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满堂支架施工受力计算书一、 支架材料(1)木胶板木胶板作模板面板时根据木结构设计规范4.2规定抗弯强度设计值13N/mm2,弹性模量为9.0*103N/mm2,挠度极限值L/400。由于桥梁施工处于露天环境,根据规范的要求进行调整,fm=130.9=11.70N/mm2,E=9.0*103*0.85=7.65*103 N/mm2。(2)第一层木楞:宽100mm,长100mm抗弯强度:13N/mm2,抗剪强度:1.3N/mm2,弹性模量:10000N/mm2(3)第二层木楞:宽150mm,长150mm抗弯强度:13N/mm2,抗剪强度:1.3N/mm2,弹性模量:10000N/mm2(4)48mm3.2mm钢管:惯性矩 I=11.36cm4,截面模量 W=4.732cm3,截面积 A=4.504cm2,回转半径 i=1.588cm,钢管自重: 3.54kg/mQ235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值: f=215N/mm2,弹性模量: E=2.06105N/mm2。二、计算荷载1、箱梁混凝土容重26.5KN/m3。2、模板自重:侧模及排架4.0KN/m2 内模及底模1.5KN/m23、人群及机具荷载荷载按2.5KN/计算。4、倾倒和振捣混凝土荷载按4.0KN/计算。5、恒载分项系数1.2,活载分项系数1.4。三、受力计算3.1.计算假设支架横断面构造图如下所示由于箱梁横向不均匀分布,根据箱梁横断面的形状,为了使支架受力比较合理,对称中线的一半横向分为中间部分(宽3.0米)、腹板部分(宽1.7米)和翼板部分(宽2.65米),各部分的宽度内均按照均匀荷载进行假设。3.2.荷载计算3.2.1箱梁各部分荷载(1)翼缘混凝土荷载(2)腹板混凝土荷载(3)底板混凝土荷载(4)内模及底模荷载(5)外膜及排架荷载(6)人群及机具荷载(7)倾倒和振捣混凝土荷载3.2.2底模面板计算箱梁横断面由于腹板下底模受力最大,以腹板下底模面板做控制计算腹板下组合荷载为:面板为20mm厚木胶板模板次楞(横向分配梁)间距300mm,计算宽度1000mm。按计算简图(5跨连续梁)计算结果:面板计算简图建模得计算结果最大剪应力为0.8Mpa,满足最大弯应力为4.8Mpa,满足max=因为太小可以忽略。下面底模纵横梁因为最大挠度太小,同样忽略。3.2.3底模次楞(横向分配梁)计算横向分配梁选用100100mm方木,间距300mm。翼缘下面次楞荷载为q1=(11.83+4)1.2+(2.5+4)1.40.3=8.43N/mm腹板下面次楞荷载为q2=109.280.3=32.78N/mm底板下面次楞荷载为q3=(33.39+1.5)1.2+(2.5+4)1.40.3=15.29N/mm翼缘下纵梁间距为900mm,腹板下纵梁间距为600mm,底板下纵梁间距为600mm,按3跨连续梁计算翼缘计算简图腹板计算简图底板计算简图 翼缘下计算结果大剪应力0.7Mpa,满足最大弯应力4.1Mpa,满足最大支反力为8.3KN腹板下计算结果最大剪应力0.9Mpa,满足最大弯应力1.7Mpa,满足最大支反力Pmax=10.8KN底板下计算结果最大剪应力0.8Mpa,满足最大弯应力3.3Mpa,满足最大支反力为Pmax=10.1KN3.2.4底模主楞(纵梁)计算纵梁荷横向载为分配梁传递的集中力8.3KN(翼缘下、荷载间距300mm)、10.8KN(腹板下,荷载间距300mm)、10.1KN(底板下,荷载间距300mm),以腹板下纵梁作为控制计算。纵梁计算简图纵梁选用150150mm方木纵梁下立杆排距600mm,按3跨连续梁计算。计算结果为最大剪力为0.5Mpa,满足最大弯应力为2.0Mpa,满足最大反力Pmax=23.2KN最大位移为max=0.081mm33满堂支架计算3.3.1立杆及托架立杆强度及稳定性(通过模板下传递荷载)取腹板下支架排距600mm,行距300mm,步距1200mm,由上可知,腹板下单根立杆在最不利荷载作用下最大轴力P=7.1KN,在模板计算荷载时已考虑了恒载和活载的组合效应。可采用此值直接计算立杆的强度和稳定性。立杆选用48mm3.2mm钢管,截面积回转半径 i=15.88mm,面积A=450.4mm2。横杆步距1200mm,顶端(底部)自由长度450mm,则立杆计算长度L=1200+450=1650mm。立杆长细比:查钢结构附表1-9 a类截面轴心受压构件的稳定系数 得强度验算:,满足稳定性验算:,满足立杆强度及稳定性(依照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范)支架高度25m,腹板下面排距0.3m,行距0.6m,步距1.2m。立杆延米重3.54kg/m,每平方米剪刀撑的长度系数0.325.立杆荷载计算:单根立杆自重:单根立杆承担混凝土荷载:单根立杆承担模板荷载:单个立杆承担倾倒、振捣混凝土荷载:单根立杆承担施工人员及机具荷载:风荷载:风压高度变化系数uz查建筑结构荷载规范表7.2.1可取1.42(支架高度30m内,丘陵地区);风荷载脚手架体型系数us查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表4.2.4可取1.3(敞开框架型,为挡风系数,可查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表A-3,表中无参照数据时可按下式计算); 挡风系数=1.2An/Aw。1.2为节点增大系数;An为挡风面积(An=(L+h+0.325Lh)*d=(0.6+1.2+0.3250.61.2)0.048=0.098m2, L为立杆的纵距,h为横杆的步距,0.325为每平方米剪刀撑的长度,d为钢管的外径);Aw为迎风面积(Aw=Lh=0.61.2=0.72m2,L为立杆的纵距,h为横杆的步距)。故=1.20.098/0.72=0.163); 基本风压w0查建筑结构荷载规范D.4表可取0.25KN/m2(根据地区情况,河北石家庄)。风荷载为WK=0.71.421.30.1630.25=0.05 KN/m2。不考虑风载时立杆的强度和稳定性立杆计算荷载:因为21.57KN23.2KN ,由于立杆最大轴力为23.2KN时已通过强度和稳定性计算,故无需检算。考虑风载时立杆的强度和稳定性立杆计算荷载:风荷载产生的弯矩:MW=1.40.85WKLh2/10(3跨连续梁弯矩公式,L为立杆的纵距,h为横杆的步距),MW=0.851.40.050.61.22/10=0.0051KN.m=5100N.mm。立杆长细比103.9,计算得绕X轴受压稳定系数x=y=0.6078。立杆截面参数A=450.4mm2,W=4732mm3。 由N/(*A)+MW/W=21320/(0.6078450.4)+5100/4732=78.96 N/mm2=78.96MPa,满足。立杆的压缩变形H为立杆的总高度,E为弹性模量,A为截面面积底托(枕木)检算当立杆最大轴力超过40KN时,则大于标准底托的承载力,需要另行设计底托或对现有底托采用加强措施(扣件式钢管脚手架计算手册90页,王玉龙编著).P=7.1KN40KN,N=21.57KN40KN,故满足底托承载力要求。3.4地基承载力模板下传最不利荷载作用下最大轴力23.2KN,立杆下传轴力采用根据规范计算为21.57KN,以23.2KN作为控制计算。一个底托下混凝土垫板最大面积A=0.30.6=0.18mm2(腹板下面,按全部硬化处理)。地基承载力设计值最小需要满足当立杆间距大于0.6m时,通过以下办法来计算地基承载力:底托宽度0.15m,硬化混凝土厚度h,混凝土压力扩散角为45o。则立杆轴力传递到地基表面的面积为(2h+0.15)2。上例中混凝土厚度0.2m,则单根立杆地基顶面承压面积为:0.552=0.30m2.在此说明:根据扣件式钢管脚手架安全施工规范5.5立杆地基承载力计算:地基承载力设计值g=kck(k为地基承载力标准值,kc为支架地基承载力调整系数,对碎石土、砂土、回填土应取0.4,对粘土应取0.5,对岩石、混凝土应取1)。3.5支架总体弹性沉降值面板、次楞最大挠度太小,计算式予以忽略,主楞最大挠度为0.081mm,立杆压缩值为5.81mm,则不考虑对沉降因素支架弹性沉降值为:5.891mm。16
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