碗扣支架计算书47037.doc

'碗扣支架计算书一、荷载分析计算(1)模板及模板支撑架荷载Q1：通过计算模板荷载如下：a、内模（包括支撑架）：取q1－1=1.0kN/m2；b、侧模：取q1－2=0.8KN/m2；c、底模（包括背带木）：取q1－3=0.6kN/m2；d、碗扣脚手架荷载：通过计算得按支架搭设高度9米计算（含剪刀撑）：q1-4=2kN/m2。(2)箱梁混凝土荷载Q2：(3)施工荷载Q3：施工人员及设备荷载取q3-1=1.0kN/m2，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值。水平模板的砼振捣荷载，取q3-2=2kN/m2，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值。二、碗扣立杆受力计算单肢立杆轴向力计算公式N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly式中：Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距。（一）新建箱梁支架立杆(1)跨中腹板立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，碗扣支架布置为见下图 跨中断面腹板支架布置图6根立杆承受箱梁自重：砼面积为：2.44m2，则Q2=2.44×1.2×26=76.13kN，最大分布荷载：N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly=1.2×[(q1-3+q1-4)×1.2×1.8+Q2]+1.4(q3-1+q3-2)×1.2×1.8=1.2×[(0.6+2)×1.2×1.8+76.13]+1.4×(1+2)×1.2×1.8=98.1+9.1=107.2kN单根立杆受力：N=107.2/6=17.9kN<[N]=20kN(2)跨中底板立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，碗扣支架布置为见下图 跨中断面底板支架布置图4根立杆承受箱梁自重：箱梁自重为：0.756m2，则Q2=0.756×1.8×26=35.4kN，最大分布荷载：N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly=1.2×[(q1-3+q1-4)×1.8×1.8+Q2]+1.4(q3-1+q3-2)×1.8×1.8=1.2×[(0.6+2+1)×1.8×1.8+35.4]+1.4×(1+2)×1.8×1.8=56.5+13.61=70.1kN单根立杆受力：N=70.1/4=17.52kN<[N]=20kN(3)跨中翼板立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，碗扣支架布置为见下图跨中断面翼板支架布置图 6根立杆承受箱梁自重：箱梁面积为：0.73m2，则Q2=0.73×1.8×26=34.2kN，最大分布荷载：N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly=1.2×[(q1-3+q1-4)×2.1×1.8+Q2]+1.4(q3-1+q3-2)×2.1×1.8=1.2×[(0.8+2+1)×2.1×1.8+34.2]+1.4×(1+2)×2.1×1.8=58.3+15.9=74.2kN单根立杆受力：N=74.2/6=12.4kN<[N]=20kN(4)梁端腹板立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，碗扣支架布置为见下图跨端断面腹板支架布置图8根立杆承受箱梁自重：箱梁面积为：2.644m2，则Q2=2.644×1.2×26=82.5kN，最大分布荷载：N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly=1.2×[(q1-3+q1-4)×2.4×1.8+Q2]+1.4(q3-1+q3-2)×2.4×1.2=1.2×[(0.8+2)×2.4×1.2+82.5]+1.4×(1+2)×2.4×1.2=108.7+12.1=120.8kN单根立杆受力：N=120.8/8=15.1kN<[N]=20kN(5)横隔梁 立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，为增大支架承载力及稳定，在横隔梁位置纵向0.6m，横向0.6m加密支架。碗扣支架布置为见下图横隔梁支架布置图5根立杆承受箱梁自重，此部位横梁面积为：1.238m2，则Q2=1.238×1.2×26=38.63kN，最大分布荷载：N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly=1.2×[(q1-3+q1-4)×1.2×1.2+Q2]+1.4(q3-1+q3-2)×1.2×1.2=1.2×[(0.6+2)×1.2×1.2+38.63]+1.4×(1+2)×1.2×1.2=50.85+6.05=120.8kN单根立杆受力：N=56.9/5=11.4kN<[N]=20kN经以上计算，新建箱梁时立杆均满足受力要求。(6)横梁立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距(即立杆步距)1.2m，为增大支架承载力及稳定，在横梁位置纵向0.6m，横向0.6m加密支架。碗扣支架布置为见下图 横隔梁支架布置图14根立杆承受箱梁自重，此部位横梁面积为：6.79m2，则Q2=6.79×1.2×26=211.848kN，最大分布荷载：N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly=1.2×[(q1-3+q1-4)×1.2×3+Q2]+1.4(q3-1+q3-2)×1.2×3=1.2×[(0.6+2)×1.2×3+211.85]+1.4×(1+2)×1.2×3=263.8+15.12=278.94kN单根立杆受力：N=278.94/14=19.92kN<[N]=20kN经以上计算，新建箱梁时立杆均满足受力要求。三、地基受力计算新开河滩涂地基处理为：60cm拆房土+20cm10%灰土+20cmC20砼，碾压、夯实后，地基承载力达到80Kpa。支架底托下垫10×15㎝方木，根据力的扩散原则，计算作用于拆房土处理后的土层的荷载。地基承载力计算公式f=N/Ag，F——地基受力，N——单肢立杆竖向轴力，Ag——支撑单肢立杆的原土层面积，计算土层受力面积考虑立杆纵横向步距。各部位地基受力如下表： 箱梁部位荷载N（kN）受力面积Ag（㎡)地基受力f(KPa)跨中腹板17.90.95×0.631.4跨中底板17.5230.74跨中翼板12.421.75梁端腹板15.126.5横梁19.9234.95横隔梁11.420由上表可知，地基受力最大值在横梁下，其最大值为34.95Kpa，小于60cm拆房土处理后的地基承载力标准值。四、支架立杆稳定性验算碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，因此此以轴心受压的单根立杆进行验算：公式：N≤[N]=ΦA[σ]碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A＝489mm2,A3钢，I＝10.78*104mm4则，回转半径i=（I/A）1/2=1.58cm,查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》表B2：钢管截面特性取值。跨中底板按横杆步距：h=120cm计算。跨中底板钢管长细比λ＝L/i=120/1.58=75.9<[λ]=250取λ＝76；轴心受压杆件，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附录C：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数Φ＝0.744，[σ]=205MPa单根立杆允许承载能力：[N]=0.744×489×205=74582.28N=74.6kN支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于横梁处，其N＝19.92kN（见前碗扣立杆受力验算）由上可知：拆桥时跨中腹板处：N＝19.92kN≤[N]=74.6kN五、支撑架整体倾覆验算当架体高宽比较大时，横向风荷载作用极易使立杆产生拉力，它的力学特征实际上就是造成架体的“倾覆”。新开河滩涂处支架高度8米，支架宽度20米，高宽比小于1，顺桥向每5跟或7根立杆布置一道竖向剪刀撑，间距3.6米，则3.6米范围内有一根通长的斜杆受力。 根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》的要求，计算支架及施工围栏风荷载。Wk=0.7μz·μs·Wo·φ式中：Wk——风荷载标准值（kN/m2）；μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用1.0；μs——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定的竖直面取0.8；Wo——基本风压（KN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用0.55；φ——挡风系数，满挂密目网取0.8，实体取1。支架风荷载Wk架=0.7μz·μs·Wo=0.7×1.0×0.8×0.55=0.31kN/m2围挡风荷载Wk围=0.7μz·μs·Wo·φ=0.7×1.0×0.8×0.55×0.8=0.25kN/m2W1=（Wk架+Wk围）·S格·γS格=1.2×0.9㎡，支架步距1.2m，纵向间距0.9m；γ=1.4，可变荷载安全系数。W1=（0.31+0.25）×1.2×0.9×1.4=0.85kN依据力的平行四边形关系，Wv=120/90×W1=1.13kNWx==1.42kN 斜杆强度计算：斜杆长细比：λ＝L/i=150/1.58=94.9<[λ]=250，查表得φ0.626斜杆承载力：Nx=φ·A·f=0.626×489×205=6.28kN>Wx，采用旋转扣件连接斜杆，其承载力为8kN>Wx，合格。立杆结构自重计算：Nv=7×39.7×2×19+3×173.1×20=20.9kN>Wv=1.13kN，合格。支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。六、竹胶板计算以横梁处底模为计算对象，其上方木采用15*15cm.底模采用δ＝12mm的竹胶板,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。顶层方木间距25cm。截面参数及材料力学性能指标W=bh2/6=1.5×0.0122/6=3.6×10-5m3I=bh3/12=1.5×0.0123/12=1.8×10-7m3竹胶板容许应力[σ]=8.0MPa,E=6×103MPa。q=1.2×(176.54+2.6)+1.4×3=214.97+4.2=219.17kN/mMmax＝ql2/10＝219.17×0.1×0.1/10＝0.21917kN·mσmax＝Mmax/W＝0.21917×10-3/3.6×10-5＝6.1MPa≤[σ]=8.0Mpa，合格刚度计算荷载:q=1.2×(176.54+2.6)=214.97kN/mf＝ql4/(150EI)＝214.97×103×0.14/(150×6×109×1.8×10-7)＝0.0013mm≤[f0]＝100/400＝0.25mm合格。七、方木的强度和刚度计算以横梁部位为研究对象进行计算。下层10×15cm方木，距60cm，上层15×15cm方木，间距25cm。上部荷载重58.85kN/m2。1、对于10×15cm方木线荷载为:q=PL=58.85×0.6=35.31kN/m方木受线荷载后产生的最大内力: M=qL2/8=35.31×0.62/8=1.59kN·m方木的抗弯截面模量为：W=ab2/6=10×152/6=375cm3应力：σ=M/W=1.59×103/0.000375=4.24MPa<［σ0］=65MPa满足要求。挠度检算：取E=11×103MpaI=ab3/12=0.1×0.153/12=2.8125×10-5m4ƒ=5ql4/（384EI）=5×35310×0.64/（384×11×109×2.8125×10-5）=0.019mm＜L/400=1.5mm满足要求。2、对15×15cm方木进行检算，间距25cm。q﹦0.25×58.85=14.7125kN/m方木受荷载后产生最大内力：M=ql2/8=14.7125×0.252/8=0.12N·m方木的抗弯截面模量为：W=ab2/6=153/6=562.5cm3应力：σ=M/W=0.12/0.0005625=0.21MPa<［σ0］=65MPa满足要求。挠度检算：取E=11×103Mpa,I=ab3/12=0.15×0.153÷12=4.219×10-5m4ƒ=5ql4/（384EI）=5×14713×0.254/（384×11×109×4.219×10-5）=0.0016mm＜L/400=1.5mm，满足要求。'