支墩設計手冊

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算圖冊》增補冊內容介紹王希杰熱力管道支架簡算圖冊自97年4月由科技文獻出版社出版，至今已有年余，我又對此書進行了詳校復核，發(fā)現(xiàn)該書尚有兩點不足：1.固定支架剪扭計算部分：相關圖篇幅還顯不足，應予增補；在剪扭計算方法上存有缺欠，且可再簡化。2.在支架柱配筋圖上，有少數(shù)相關曲線出現(xiàn)雙排筋，不夠經(jīng)濟合理，應當修改。為了使圖冊內容更完善，以利同志們設計時使用，特作了增補圖及計算例題。一、增補內容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23圖合計22頁。二、增補圖采用的計算公式及編制方法增補圖按在大集中荷載作用下的剪扭構件編制，其適用條件為：1?構件截面的剪跨比入=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度比Z按實際計算值。最佳Z值范圍為1.7?0.6,對于在相關曲線右上方的直線段(即Z<0.6,而采用Z=0.6)本圖冊對此段直線不予采用。制圖的固定條件：砼強度等級為C20。2?鋼筋：縱筋為II級鋼筋，箍筋為I級鋼筋。主筋保護層厚25mm。3?構件截面：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度比，最大Z=1.7；f——箍筋的設計強度，1級鋼筋f=210N/mm2；yvyvA——受扭計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之下砼構件各種截面的T值，并繪出T 圖（代表圖號：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，最后繪出構件在各種不同截面、不同箍筋與間距下的鋼筋抗扭力相關圖。增補上述T筋圖是專為解決承受大扭矩固定支架而繪制的。其圖號按原圖冊圖號續(xù)編之（代表圖號：T圖｛27｝）。III?箍筋抗剪力V箍圖（箍筋屮12,S=75?250）式中：f——箍筋抗拉強度設計值；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V箍圖4）。0W.固定支架A=-f（f）圖計算公式及參數(shù)取值見原圖冊說明，本文略。修改之A=f（f）圖號同s原圖冊號（代表圖號：A=f（f）圖②、④'、⑤‘）。s三、計算例題與說明本文的計算例題是專對固定支架剪扭計算而編設的，并針對其受力與配筋的特點，按照采用不同的增強構件抗剪扭能力的方法進行對比，以尋求最佳解決方案，這是筆者在設計支架工作中的探索，謬誤恐在所難免，今介紹于后，與同行共同研討，以期獲得設計水平的不斷提高。柱型固定支架的特點是：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，支架的設計應根據(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行設計。在變截面柱的截面及配筋已定的情況下，支架的設計原則是：

1?先求柱頂?shù)目v箍筋配筋強度比z，當Z$1.7時，即可利用鋼筋最大抗扭力T 砼截面抗扭力T之和T，來復核其抗扭，此法不需筋max＋ 砼 總計算。最為簡捷。2?若T、<扭矩M時，增強柱頂抗扭能力的原則是：第一增大柱頂截總 y面；第二增強箍筋；第三，只有在z<1.7時，才可加大縱筋，否則，再加大縱筋也不起作用。在前圖冊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，試設計此支架。解：1.確定支架柱截面與配筋，對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h1：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?復核支架抗剪扭：驗算截面位置：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｝復核鋼筋抗扭力（標準：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（標準），其T筋值應予改stl正，改正系數(shù)p=<Rxm緯1.111則T筋實=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。驗證：本例卩=2(25+35)=120cmcor12A=1.13cm2stI=1.662<1.731。D27k10

210x1.13x12Q=1.662<1.7因實際z<1.7，故T筋實<T結論：1?在Z<1.7時，應用實際縱筋與標圖縱筋截面積的不同，進行鋼筋抗扭力T筋值的改正計算。［例2］:將［例1］中的fx改為40kN，其余不變，再設計此支架。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: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。2） 抗扭：查P93得，T=8.6kN?m,按截面300X600，實配筋砼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，應用T復核筋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值法計算，將會出現(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=8.04cm2）stl則b= T.gVT6 ，T筋實=31.26/8.04X26.4X0.507=52.04kN?m>T“=35.5kN?m,不允許。筋max(T結論：2?當柱的縱筋截面積很大時，應先求Z值，當Z>1.7時,T筋max值即為(T筋max鋼筋實際抗扭力值，應查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,再設計此支架，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.復核抗剪：抗剪無問題。箍筋不承受剪力作用。2?復核抗扭：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故應用T值。筋maxT「56+17.5=73.5kN?m>My=55kN?m,可。II’法：增強箍筋：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I、II兩法分析結果：以I法較為經(jīng)濟合理。結論：3.當構件總抗扭力T,<M時，最佳解決方法是：第一增大構件截面；其次是增強箍；第三，只有當Z<1.7時，才可以增大縱筋，否則，再增大縱筋,也不會有增大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，試設計此支架。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=20cm2，配4屮25sA=19.64cm2,因h>600,故肢兩側各配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。總復核變箍點抗剪：變箍點截面高=350+126=476mmT

查P102，得：V砼=34.2kN查P104，據(jù)（p8@200得V=58kN箍變箍點總抗剪力V=34.2+58=92.2kN>75kN，可。總S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泅右風宙!世魚雖曲陸$曰卩詔■tElifii刃Iili:,n!nu評卅弓巧電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:待選號蓋譽益網(wǎng)、遊趣卿Ii討‘，吧;■ii：?j1址d<"1IJ1i>JiaLjJlr.-祠iiElimi印￡：［in1團■Hr.'l5"||71!■fcrIMIII,^H"■!!p■-1;rt'IIII!lk汀4』l;rl4^?.105?邸醪