满堂支架施工受力计算书.doc

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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=13╳0.9=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/mm^2，抗剪强度：1.3N/mm^2， 弹性模量：10000N/mm^2 (3)第二层木楞:宽150mm，长150mm 抗弯强度：13N/mm^2，抗剪强度：1.3N/mm^2， 弹性模量：10000N/mm^2 (4)48mm3.2mm 钢管：惯性矩 I=11.36cm^4，截面模量 W=4.732cm^3，截面积 A=4.504cm^2，回转半径 i=1.588cm，钢管自重: 3.54kg/m Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值： f=215N/mm^2，弹性模量： E=2.0610^5N/mm^2。 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/m2 3、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 ƒmax= 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）1.4] 0.3=8.43N/mm 腹板下面次楞荷载为 q2=109.280.3=32.78 N/mm 底板下面次楞荷载为 q3=[（33.39+1.5）1.2+（2.5+4）1.4] 0.3=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 ① 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 ②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 ③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=10.1KN 3.2.4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ƒmax=0.081mm 3．3满堂支架计算 3.3.1立杆及托架 ①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 ②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1.3ψ（敞开框架型，ψ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ψ=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ψ=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21.57KN<23.2KN ,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φx=φy=0.6078。立杆截面参数A=450.4mm2，W=4732mm3。 由N/（φ*A）+MW/W=21320/(0.6078450.4)+5100/4732=78.96 N/mm2=78.96MPa，满足。 ③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 ④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=7.1KN<40KN,N=21.57KN<40KN,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ƒg=kcƒk（ƒk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。