一种可拆卸抗浮拉杆及其设计方法与流程

本发明涉及建筑施工，具体涉及一种可拆卸抗浮拉杆及其设计方法。

背景技术：

1、随着我国经济的快速发展，物流行业快速兴起，企业对大型仓库的需求也越来越多。这些大型仓库为了输送物资方便往往需要较大的空间和较大的柱间距。同时在大型仓库中货物的放置位置和重量存在不确定性。为了保证大型仓库结构的安全性和实用性，同时考虑楼板自重和经济的基础上，近些年无机复合芯模空心楼板被逐步应用于大型仓库的建设当中。

2、无机复合芯模空心楼板主要由肋梁、芯模、面板和底板组成，由于芯模的容重远远小于混凝土的容重，所以在浇筑混凝土时需要对芯模采取抗浮措施，以保证芯模在浇筑混凝土过程中不发生上浮，同时保证面板和底板的厚度符合设计要求。

3、目前对于芯模的抗浮措施有多种形式，在文献【聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼盖在地下车库中的应用与实践[j].四川建筑】中提出了设置直径为12mm的抗浮钢筋，并将抗浮钢筋利用拉筋与板底钢筋进行连接。文献【超高层建筑现浇混凝土空心楼盖施工技术[j].砖】同样提出了在芯模顶部平行设置2根直径为10mm的通长抗浮钢筋，并采用14号铁丝按间距600mm×600mm将抗浮钢筋与板底筋进行拉紧固定的施工方案。类似设置抗浮钢筋施工方案的还有很多研究。而文献【现浇混凝土空心楼盖内模的定位与抗浮体系研究与应用[j].建筑安全】提出了抗浮压筋和定位抗浮一体支架两种施工方案，并对两种施工方案进行了经济效益对比，最终得出定位抗浮一体支架具有较高的施工效率和经济效益。综上所述，目前关于空心楼盖芯模抗浮施工的措施主要是采用抗浮压筋。

4、但是在这种设置抗浮压筋的施工方法中需要设置上部两根通长的抗浮压筋和连接板底钢筋的四根竖向钢丝，一方面设置抗浮压筋和竖向钢丝增加了材料用量，另一方面芯模侧面有肋梁的存在导致竖向钢丝的施工空间狭小、施工效率低，所以该抗浮措施在材料用量和施工效率上有待进一步优化和改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可拆卸抗浮拉杆及其设计方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可拆卸抗浮拉杆，包括圆环状的端帽底板、位于端帽底板上端且为圆形的端帽顶板、用于连接端帽底板和端帽顶板的端帽侧板，以及设置在端帽侧板内壁上的端帽肋，所述端帽肋沿端帽顶板的径向设置，所述端帽侧板连接端帽底板的内圆壁和端帽顶板的圆环外壁，所述端帽肋上连接有抗浮拉杆，所述抗浮拉杆远离端帽肋的一端连接有钢环，所述抗浮拉杆与端帽肋、钢环均为可拆卸连接。

3、进一步地，所述抗浮拉杆靠近端帽肋的一端为弯钩，该弯钩的内径为8～12mm，弯曲角度为180°，弯曲长度为16～22mm，所述抗浮拉杆通过弯钩勾住端帽肋。

4、进一步地，所述钢环的中心处开设有用于抗浮拉杆穿过的通孔，且抗浮拉杆的底端设置有螺纹，且钢环下端设置有螺帽，通过螺帽使得钢环固定在抗浮拉杆上。

5、进一步地，所述端帽底板的直径为80～150mm，厚度为4～8mm，端帽顶板高度为50～80mm。

6、进一步地，所述端帽肋为圆柱体，且端帽肋的截面直径为6～12mm，抗浮拉杆为圆柱体，抗浮拉杆的截面直径为6～10mm。

7、进一步地，所述钢环由两个弧段钢板和平直钢板组成，所述平直钢板的两端焊接弧段钢板，平直钢板的长度为60～80mm，圆弧钢板的长度为40～80mm，圆弧钢板的弯曲角度为30～40°，所述钢环的宽度为15～25mm，厚度为5mm～8mm。

8、一种可拆卸抗浮拉杆的设计方法，包括如下步骤：

9、通过芯模所受的浮力计算端帽底板的面积以及厚度，设计圆环状的端帽底板，并在位于端帽底板上同轴设置一个圆形的端帽顶板，设置端帽侧板连接端帽底板的内圆壁和端帽顶板的圆环外壁；

10、根据材料力学计算端帽肋的最大弯矩和剪力，并得出端帽肋的截面面积，并设置端帽肋在端帽侧板内壁上；

11、根据芯模所受的浮力计算抗浮拉杆的截面面积，并将抗浮拉杆的一端进行弯曲形成弯钩，另一端的外壁上设置螺纹；

12、将钢板的两端弯曲，中间为平直结构，形成钢环，并在钢环的中心处开设通孔。

13、进一步地，所述通过芯模所受的浮力计算端帽底板的面积以及厚度的具体方法为：

14、由于端帽底板的面荷载与芯模所受浮力大小相同，方向相反，因此端帽底板的面荷载的计算公式如下：

15、fm＝π×[(d/2)2-(d/2)2]×σ  (5)

16、式中：d为端帽底板外直径，单位mm；d为端帽底板内直径，单位mm，fm为芯模所受的浮力，单位n；σ为端帽底板上所承受的应力，单位n/mm2；

17、由于端帽底板所承受的应力小于其材料的允许应力，故得出端帽底板所承受的应力σ<σ0(6)

18、式中：σ0为端帽材料的允许应力，单位n/mm2；

19、令s＝π×[(d/2)2-(d/2)2]，由(5)和(6)式可得端帽底板的面积应满足：

20、

21、另外端帽底板尺寸还应满足无机复合芯模的局部受压强度：

22、

23、式中：σx为无机复合芯模的允许应力，单位n/mm2；

24、端帽底板的面积同时满足(7)和(8)式，设计得到端帽底板的面积；

25、通过端帽底板的最大应力作为设计端帽底板厚度，计算公式如下：

26、

27、p＝σπ(d2-d2)  (10)

28、式中：p为端帽底板所受的力；β的数值为5.0～5.2；

29、可得端帽底板的厚度应满足：

30、

31、当(11)式中端帽底板所受应力σ与最大应力σmax都达到允许应力σ0时，(11)式可化简为：

32、

33、端帽底板的面积满足(12)式，设计得到端帽底板的厚度。

34、进一步地，所述根据材料力学计算端帽肋的最大弯矩和剪力，并得出端帽肋的截面面积的具体方法为：

35、根据材料力学得知端帽肋的最大弯矩和剪力分别为(13)和(14)式：

36、

37、

38、式中：md为外力作用下的弯矩；ld为端帽肋的长度；σd为端帽肋截面上的正应力；wd为端帽肋截面上的抵抗矩；dd为端帽肋截面的直径；τd为端帽肋截面上的剪应力；ad为端帽截面的面积；

39、整理(13)和(14)式可得端帽肋的截面面积应同时满足(15)和(16)式：

40、

41、

42、式中：σd0为端帽肋截面上的允许正应力；τd0为端帽肋截面上的允许剪应；

43、端帽肋的截面面积满足(15)、(16)式，设计得到端帽肋的截面面积。

44、进一步地，所述根据芯模所受的浮力计算抗浮拉杆的截面面积的具体方法为：

45、由于抗浮拉杆承受芯模所受的浮力，故得到：

46、fl＝alσl＝fm  (17)

47、式中，fl为抗浮拉杆所受的拉力，单位n；al为抗浮拉杆的截面面积，单位mm2；σl为抗浮拉杆的拉应力，单位n/mm2。

48、抗浮拉杆的截面尺寸应满足(18)式：

49、

50、式中：σl0为抗浮拉杆的允许拉应力，单位n/mm2；

51、抗浮拉杆的截面面积满足(18)式，设计得到抗浮拉杆的截面面积。

52、由上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果：

53、该可拆卸抗浮拉杆主要由端帽、可拆卸抗浮拉杆、钢环和螺帽组成，构造简单，并且可拆卸抗浮拉杆、钢环和螺帽均可在混凝土硬化后回收重复利用，这能够降低施工成本10％～20％；该可拆卸抗浮拉杆一端连接端帽，另一端连接模板底的脚手架，其具有施工工序简单、操作方便等优点，这能够提高施工效率20％～30％。