满堂支架施工方案计算课件.ppt

1、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满堂支架侧面布置示意图目录满堂支架立面布置示意图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

2、（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目录截面积惯性矩抵抗矩回转半径每米重量(mm2)(mm4)(mm3)(mm)(kg/m)483.5 4.8910212.191045.010315.783.84规格表1 钢管截面特性2052052.06102表2 钢材的强度设计值与弹性模量抗拉、抗弯f(N/mm2)抗压 fc(N/mm2)弹性模量E(kN/mm2)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

3、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

4、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

5、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=(0.6

6、7745.920.34)/(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/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=0.3

7、6KN/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=41.8140.92/8=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。45384qlEI目录纵梁强度计算纵梁为1010cm

8、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

9、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1.937m2N1=0.9m0.6m(1.8+0.12)+1.21.9370.925/

10、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

11、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(

12、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=

13、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。0.352dD目录30.9 30.0 100.707 489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：

14、W=K1K2K3K4W0K1=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0.087WK=0.71.461.30.08786.2=9.9

15、6 kg/m2La-纵杆间距0.9mh-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/m2483.5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30KNN/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

16、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=0.0225m2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/m3)/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/m3+1.451.450.513.0KN/m3=50.23KNN/S=50.23/(1.45)2=23.9KPa120KPa压实天然地基承载力满足要求。目录