满堂支架施工方案计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,满堂支架的计算,1.工程概况,2.满堂支架的设计和计算参数,3.荷载计算,4.底模强度计算,5.横梁强度计算,6.纵梁强度计算,7.支架受力计算,8.支架抗风荷载计算,9.立杆地基承载力计算,目录,满堂支架图片,满堂支架侧面布置示意图,目录,满堂支架立面布置示意图,目录,满堂支架平面图布置示意图,目录,工程概况,某大桥现浇箱梁为单箱单室结构，梁顶宽为10m，腹板宽为5.1m，梁高1.8m。,箱梁每跨30m，三跨为一联，采用现浇法施工。箱梁每跨混凝土为203m2，标准断面面积为6.21m2，变截面面积为8.05m2。,目录,工程概况,荷载首先作用在板底模板上，按照“底模纵梁（底模方木）横梁立杆基础”的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算。,目录,满堂支架的设计和计算参数,(1).支架主要材料和性能参数,施工时采用满堂式碗口支架，碗口支架的钢管为3号钢，规格为48mm3.5mm，其性能见下表1和表2,目录,目录,满堂支架的设计和计算参数,(2).支架的设计布置,支架顺桥向立杆间距布置,50.6m+250.9m+50.6m=28.5m,支架横桥向立杆间距布置,30.9m+20.6m+30.9m+20.6m+,30.9=10.5m,水平杆步距为1.2m。,目录,荷载计算,(1)箱梁钢筋混凝土自重：G=203m325KN/m3=5075KN，,恒载分项系数为1.2，假设梁体全部重量仅,作用于底板区域，计算单位面积压力：,F1=GrS=50751.2（5.130）=39.8KN/m2,(2)施工荷载：标准值为1.0KN/m2，分项系数1.4，设计,值F2=1.4KN/m2；,(3)振捣混凝土产生荷载：标准值为2.0KN/m2，分项系数,1.4，设计值F3=2.8KN/m2；,(4)箱梁芯模：标准值1.5KN/m2，分项系数1.2，设计值,F4=1.8KN/m2；,(5)竹胶板：取标准值0.1KN/m2，分项系数1.2，设计值为,F5=0.12KN/m2；,(6)方木：取标准值7.5KN/m3，分项系数1.2，设计值为F6=9,KN/m3。,目录,底模强度计算,箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=18mm,目录,1、模板力学性能,（1）弹性模量E=0.1105MPa。,（2）截面惯性矩：I=bh3/12=1001.83/12=48.6cm4,（3）截面抵抗矩：W=bh2/6=1001.82/6=54cm3,（4）截面积：A=bh=1001.8=180cm2,底模强度计算,2、模板受力计算,(1)底模板均布荷载：F=F1+F2+F3+F4+F5=39.8+1.4+2.8+1.8+0.12=45.92KN/m2 q=F1=45.51=45.92KN/m,(2)跨中最大正弯矩：M=0.08ql2=45.920.320.08=0.331 KNm,支点负弯矩：M=-0.1ql2=-0.145.920.32=-0.41KNm,目录,底模强度计算,（3）弯拉应力：=M/W=7.57MPa=11Mpa,（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。,根据建筑施工计算手册，挠度计算公式为：,-挠度系数，三等跨均布荷载作用连续梁按照活载最,大，取值0.677,=(0.67745.920.34)/(1000.110848.610-8),=5.1810-4m=0.518mmL/400=300/400=0.75mm,目录,横梁强度计算,横梁为12#工字钢，按最不利跨径为0.9m考虑。,目录,1、12#工字钢的力学性能：,（1）12#工字钢容许抗弯应力=215MPa，弹性模量E=2.1105Mpa,（2）截面抵抗矩：W=72.7 cm3,（3）截面惯性矩：I=436cm4,（4）每延米重量13.987kg/m,2、横梁受力计算,（1）作用在横梁上的均布荷载,0.9m长度范围内横梁上承担4根纵梁重量为：0.10.10.994=0.324KN,纵梁施加在横梁上的均布荷载为：0.3240.9=0.36KN/m,作用在横梁上的均布荷载为：,q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.9+0.36*1.2=41.382+0.432=41.814KN/m,M=41.8140.92/8=4.23KNm,（2）、跨中最大弯矩,横梁强度计算,（3）横梁弯拉应力：计算简图见下图。,=M/W=4.23103/72.710-6=58.2MPa=210Mpa,横梁弯拉应力满足要求。,3、横梁挠度计算：,f=(541.691030.94)/(3842.1101143610-8),=0.376mmL/400=900/400=2.25mm,横梁挠度满足要求。,综上，横梁强度挠度满足要求。,目录,纵梁强度计算,纵梁为1010cm方木，净间距为0.25m，墩身处端部跨径为0.6m，中部箱梁标准截面跨径为0.9m按照跨径为0.9m进行计算，间距为0.9m。,1、方木（落叶松）的力学性能,目录,(1)落叶松容许抗弯应力=14.5MPa，弹性模量,E=11103Mpa,(2)截面抵抗矩：W=0.10.12/6=1.6710-4m3,(3)截面惯性矩：I=0.10.13/12=8.3310-6m4,纵梁强度计算,方木受力计算,（1）作用在纵梁上的均布荷载为：,q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.3=45.920.3=13.776KN/m,(2)跨中最大弯矩：计算简图见下图。,目录,纵梁强度计算,M=13.7760.92/8=1.39KNm,(3)纵梁弯拉应力：=1.39103/1.6710-4=8.35MPa=14.5Mpa,纵梁弯拉应力满足要求。,3、纵梁挠度：f=,=(513.7761030.94)/(384111098.3310-6),=1.28mmL/400=900/400=2.25mm,纵梁弯曲挠度满足要求。,综上，纵梁强度满足要求。,目录,支架受力计算,1、立杆承重计算,碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根,碗扣支架受力最不利位置在立杆的底部，,（1）中间标准段侧腹板下方立杆的最大承重计算,目录,支架受力计算,每根立杆承受钢筋砼和模板重量：,侧腹板上方承重的梁体横截面积为1.937m2,N1=0.9m0.6m(1.8+0.12)+1.21.9370.925/3=18.5KN横梁施加在每根立杆重量：,N2=1.20.9m13.987kg/m10/103=0.151KN,纵梁施加在每根立杆重量：,N3=1.20.9m4根0.1m0.1m9 KN/m3=0.389KN,支架自重：支架最高按照8m计算，,立杆单根重：1.283.8410/103=0.372KN，,单根立杆承担横杆的重量：,1.2(0.9m+0.9m)63.8410/103=0.498KN,施工荷载、振捣荷载,1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KN,每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=18.5+0.151+0.27+0.389+0.372+0.498+2.268,=22.5KN30KN立杆承重满足要求。,目录,支架受力计算,（2）针对箱梁每跨端部箱室为变截面，箱梁混凝土的重量较大，支架布置为60cm60cm和60cm90cm，按60cm90cm布置进行计算。,每根立杆承受钢筋砼和模板重量：,N1=(+1.21.5KN/m2+1.20.1 KN/m2)0.6m0.9m,=26.6 KN,横梁施加在每根立杆重量：,N2=1.20.9m13.987kg/m10/103=0.151KN纵梁施加在每根立杆重量：,N3=1.20.6m4根0.1m0.1m7.5 KN/m3=0.216KN支架自重：支架最高按照8m计算，,立杆单根重：1.283.8410/103=0.372KN，,单根立杆承担横杆的重量：,1.2(06m+0.9m)63.8410/103=0.415KN,施工荷载、振捣荷载,1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KN,每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=26.6+0.151+0.216+0.372+0.415+2.268=30.0KN=30KN,目录,支架受力计算,2、支架稳定性验算,根据实用建筑施工手册轴心受压构件的稳定性计算：,N 轴心压力；,-轴心受压构件的稳定系数；,A-构件的毛截面面积；,钢材的抗压强度设计值，取205 N/mm2；,-材料强度附加分项系数，根据有关规定当支架搭设高度小于25m时取值1.35。,目录,支架受力计算,(1)立杆长细比计算:钢管断面示意图见下图。,回转半径计算：i=0.35(48+41)2=15.575mm,长细比计算：=77=150,（2）由长细比可查得，轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.707（3）立杆钢管的截面积：,Am=489mm2,(4)稳定性验算,=78.1 N/mm2 =152 N/mm2,支架稳定性满足要求。综上，碗扣支架受力满足要求。,目录,支架抗风荷载计算,支架上的荷载除以上计算外，还应考虑风荷载的作用。根据公路桥梁通用技术规范的规定，计算桥梁的强度和稳定时，应考虑作用在桥梁上的风力。在风力较大的地方应按照季节性进行风荷载计算。计算方法为：,横向风力为横向风压乘以迎风面积。横向风压按照下公式计算：,W=K1K2K3K4W0,K1=0.85，K2=1.3，K3=1.0，K4=1.3，W0=600Kpa,W=0.862Kpa=86.2kg/m2，纵向风压为横向的40%，且纵向受力面积较小，因此计算时仅考虑横向风荷载。,K1设计风速频率换算系数 K2风压体型系数,K3风压高度变化系数 K4地形、地理条件系数,目录,支架抗风荷载计算,风荷载按中心集中力加载在立杆上，立杆均按两端铰接计算。立杆受力稳定性按组合风荷载计算:,水平荷载计算风荷载标准值WK=0.7ZS W0,Z-风压高度变化系数 取1.46,S-脚手架风荷载体形系数1.3,-脚手架挡风系数0.087,WK=0.71.461.30.08786.2=9.96 kg/m2,La-纵杆间距0.9m,h-步距1.2m,风荷载产生的弯矩M=1.4WKLah2/8,=1.49.960.91.22/810=22.5 N/m2,483.5支架钢管的抵抗矩W=5103mm3,截面积A=4.89102mm2,由以上计算知，立杆所受最大竖向荷载为30KN,N/A+M/W=30103/4.8910-4+22.5/510-6,=65.8Mpa容许应力=205Mpa,综上，支架抗风荷载验算满足要求。,目录,立杆地基承载力计算,立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：,p fg,地基承载力设计值：fg=fgkkc=3000.4,=120 kPa；,其中，地基承载力标准值：,fgk=300 kPa；,脚手架地基承载力调整系数：,kc=0.4；,（1）地基处理,立杆底托边长为15cm15cm，砖渣和水稳铣刨料50cm处理后承载力300kpa，上部采用15cm 厚C20混凝土罩面硬化，C20 混凝土抗压强度为8MPa。,目录,立杆地基承载力计算,（,2,）验算荷载组合,取单根立杆分析：根据以上计算可知，单根立杆最大荷载,N=30KN,，立杆底托面积,S=0.150.15=0.0225m,2,立杆底部混凝土承受荷载为：,N/S=30/0.0225=1.33MPa8Mpa,，混凝土承载力满足要求；,应力按,45,度角扩散，,50cm,回填层上的承载力为：,(30KN+0.450.450.1524KN/m,3,)/0.452=68.0KPa300kpa,，回填层承载力满足要求；,应力按,45,度角扩散，天然地基整体承受上部荷载，天然地基承受荷载：,N=30KN+1.451.450.1524KN/m,3,+1.451.450.513.0KN/m,3,=50.23KN,N/S=50.23/(1.45),2,=23.9KPa120KPa,压实天然地基承载力满足要求。,目录,