箱梁满堂支架检算.doc

现浇箱梁满堂支架强度检算

一、设计依据
鉴于目前碗扣式脚手架设计和施工规程处于编制过程之中，尚未正式发布。本满堂支架主要依据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》和航空航天工业部星河机器人技术开发公司开发的WDJ碗口型多功能脚手架使用说明书并结合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）进行设计。
二、设计说明
主线桥箱梁为预应力砼结构，整个箱梁砼分为两次浇筑成型（跨中区首先浇筑砼底板、腹板，最后浇筑顶板；中横梁及端横梁区砼一次浇筑成型）。箱梁底部离地面最大高度15.2m。满堂支架按纵向60cm，横向90cm（中横梁位置局部调整）、步距120cm间距搭设。
三、设计参数
竹胶板：规格122x244x1.5cm
弹性模量：纵向Ez=6.5GPa、横向Eh=4.5GPa
弯曲强度：纵向σz=80MPa、横向σh=55MPa
密度：9.5KN/m3
木 材：强度等级TC13（木结构设计规范），有：15×10cm主受力方木、10×10cm分布方木、5×15cm木板、3×10cm木板等几种规格。
设计抗弯强度 顺纹抗剪强度
弹性模量 密度（新加工方木）8KN/m3
四、强度检算
根据设计图可知整个施工过程中，最不利受力位置主要在中横梁区，对该处进行荷载分析如下：
受力分析简图

4.1 10cm×10cm分布方木（间距25cm布置）强度检算
小方木每根长度4m，最大中心间距按25cm布置，由于主受力方木纵向间距为60cm，小方木跨度有6跨，剩余两侧各悬挑20cm。此处按6跨连续梁（不考虑悬挑部分，两端按简支）进行受力分析。
①荷载分析
永久荷载
永久荷载包括钢筋砼、模板、支架自重，根据实际情况按砼高度1.5m，容重26KN/m3计算如下：
0.25×26×1.5（钢筋砼）+0.25×0.015×9.5（竹胶板）+0.1×0.1×8（分布方木自重）=9.87KN/m
可变荷载
可变荷载包括施工荷载、风荷载、雪荷载等，根据满堂支架搭设结构及工期安排，不考虑雪荷载和水平风荷载；施工荷载（作业层人员、器具、材料的重量）根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）取3KN/m2；砼振捣附加荷载根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）取2KN/m2；砼采用泵车入模，不考虑砼入模的冲击荷载。可变荷载合计为5KN/m2，折算到小方木上均布荷载为：
0.25×5=1.25KN/m
偶然荷载
满堂支架为临时施工结构，且根据不同部位采取了有效的安全措施，不考虑撞击力等因素引起的偶然荷载。
小方木承受均布荷载（含方木自重）为：
永久荷载：9.87KN/m 可变荷载：1.25KN/m
②受力分析
永久荷载和可变荷载分别按1.2、1.4的分项系数按6跨连续梁利用结构分析软件进行分布方木受力分析如下：

现浇箱梁分布方木计算书
项目名称_____________日 期_____________
设 计 者_____________校 对 者_____________
一、几何数据及计算参数

支座形式： 左端：简支 右端：简支
连续梁结构信息：
跨序号
跨度(mm)
截面惯性矩(×106mm4)
第1跨
600.0
8.3
第2跨
600.0
8.3
第3跨
600.0
8.3
第4跨
600.0
8.3
第5跨
600.0
8.3
第6跨
600.0
8.3
材料弹性模量(N/mm2)：E = 10000.0
二、荷载数据
1．工况1(恒载)

2．工况2(活载)

三、内力计算结果
1．弯矩包络图

2．剪力包络图

3．截面内力
第一跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.28
0.41
0.39
0.23
0.02
0.01
负弯矩(kN-m)
-0.00
-0.01
-0.01
-0.02
-0.02
-0.11
-0.56
正剪力(kN)
3.48
2.03
0.57
0.01
0.01
0.01
0.01
负剪力(kN)
-0.06
-0.06
-0.06
-0.93
-2.39
-3.84
-5.30
挠度(mm)
0.00
0.07
0.11
0.12
0.09
0.04
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.42 位置(m)：0.239
负弯矩最大值(kN-m)：-0.56 位置(m)：0.600
剪力最大值(kN)： -5.30 位置(m)：0.600
挠度最大值(mm)： 0.12 位置(m)：0.268

第二跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.01
0.01
0.10
0.20
0.15
0.02
0.02
负弯矩(kN-m)
-0.56
-0.17
-0.03
-0.03
-0.03
-0.08
-0.42
正剪力(kN)
4.67
3.21
1.76
0.31
0.11
0.11
0.11
负剪力(kN)
-0.07
-0.07
-0.07
-0.08
-1.28
-2.73
-4.19
挠度(mm)
0.00
0.02
0.04
0.05
0.04
0.02
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.20 位置(m)：0.317
负弯矩最大值(kN-m)：-0.56 位置(m)：0.000
剪力最大值(kN)： 4.67 位置(m)：0.000
挠度最大值(mm)： 0.05 位置(m)：0.301

第三跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.02
0.02
0.18
0.24
0.16
0.02
0.02
负弯矩(kN-m)
-0.42
-0.07
-0.03
-0.03
-0.03
-0.10
-0.47
正剪力(kN)
4.35
2.90
1.44
0.09
0.09
0.09
0.09
负剪力(kN)
-0.10
-0.10
-0.10
-0.17
-1.60
-3.06
-4.51
挠度(mm)
0.00
0.02
0.05
0.06
0.05
0.02
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.24 位置(m)：0.294
负弯矩最大值(kN-m)：-0.47 位置(m)：0.600
剪力最大值(kN)： -4.51 位置(m)：0.600
挠度最大值(mm)： 0.06 位置(m)：0.295

第四跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.02
0.02
0.16
0.24
0.18
0.02
0.02
负弯矩(kN-m)
-0.47
-0.10
-0.03
-0.03
-0.03
-0.07
-0.42
正剪力(kN)
4.51
3.06
1.60
0.17
0.10
0.10
0.10
负剪力(kN)
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-1.44
-2.90
-4.35
挠度(mm)
0.00
0.02
0.05
0.06
0.05
0.02
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.24 位置(m)：0.306
负弯矩最大值(kN-m)：-0.47 位置(m)：0.000
剪力最大值(kN)： 4.51 位置(m)：0.000
挠度最大值(mm)： 0.06 位置(m)：0.305

第五跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.02
0.02
0.15
0.20
0.10
0.01
0.01
负弯矩(kN-m)
-0.42
-0.08
-0.03
-0.03
-0.03
-0.17
-0.56
正剪力(kN)
4.19
2.73
1.28
0.08
0.07
0.07
0.07
负剪力(kN)
-0.11
-0.11
-0.11
-0.31
-1.76
-3.21
-4.67
挠度(mm)
0.00
0.02
0.04
0.05
0.04
0.02
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.20 位置(m)：0.283
负弯矩最大值(kN-m)：-0.56 位置(m)：0.600
剪力最大值(kN)： -4.67 位置(m)：0.600
挠度最大值(mm)： 0.05 位置(m)：0.299
第六跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.01
0.02
0.23
0.39
0.41
0.28
0.00
负弯矩(kN-m)
-0.56
-0.11
-0.02
-0.02
-0.01
-0.01
-0.00
正剪力(kN)
5.30
3.84
2.39
0.93
0.06
0.06
0.06
负剪力(kN)
-0.01
-0.01
-0.01
-0.01
-0.57
-2.03
-3.48
挠度(mm)
0.00
0.04
0.09
0.12
0.11
0.07
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.42 位置(m)：0.361
负弯矩最大值(kN-m)：-0.56 位置(m)：0.000
剪力最大值(kN)： 5.30 位置(m)：0.000
挠度最大值(mm)： 0.12 位置(m)：0.332
③强度校核
由上述分析可知，方木承受最大弯矩值为：0.56KN·m，最大剪力值为：5.3KN。
抗弯截面模量：
截面惯性矩：
设计应力：
< 安全
设计剪力：
< 顺纹抗剪强度，实际为横纹抗剪。 安全
最大挠度：
规范允许最大挠度：，理论计算最大挠度0.12mm满足规范许可要求。 安全
4.2 10cm×15cm主受力方木（间距35cm布置强度检算
①荷载分析
计算分布方木支撑处正负剪力绝对值之和的最大值为9.97KN。受力主方木承受的荷载可按9.97KN，间距25cm的集中荷载计算所受外力，再考虑方木自重均布荷载0.1×0.15×8=0.12KN/m进行受力分析。
②受力分析
由于集中荷载已按1.2、1.4的分项系数进行荷载组合；方木自重为恒定值，且自重按湿方木考虑，不再会增大。故主方木受力分析时分项系数按1.0考虑，结果分析如下：
现浇箱梁主方木受力计算书
项目名称_____________日 期_____________
设 计 者_____________校 对 者_____________
一、几何数据及计算参数

支座形式： 左端：悬挑 右端：悬挑
连续梁结构信息：
跨序号
跨度(mm)
截面惯性矩(×106mm4)
第1跨
200.0
28.1
第2跨
900.0
28.1
第3跨
900.0
28.1
第4跨
900.0
28.1
第5跨
900.0
28.1
第6跨
200.0
28.1
材料弹性模量(N/mm2)：E = 10000.0
二、荷载数据
1．工况1(恒载)

2．工况2(恒载)

三、内力计算结果
1．弯矩包络图

2．剪力包络图

3．截面内力
第一跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
负弯矩(kN-m)
0.00
-0.33
-0.66
-1.00
-1.33
-1.66
-2.00
正剪力(kN)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
负剪力(kN)
-9.97
-9.97
-9.98
-9.98
-9.99
-9.99
-9.99
挠度(mm)
-0.13
-0.11
-0.09
-0.07
-0.04
-0.02
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：0.00 位置(m)：0.000
负弯矩最大值(kN-m)：-2.00 位置(m)：0.200
剪力最大值(kN)： -9.99 位置(m)：0.200
挠度最大值(mm)： -0.13 位置(m)：0.000
第二跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.01
1.51
1.51
1.01
0.00
0.00
负弯矩(kN-m)
-2.00
0.00
0.00
0.00
0.00
-0.49
-2.99
正剪力(kN)
20.00
10.01
0.02
0.01
0.00
0.00
0.00
负剪力(kN)
0.00
0.00
0.00
0.00
-9.98
-10.00
-19.99
挠度(mm)
0.00
0.14
0.29
0.33
0.26
0.11
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：1.51 位置(m)：0.497
负弯矩最大值(kN-m)：-2.99 位置(m)：0.900
剪力最大值(kN)： 20.00 位置(m)：0.000
挠度最大值(mm)： 0.33 位置(m)：0.429
第三跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.00
0.71
1.31
0.91
0.00
0.00
负弯矩(kN-m)
-2.99
-0.39
0.00
0.00
0.00
-0.49
-2.40
正剪力(kN)
17.33
7.34
7.32
0.00
0.00
0.00
0.00
负剪力(kN)
0.00
0.00
0.00
-2.66
-2.68
-12.67
-22.66
挠度(mm)
0.00
0.08
0.19
0.24
0.19
0.07
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：1.44 位置(m)：0.401
负弯矩最大值(kN-m)：-2.99 位置(m)：0.000
剪力最大值(kN)： -22.66 位置(m)：0.900
挠度最大值(mm)： 0.24 位置(m)：0.446
第四跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.00
0.91
1.31
0.71
0.00
0.00
负弯矩(kN-m)
-2.40
-0.49
0.00
0.00
0.00
-0.39
-2.99
正剪力(kN)
12.69
12.67
2.68
2.66
0.00
0.00
0.00
负剪力(kN)
0.00
0.00
0.00
0.00
-7.32
-17.31
-17.33
挠度(mm)
0.00
0.07
0.19
0.24
0.19
0.08
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：1.44 位置(m)：0.500
负弯矩最大值(kN-m)：-2.99 位置(m)：0.900
剪力最大值(kN)： -17.33 位置(m)：0.900
挠度最大值(mm)： 0.24 位置(m)：0.455
第五跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.00
1.01
1.51
1.51
0.01
0.00
负弯矩(kN-m)
-2.99
-0.49
0.00
0.00
0.00
0.00
-2.00
正剪力(kN)
19.99
10.00
9.98
0.00
0.00
0.00
0.00
负剪力(kN)
0.00
0.00
0.00
-0.01
-9.99
-10.01
-20.00
挠度(mm)
0.00
0.11
0.26
0.33
0.29
0.14
0.00
正弯矩最大值(kN-m)：1.51 位置(m)：0.404
负弯矩最大值(kN-m)：-2.99 位置(m)：0.000
剪力最大值(kN)： -20.00 位置(m)：0.900
挠度最大值(mm)： 0.33 位置(m)：0.471
第六跨
1
2
3
4
5
6
7
正弯矩(kN-m)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
负弯矩(kN-m)
-2.00
-1.66
-1.33
-1.00
-0.66
-0.33
-0.00
正剪力(kN)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
负剪力(kN)
-9.99
-9.99
-9.99
-9.98
-9.98
-9.97
0.00
挠度(mm)
-0.00
-0.02
-0.04
-0.07
-0.09
-0.11
-0.13
正弯矩最大值(kN-m)：0.00 位置(m)：0.000
负弯矩最大值(kN-m)：-2.00 位置(m)：0.000
剪力最大值(kN)： -9.99 位置(m)：0.000
挠度最大值(mm)： -0.13 位置(m)：0.200
③强度校核
由上述分析可知，方木承受最大弯矩值绝对值为：2.99KN·m，最大剪力值绝对值为：22.66KN。
抗弯截面模量：
截面惯性矩：
设计应力：
< 安全
设计剪力：
是顺纹抗剪强度的148%，而实际为横纹抗剪，因横纹抗剪允许强度约是顺纹抗剪强度的2-3倍，故满足设计要求。 安全
最大挠度：
规范允许最大挠度：，理论计算最大挠度0.33mm满足规范许可要求。 安全
4.3 满堂支架立杆强度检算
①荷载分析
计算主受力方木支撑处正负剪力绝对值之和的最大值为17.33+19.99=37.32KN，可知钢管承受上部最大传递荷载为37.32KN。
中横梁位置最大高度按15m计算钢管（需要8根1.8m立杆，另加调节托座，不考虑剪刀撑）自重如下：
8×10.19（立杆）+5.82（托座）+2.47（横杆）+3.63（间横杆）=93.44Kg
②受力分析
根据满堂支架的设计布置，上部荷载主要由立杆承力并传给地基，需对立杆进行强度和稳定性检算。纵横向水平杆起连接构造作用，
主要防止立杆弯曲失稳，不直接承受上部荷载且纵横向间距只有60cm和90cm，受力较小，不予检算。上部传递荷载已按1.2的永久荷载和1.4的可变荷载考虑分项系数，此处按1.0考虑分项系数。
③强度校核
φ48×3.5mm的Q235焊接钢管截面积A=4.89cm2，回转半径i=1.58cm，设计强度f=205Mpa。
a、强度校核
轴向力设计值 37.32+93.44×10-3=37.41KN
轴向力允许值
安全。
b、稳定性校核
立杆步距，计算长度（套用建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的计算公式） =1.2+2×0.4=2m。
长细比，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）附录C得稳定系数0.414。
安全。
五、地基承载力
钢管底部最大受力：37.41KN
钢管支撑垫木面积：0.9×0.15=0.135m2
基础承载力：37.41/0.135=277Kpa
故要求基础处理后的承载力不得低于0.277Mpa，施工时按0.3Mpa控制。
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