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箱梁碗扣式支架計算書

一、工程概括

略

二、計算依據(jù)和規(guī)范

1、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ166-2022)2、《馬路橋涵施工技術規(guī)范》〔JTJ041-2000〕3、《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2022)4、《木結構設計規(guī)范》〔GB50005-2022〕5、《鋼結構設計規(guī)范》〔GB50017-2022〕7、《路橋施工計算手冊》周水興等編著三、支架模板方案

1、模板

箱梁底模擬采納δ＝10mm的鋼模，側模采納δ＝4mm的鋼模，內(nèi)膜采納δ＝15mm的竹膠板。鋼模板容許應力[σ0]=140MPa,彈性模量E=2.06*105MPa。

2、縱橫向方木

縱向方木截面尺寸為15*15cm，放置于頂托上。

橫向方木截面尺寸為10*10cm，放置于縱向方木上，間距為30cm。方木的力學性能指標按《木結構設計規(guī)范》GB50005-2022木材按乘以相應的條件折減系數(shù)取值，那么：

[σ0]=12*0.9=10.8MPa，E=10*103*0.85=8.5103MPa，容重取6KN/m3。3、支架

支架采納碗扣式腳手架，碗扣支架鋼管為φ48、d=3.5mm，材質(zhì)為A3鋼，軸向容許應力[σ0]=215MPa。具體數(shù)據(jù)可查表1。

表1碗扣支架鋼管截面特性

中的TC13A類

支架布置：

橫距：腹板下600mm，箱室底板和翼緣板處900mm；縱距：均取900mm，橫桿步距1200mm，剪刀撐每三道設置一道，詳細布置見下列圖：

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橫橋向：Ⅰ—Ⅰ截面支架布置示意圖單位：

cm

橫橋向：Ⅱ—Ⅱ截面支架布置示意圖單位：cm

順橋向支架布置示意圖單位：cm

四、計算假定

a、翼緣板砼〔Ⅰ區(qū)〕及模板重量由板下支架承受；

b、Ⅱ、Ⅳ區(qū)頂板、底板及腹板砼及模板重量由底板模板承受，底板面積

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按實際底板面積加上腹板垂直投影面積；

c、Ⅲ區(qū)頂板砼通過內(nèi)模由底板模板承受；d、支架連接按鉸接計算；e、荷載按下列圖分解。取如下截面計算是偏安全的

Ⅰ—Ⅰ截面

Ⅱ—Ⅱ截面圖

五、荷載計算：

1、新澆混凝土自重荷載q1:鋼筋砼容重γ=26kN/m32、模板及方木q2=1.0kN/m2

3、施工人員、施工料具荷載按均布施工荷載q3=2.5kN/m24、混凝土振搗時產(chǎn)生的荷載q4=2kN/m25、混凝土振搗時產(chǎn)生的沖擊荷載q5=2kN/m2

按上圖計算荷載

翼緣計算截面?、瘛窠孛娑?，厚度為80cm，底板為130cm，腹板厚度為200cm。那么荷載為：

翼緣區(qū)〔Ⅰ區(qū)〕：q1=13kN/m2腹板區(qū)〔Ⅱ、Ⅳ區(qū)〕：52kN/m2底板區(qū)Ⅲ區(qū)：33.8kN/m2

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依據(jù)《路橋施工計算手冊》，驗算強度時，荷載組合為1—5，驗算剛度時，荷載組合為1、2,荷載分項系數(shù)，混凝土自重荷載和模板荷載取1.2，其余荷載取1.4。

六、強度、剛度及變形驗算

1、底模

底模采納15mm竹膠板，計算時按三跨連續(xù)梁考慮，因底模下的橫向方木間距為30cm，故底模的計算跨徑為30cm，底模寬度取1m，因腹板區(qū)荷載最大，故取腹板區(qū)進行驗算。

模板的彈性模量E=2.06105MPa，I=1/12*1000*103=83333mm4

〔1〕、強度驗算荷載組合

q=1.2*〔52+1〕+1.4*〔2.5+2+2〕=72.7kN/m

底板彎矩最大值MmA*=qL2/10=0.1*72.7*0.32=0.65kN.m

模板的抗彎剛度W=1/6*B*H2=1/6*1000*102=16667mm3

那么模板承受的應力為σ=MmA*/W=0.65*106/16667=39.00MPa50Mpa故模板的強度滿意要求。〔2〕、剛度驗算荷載組合

q=1.2*〔52+1〕=63.6kN/m2那么最大撓度為

f=ql4/150EI=63.6*3004/(150*2.06105*281250)=0.06mm[f]=300/400=0.75mm故模板的剛度滿意要求。2、橫橋向方木

橫橋向方木放置于順橋向方木上面，橫橋向方木規(guī)格采納10cm10cm，方木間距按30cm布置，計算模型簡化為三跨連續(xù)梁計算，計算跨徑為腹板區(qū)0.6m，底板區(qū)和翼緣區(qū)0.9m，忽視方木自重的影響。

E=10*103*0.85=8.5103MPa，I=1/12*100*1003=8.33106mm4?！?〕、強度驗算

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荷載組合：

腹板區(qū)：q=〔1.2*〔52+1〕+1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.3=21.81kN/m底板區(qū)：q=〔1.2*〔33.8+1〕+1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.3=15.26kN/m翼緣區(qū)：q=〔1.2*〔20.8+1〕+1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.3=10.58kN/m最大彎矩：

腹板區(qū)：MmA*=qL2/10=0.1*21.81*0.62=0.79kN.m底板區(qū)：MmA*=qL2/10=0.1*15.26*0.92=1.24kN.m翼板區(qū)：MmA*=qL2/10=0.1*10.58*0.92=0.86kN.m底板區(qū)的最大彎矩最大，故用底板區(qū)的最大彎矩計算W=1/6*B*H2=1/6*1000*10002=1.67105mm3

σ=MmA*/W=7.43MPa[σ]=10.8MPa故橫向方木的強度滿意要求。

〔2〕、剛度驗算荷載組合：

腹板區(qū)：q=1.2*〔52+1〕*0.3=19.08kN/m底板區(qū)：q=1.2*〔33.8+1〕*0.3=12.53kN/m翼板區(qū)：q=1.2*〔20.8+1〕*0.3=7.85kN/m

那么最大撓度為：

腹板區(qū)：f=ql4/150EI=19.08*6004/(150*8.5103*8.33106)=0.23mm[f]=600/400=1.5mm底板區(qū)：f=ql4/150EI=12.53*9004/(150*8.5103*8.33106)=0.77mm[f]=900/400=2.25mm

因翼板區(qū)和底板區(qū)的計算跨徑相同，而荷載小于底板區(qū)，故無需驗算故橫向方木的剛度滿意要求3、順橋向方木

縱橋向方木尺寸采納15cm15cm，放置于碗扣支架的頂托上，承受橫橋向方木傳遞給其的集中荷載，按簡支梁模型考慮，計算跨徑為90cm。

E=10*103*0.85=8.5103MPa，I=1/12*150*1503=4.22107mm4?！?〕、強度驗算

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橫向方木所傳遞給縱向方木的集中力為：腹板區(qū):P=21.810.6=13.09kN底板區(qū)：P=15.260.9=13.73kN翼板區(qū)：P=10.580.9=9.52kN

縱向方木自重：g＝60.150.15＝0.14kN/m力學模型

按最大正應力布載模式計算：支座反力

腹板區(qū)：R＝(13.09*1.35+0.14*0.9*0.45)/0.9=19.70KN底板區(qū)：R＝(13.73*1.35+0.14*0.9*0.45)/0.9=20.66KN翼板區(qū)：R＝(9.52*1.35+0.14*0.9*0.45)/0.9=14.34KN最大跨中彎距

腹板區(qū)：Mma*＝19.700.45-0.140.452/2-13.090.3＝4.91KN.m底板區(qū)：Mma*＝20.660.45-0.140.452/2-13.730.3＝5.15KN.m翼板區(qū)：Mma*＝14.340.45-0.140.452/2-9.520.3＝3.56KN.m因底板區(qū)的彎矩最大，按底板區(qū)的最大彎矩計算抗彎剛度W=1/6*150*1502=5.63105mm

σma*＝Mma*/W＝5.15*106/5.63*105＝9.15MPa＜[σ0]=10.8MPa故縱向方木的強度滿意要求?！?〕、剛度驗算

按最大支座反力布載模式計算：集中荷載:

腹板區(qū)：P=13.09*4-1.4*〔2.0+2.0+2.5〕*0.9=44.17kN

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底板區(qū)：P=13.73*4-1.4*〔2.0+2.0+2.5〕*0.9=46.73kN翼板區(qū)：P=9.52*4-1.4*〔2.0+2.0+2.5〕*0.9=29.89kN因底板處的集中荷載最大，取底板處的值進行計算那么縱向方木的最大撓度為：f＝Pl3/(48EI)+5ql4/(384EI)＝

46.73*9003/(48*8.5103*4.22107)+5*0.14*9004/(384*8.5103*4.22107)＝1.98mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm故縱向方木的剛度符合要求。4、支架立桿計算

依據(jù)《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ166-2022)的規(guī)定，腳手架立桿穩(wěn)定計算的荷載組合為:

1、永久荷載+可變荷載

2、永久荷載+0.85(可變荷載+風荷載)

立桿承受順橋向方木傳遞給其的荷載，單根立桿在腹板區(qū)承受60cm90cm平面內(nèi)的荷載，底板區(qū)承受90cm90cm平面內(nèi)的荷載，翼緣區(qū)90cm90cm承受平面內(nèi)的荷載。〔1〕、不組合風荷載

腹板區(qū)：N1=〔1.2*〔52+1〕+1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.6*0.9=39.26kN底板區(qū)：N1=〔1.2*〔33.8+1〕+1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.9*0.9=41.20kN翼板區(qū)因混凝土荷載小于底板區(qū)，故總荷載必小于底板區(qū)，無需驗算底板區(qū)支架立桿承受的荷載最大，用其計算支架自重偏保守按15m考慮，G=15*0.235=3.51KN

單根立桿所承受的最大豎向力為：N=41.2+3.51=44.71kN

橫桿步距按1.2m計算，故立桿計算長度為1.2m。長細比λ=L/i=1200/15.78=7680,查表得故φ=0.744，那么：

[N]=φA[σ]=0.744489215=78.22kN

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N[N]符合要求?！?〕、組合風荷載

立桿荷載：《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》，支架立桿的軸向力設計值Nut取不組合風荷載時立桿受壓荷載總設計值計算。

腹板區(qū)：N=〔1.2*〔52+1〕+0.9*1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.6*0.9=38.77kN底板區(qū)：N=〔1.2*〔33.8+1〕+0.9*1.4*〔2.5+2+2〕〕*0.9*0.9=40.46kN風荷載：風荷載標準值按下式計算：

ωk=0.7μsμzω0=0.7*1.0*0.78*0.46=0.25KN/m2其中

w0--基本風壓(kN/m2)，根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2022)的規(guī)定采納：ω0=V02/1600,V0取27.2m/s，那么ω0=0.46KN/m2；

μz--風荷載高度改變系數(shù)，根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2022)的規(guī)定采納：偏保守估量取值h=15m,屬C類。μz=0.616*〔z/10〕0.441.14，μ

z

=0.78；

μs--風荷載體型系數(shù)：本工程取值為1.0；

Mw=0.91.4Mwk=0.91.4Wklah2/10=0.91.40.250.61.22/10=0.027kN〃m

立桿穩(wěn)定性驗算：

σ=1.05N/(φA)+Mw/W=1.0540.46103/(0.7444.89102)+0.027106/(5.078103)=124.78MPa[f]=215MPa；

綜上，支架立桿的穩(wěn)定性滿意要求。5、地基承載力

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立桿下的可調(diào)底座尺寸為15cm15cm，地基處理形式從下到上為換填50cm宕渣并夯實，在宕渣上澆注10cm厚的C20素混凝土。

計算考慮擴散角考慮45度，宕渣重度取8KN/m3。那么混凝土面的應力為：

σma*＝N/A=44.71/0.152=1.99MPa20Mpa宕渣上層面的作用面積為：

A=(0.15+0.1*2)*(0.15+0.1*2)=0.1225m2那么應力為

σma*＝N/A=44.71/0.1225+0.1*24=367.38KPa宕渣底的作用面積為

A=(0.15+0.6*2)*(0.15+0.6*2)=3.32m2那么應力為

σma*＝N/A=44.71/3.32+0.1*24+0.5*8=19.87KPa

故宕渣夯實后的承載力不得小于367.38Kpa，基底地基的承載力不得小于19.87KPa。

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一、工程概括

略