的长度也计入.现取该长度为下柱的截面高度,即取600mm,故柱子全长为:3300+7500+600等于11400mm.

上柱截面为b×h等于0.4m×0.4m,所以标准自重为

下柱H型截面积经计得为0.1275m2,所以标准自重为

牛腿处标准自重为

考虑1.5的动力系数后的计算荷载为

2.内力计算:三个控制截面B、C、D的弯矩值分别为

计算MD时应先求最大弯矩发生的位置(剪力为0处):

由ΣMB 等于0得

解上述方程得 RA等于10.98KN

设最大弯矩发生在距A支座为x的截面上,则

4.吊装时裂缝宽度验算

(1)上柱:钢筋应力为

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