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1、会计学1满堂支架施工方案计算剖析满堂支架施工方案计算剖析满堂支架侧面布置示意图满堂支架侧面布置示意图目录第1页/共27页满堂支架立面布置示意图满堂支架立面布置示意图满堂支架立面布置示意图满堂支架立面布置示意图目录第2页/共27页满堂支架平面图布置示意图满堂支架平面图布置示意图满堂支架平面图布置示意图满堂支架平面图布置示意图目录第3页/共27页工程概况工程概况n n某大桥现浇箱梁为单箱单室结构,梁顶宽为某大桥现浇箱梁为单箱单室结构,梁顶宽为10m10m,腹板宽为,腹板宽为5.15.1m m,梁高梁高1.8m1.8m。n n箱梁每跨箱梁每跨30m30m,三跨为一联,采用现浇法施工。箱梁每跨混凝土为
2、,三跨为一联,采用现浇法施工。箱梁每跨混凝土为203m203m2 2,标准断面面积为,标准断面面积为6.21m6.21m2 2,变截面面积为,变截面面积为8.05m8.05m2 2。目录第4页/共27页工程概况工程概况n n荷载首先作用在板底模板上,按照荷载首先作用在板底模板上,按照“底模底模纵梁(底模方木)纵梁(底模方木)横梁横梁立杆立杆基础基础”的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。目录第5页/共27页满堂支架的设计和计算参数满堂支架的设计和计算参数n n(1).(1).支架主要材料和性能参数支架主要材料和性能参数 施工时采用满堂式碗口支架
3、,碗口支架的钢管为施工时采用满堂式碗口支架,碗口支架的钢管为3 3号钢,规格为号钢,规格为48mm3.5mm48mm3.5mm,其性能见下表其性能见下表1 1和表和表2 2目录第6页/共27页目录第7页/共27页满堂支架的设计和计算参数满堂支架的设计和计算参数n n(2).(2).支架的设计布置支架的设计布置n n支架顺桥向立杆间距布置支架顺桥向立杆间距布置 50.6m+250.9m+50.6m=28.5m50.6m+250.9m+50.6m=28.5m 支架横桥向立杆间距布置支架横桥向立杆间距布置 30.9m+20.6m+30.9m+20.6m+30.9m+20.6m+30.9m+20.6m
4、+30.9=10.5m30.9=10.5m 水平杆步距为水平杆步距为1.2m1.2m。目录第8页/共27页荷载计算荷载计算(1)(1)箱梁钢筋混凝土自重:箱梁钢筋混凝土自重:G=203mG=203m3 325KN/m25KN/m3 3=5075KN=5075KN,恒恒载分项载分项系数为系数为1.21.2,假设梁体全部重量仅,假设梁体全部重量仅 作用于底板区域,计算单位面积压力:作用于底板区域,计算单位面积压力:F1=GrS=50751.2F1=GrS=50751.2(5.1305.130)=39.8KN/m=39.8KN/m2 2(2)(2)施工荷载:标准值为施工荷载:标准值为1.0KN/m1
5、.0KN/m2 2,分项系数,分项系数1.41.4,设计,设计 值值F2=1.4KN/mF2=1.4KN/m2 2;(3)(3)振捣混凝土产生荷载:标准值为振捣混凝土产生荷载:标准值为2.0KN/m2.0KN/m2 2,分项系数,分项系数 1.4 1.4,设计值,设计值F3=2.8KN/mF3=2.8KN/m2 2;(4)(4)箱梁芯模:标准值箱梁芯模:标准值1.5KN/m1.5KN/m2 2,分项系数,分项系数1.21.2,设计值,设计值 F4=1.8KN/m F4=1.8KN/m2 2 ;(5)(5)竹胶板:取标准值竹胶板:取标准值0.1KN/m0.1KN/m2 2,分项系数,分项系数1.
6、21.2,设计值为,设计值为 F5=0.12KN/m F5=0.12KN/m2 2;(6)(6)方木:取标准值方木:取标准值7.5KN/m7.5KN/m3 3,分项系数,分项系数1.21.2,设计值为,设计值为F6=9F6=9 KN/m KN/m3 3。目录第9页/共27页底模强度计算底模强度计算n n箱梁底模采用高强度竹胶板,板厚箱梁底模采用高强度竹胶板,板厚t=18mmt=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=
7、bh=1001.8=180cm2第10页/共27页底模强度计算底模强度计算n n2 2、模板受力计算、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目录第11页/共27页底模强度计算底模强度计算(3 3)弯拉应力:)弯拉应力:=M/W=7.57MPa=M/W=7.57MPa=11Mpa=11Mpa(4 4
8、)挠度:从竹胶板下方木背肋布置可知,竹胶板可看作为)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。多跨等跨连续梁,按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。根据根据建筑施工计算手册建筑施工计算手册,挠度计算公式为:,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目录第12页/共27页横梁强度计算横梁强度计算n n横梁为横梁为12#12#工字钢,按最不利跨径为工字钢,
9、按最不利跨径为0.9m0.9m考虑。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=72.7cm3(3)截面惯性矩:I=436cm4(4)每延米重量13.987kg/m2、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/mM=41.8140.
10、92/8=4.23KNm(2)、跨中最大弯矩第13页/共27页横梁强度计算横梁强度计算(3 3)横梁弯拉应力:计算简图见下图。)横梁弯拉应力:计算简图见下图。=M/W=4.2310 =M/W=4.23103 3/72.710/72.710-6-6=58.2MPa=58.2MPa=210Mpa=210Mpa 横梁弯拉应力满足要求。横梁弯拉应力满足要求。3 3、横梁挠度计算:、横梁挠度计算:f=(541.6910 f=(541.69103 30.90.94 4)/(3842.110)/(3842.11011114361043610-8-8)=0.376mm =0.376mmL/400=900/40
11、0=2.25mmL/400=900/400=2.25mm 横梁挠度满足要求。横梁挠度满足要求。综上,横梁强度挠度满足要求综上,横梁强度挠度满足要求。目录第14页/共27页纵梁强度计算纵梁强度计算n n纵梁为纵梁为1010cm1010cm方木,净间距为方木,净间距为0.25m0.25m,墩身处端部跨径为,墩身处端部跨径为0.6m0.6m,中部箱梁标,中部箱梁标准截面跨径为准截面跨径为0.9m0.9m按照跨径为按照跨径为0.9m0.9m进行计算,间距为进行计算,间距为0.9m0.9m。1 1、方木(落叶松)的力学性能、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
12、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第15页/共27页纵梁强度计算纵梁强度计算n n方木受力计算n n(1 1)作用在纵梁上的均布荷载为:)作用在纵梁上的均布荷载为:n nq=(F1+F2+F3+F4+F5)0.3=45.920.3=13.776KN/mq=(F1+F2+F3+F4+F5)0.3=45.920.3=13.776KN/mn n(2)(2)跨中最大弯矩:计算简图见下图。跨中最大弯矩:计算简图见下图。目录第16页/共27页纵梁强度计算纵梁强度计算n nM=13.7760.9M
13、=13.7760.92 2/8=1.39KN/8=1.39KN m mn n(3)(3)纵梁弯拉应力:纵梁弯拉应力:=1.3910=1.39103 3/1.6710/1.6710-4-4=8.35MPa=8.35MPa=14.5Mpa=14.5Mpan n纵梁弯拉应力满足要求。纵梁弯拉应力满足要求。n n3 3、纵梁挠度:、纵梁挠度:f=f=n n=(513.77610=(513.776103 30.90.94 4)/(3841110)/(38411109 98.33108.3310-6-6)n n=1.28mm=1.28mmL/400=900/400=2.25mmL/400=900/400=
14、2.25mmn n纵梁弯曲挠度满足要求。纵梁弯曲挠度满足要求。n n综上,纵梁强度满足要求。综上,纵梁强度满足要求。目录第17页/共27页支架受力计算支架受力计算n n1 1、立杆承重计算、立杆承重计算n n 碗扣支架立杆设计承重为:碗扣支架立杆设计承重为:30KN/30KN/根根,碗扣支架受力最不利位置在立杆的碗扣支架受力最不利位置在立杆的底部,底部,n n(1 1)中间标准段侧腹板下方立杆的最大承重计算)中间标准段侧腹板下方立杆的最大承重计算目录第18页/共27页支架受力计算支架受力计算n n每根立杆承受钢筋砼和模板重量:每根立杆承受钢筋砼和模板重量:n n侧腹板上方承重的梁体横截面积为侧
15、腹板上方承重的梁体横截面积为1.937m21.937m2n nN1=0.9m0.6m(1.8+0.12)+1.21.9370.925/3=18.5KNN1=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:横梁施加在每根立杆重量:n nN2=1.20.9m13.987kg/m10/10N2=1.20.9m13.987kg/m10/103 3=0.151KN=0.151KNn n纵梁施加在每根立杆重量:纵梁施加在每根立杆重量:n nN3=1.20.9m4N3=1.20.9m4根根0.1m0.1m9 KN/m3=0.389KN0.1m0.1m
16、9 KN/m3=0.389KNn n支架自重:支架最高按照支架自重:支架最高按照8m8m计算,计算,n n立杆单根重:立杆单根重:1.283.8410/101.283.8410/103 3=0.372KN=0.372KN,n n单根立杆承担横杆的重量:单根立杆承担横杆的重量:n n1.2(01.2(0.9m+0.9m)63.8410/109m+0.9m)63.8410/103 3=0.498KN=0.498KNn n施工荷载、振捣荷载施工荷载、振捣荷载n n1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KN1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KNn n每根立杆总承重:每根立杆总承重:
17、N=N1+N2+N3+N4=18.5+0.151+0.27+0.389+0.372+0.498+2.268N=N1+N2+N3+N4=18.5+0.151+0.27+0.389+0.372+0.498+2.268 =22.5KN =22.5KN30KN30KN立杆承重满足要求。立杆承重满足要求。目录第19页/共27页支架受力计算支架受力计算n n(2 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)针对箱梁每跨端部箱室为变截面,箱梁混凝土的重量较大,支架布置为置为60cm60cm60cm60cm和和60cm90cm60cm90cm,按,按60cm90cm60cm90cm布置进行
18、计算。布置进行计算。n n每根立杆承受钢筋砼和模板重量:每根立杆承受钢筋砼和模板重量:n nN1=(+1.21.5KN/m2+1.20.1 KN/m2)0.6m0.9mN1=(+1.21.5KN/m2+1.20.1 KN/m2)0.6m0.9mn n=26.6 KN=26.6 KNn n横梁施加在每根立杆重量:横梁施加在每根立杆重量:n nN2=1.20.9m13.987kg/m10/10N2=1.20.9m13.987kg/m10/103 3=0.151KN=0.151KN纵梁施加在每根立杆重量:纵梁施加在每根立杆重量:n nN3=1.20.6m4N3=1.20.6m4根根0.1m0.1m7
19、.5 KN/m0.1m0.1m7.5 KN/m3 3=0.216KN=0.216KN支架自重:支架最高按照支架自重:支架最高按照8m8m计算,计算,n n立杆单根重:立杆单根重:1.283.8410/101.283.8410/103 3=0.372KN=0.372KN,n n单根立杆承担横杆的重量:单根立杆承担横杆的重量:n n1.2(01.2(06m+0.9m)63.8410/106m+0.9m)63.8410/103 3=0.415KN=0.415KNn n施工荷载、振捣荷载施工荷载、振捣荷载n n1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KN1.40.9m0.6m(2+1)=2.26
20、8 KNn n每根立杆总承重:每根立杆总承重:N=N1+N2+N3+N4=26.6+0.151+0.216+0.372+0.415+2.268=30.0KNN=N1+N2+N3+N4=26.6+0.151+0.216+0.372+0.415+2.268=30.0KN=30KN=30KN目录第20页/共27页支架受力计算支架受力计算n n2、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。目录第21页/共
21、27页支架受力计算支架受力计算n n(1)(1)立杆长细比计算立杆长细比计算:钢管断面示意图见下图。钢管断面示意图见下图。n n 回转半径计算:回转半径计算:i=0.35(48+41)2=15.575mmi=0.35(48+41)2=15.575mmn n长细比长细比 计算:计算:=77=77=150=150n n(2 2)由长细比可查得,轴心受压构件的纵向弯曲系数)由长细比可查得,轴心受压构件的纵向弯曲系数 =0.707=0.707(3 3)立杆钢管的截面积:)立杆钢管的截面积:n nA Amm=489mm=489mm2 2n n(4)(4)稳定性验算稳定性验算n n =78.1 N/mm2
22、 =152 N/mm =78.1 N/mm2 =152 N/mm2 2n n支架稳定性满足要求。支架稳定性满足要求。综上,碗扣支架受力满足要求。综上,碗扣支架受力满足要求。目录第22页/共27页支架抗风荷载计算支架抗风荷载计算n n 支架上的荷载除以上计算外,还应考虑风荷载的作用。支架上的荷载除以上计算外,还应考虑风荷载的作用。根据根据公路公路桥梁桥梁通用技术规范通用技术规范的的规定,计算桥梁的强度规定,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:方应按照季节性进行风荷载计算。计算方
23、法为:n n 横向风力为横向风压乘以迎风面积。横向风压按照下公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:式计算:n nW=KW=K1 1K K2 2K K3 3K K4 4W W0 0n nK K1 1=0.85=0.85,K K2 2=1.3=1.3,K K3 3=1.0=1.0,K K4 4=1.3=1.3,W W0 0=600Kpa=600Kpa n nW=0.862Kpa=86.2kg/mW=0.862Kpa=86.2kg/m2 2 ,纵向风压为横向的,纵向风压为横向的40%40%,且纵向,且纵向受力面积较小,因此计算时仅考虑横向风荷载。受力面积较小,因此计算时仅考虑横向
24、风荷载。n nK K1 1设计风速频率换算系数设计风速频率换算系数 K K2 2风压体型系数风压体型系数n nK K3 3风压高度变化系数风压高度变化系数 K K4 4地形、地理条件系数地形、地理条件系数 目录第23页/共27页支架抗风荷载计算支架抗风荷载计算n n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力稳定性按组合风荷载计算:n n水平荷载计算风荷载标准值水平荷载计算风荷载标准值WWKK=0.7=0.7Z Z S S W W0 0 n n Z Z-风压高度变化系数风压高度变化系数 取取1
25、.46 1.46 n n S S-脚手架风荷载体形系数脚手架风荷载体形系数1.31.3n n-脚手架挡风系数脚手架挡风系数0.0870.087n nWWKK=0.71.461.30.08786.2=9.96 kg/m=0.71.461.30.08786.2=9.96 kg/m2 2n nLa-La-纵杆间距纵杆间距0.9m0.9mn nh-h-步距步距1.2m1.2mn n风荷载产生的弯矩风荷载产生的弯矩M=1.4WM=1.4WKKLahLah2 2/8/8n n =1.49.960.91.2 =1.49.960.91.22 2/810=22.5 N/m/810=22.5 N/m2 2n n4
26、83.5483.5支架钢管的抵抗矩支架钢管的抵抗矩W=510W=5103 3mmmm3 3n n截面积截面积A=4.89102mmA=4.89102mm2 2 n n由以上计算知,立杆所受最大竖向荷载为由以上计算知,立杆所受最大竖向荷载为30KN30KNn nN/A+M/W=3010N/A+M/W=30103 3/4.8910/4.8910-4-4+22.5/510+22.5/510-6-6n n=65.8Mpa=65.8Mpa容许应力容许应力=205Mpa=205Mpa n n综上,支架抗风荷载验算满足要求。综上,支架抗风荷载验算满足要求。目录第24页/共27页立杆地基承载力计算立杆地基承载
27、力计算n n立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求:n np fp fg g n n地基承载力设计值:地基承载力设计值:f fg g=f=fgkgkkkc c=3000.4=3000.4n n=120 kPa=120 kPa;n n其中,地基承载力标准值:其中,地基承载力标准值:n nf fgkgk=300 kPa=300 kPa;n n脚手架地基承载力调整系数:脚手架地基承载力调整系数:n nk kc c=0.4 =0.4;n n(1 1)地基处理)地基处理n n立杆底托边长为立杆底托边长为15cm15cm15cm15cm,砖渣和水稳铣刨料,砖渣和水稳
28、铣刨料50cm50cm处理后承载力处理后承载力300kpa300kpa,上部采用,上部采用15cm 15cm 厚厚C20C20混凝土罩面硬化,混凝土罩面硬化,C20 C20 混凝土抗压强度为混凝土抗压强度为8MPa8MPa。n n 目录第25页/共27页立杆地基承载力计算立杆地基承载力计算n n(2 2)验算荷载组合)验算荷载组合n n取单根立杆分析:根据以上计算可知,单根立杆最大荷载取单根立杆分析:根据以上计算可知,单根立杆最大荷载N=30KN N=30KN,立杆底托,立杆底托面积面积S=0.150.15=0.0225mS=0.150.15=0.0225m2 2n n立杆底部混凝土承受荷载为
29、:立杆底部混凝土承受荷载为:N/S=30/0.0225=1.33MPa8MpaN/S=30/0.0225=1.33MPa8Mpa,混凝土承载力满,混凝土承载力满足要求;足要求;n n应力按应力按45 45 度角扩散,度角扩散,50cm50cm回填层上的承载力为:回填层上的承载力为:n n(30KN+0.450.450.1524KN/m(30KN+0.450.450.1524KN/m3 3)/0.452=68.0KPa300kpa)/0.452=68.0KPa300kpa,回填层承载力满足要,回填层承载力满足要求;求;n n应力按应力按4545度角扩散,天然地基整体承受上部荷载,天然地基承受荷载: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 nN=30KN+1.451.450.1524KN/mN=30KN+1.451.450.1524KN/m3 3+1.451.450.513.0KN/m+1.451.450.513.0KN/m3 3=50.23KN=50.23KNn nN/S=50.23/(1.45)N/S=50.23/(1.45)2 2=23.9KPa120KPa=23.9KPa120KPan n压实天然地基承载力满足要求。压实天然地基承载力满足要求。目录第26页/共27页
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