京沪高速铁路某连续梁支架计算书Word格式文档下载.doc
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(1)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》;
(2)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)。
2.3、主要参考工具书
(1)《实用土木工程手册》(第三版),杨文渊编,人民交通出版社出版;
(2)《基础工程施工手册》,基础工程施工手册编写组编著,中国计划出版社出版;
3、支架设计原则
(1)安全可靠,操作方便;
(2)因地制宜,经济实用。
4、支架结构布置型式
本连续梁采用满堂碗扣式钢管脚手架现浇施工,支架结构主要由:
模板系统,纵、横向分配梁、满堂支架支撑、支架基础几部分组成,结构见附后的《支架平面布置图》、《支架立面布置图》、《支架横截面布置图》。
4.1、模板
面板采用厚15mm的优质竹胶板;
背肋采用10cm×
10cm方木(平放),间距腹板下15cm(满铺),底板下20cm;
支承横楞采用15cm×
15cm工字钢,间距同支架纵距。
4.2、支架
立杆、横杆采用φ48碗扣式钢管脚手架。
立杆横截面布置方式为:
两边腹板下布置5根,间距0.3m,两侧翼板下各布置3根,间距0.6~0.9m,中部布置7根,间距0.6m。
立杆纵向布置为:
翼板下为1.2m,一阶段腹板下为0.3m,其余为0.6m。
水平杆步距:
腹板下为0.6m,其余为1.2m,支架顶部根据需要可以加密至0.6m。
可调底座KTZ-45,可调范围≤300mm;
可调托座KTC-45,可调范围≤300mm。
另外横向每8排立杆设置一道剪刀撑,纵向设置7道剪刀撑,与地面夹角为45~60°
,采用φ48×
3.5mm扣件式脚手架钢管。
5、支架设计计算过程
5.1、荷载分析
5.1.1、恒载
该支架所受的恒载包括所浇注的连续梁自重、模板自重和支架自重。
各种荷载标准值为:
(1)、支撑架模板自重标准值:
模板及支承小楞均布荷载Q1=2.5kN/m2;
(2)、连续梁钢筋混凝土:
Q2=26KN/m3。
5.1.2、活载
支架所受的活荷载包括施工荷载、风荷载和温度荷载。
(1)振捣及施工荷载
施工人员及设备荷载值按均布活荷载Q3=1KN/m2;
振捣混凝土产生的荷载为Q4=2kN/m2。
(2)风荷载和温度荷载。
本方案未考虑风荷载和温度荷载
5.2、脚手架整体稳定性验算
5.2.1、单肢立杆轴向力计算公式
N=[1.2Q1+1.4(Q3+Q4)]·
Lx·
Ly+1.2Q2V
式中:
Q1——支撑架模板自重标准值;
Q2——新浇砼及钢筋自重标准值;
Q3——施工人员及设备荷载标准值;
Q4——振捣砼产生的荷载;
Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距(m);
V——Lx、Ly段的混凝土体积(m3)。
5.2.2、单肢立杆轴向力计算公式
只计算同等支架布置截面最厚的Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ断面,断面布置见下图:
(1)Ⅰ—Ⅰ断面
本截面梁高按照6.2m,顶板厚度0.4m,底板厚度1.0m。
横杆步距为1.2m,翼板支架纵距1.2m,其余为0.3m,翼板支架横距为0.9m,腹板为0.3m,底板为0.6m。
按照5.2.1公式列表计算得:
参数
部位
Q1
(kN/m2)
Q2
(kN/m3)
Q3
Q4
Lx
(m)
Ly
V
(m3)
N
(kN)
翼板
2.5
26
1
2
1.2
0.9
0.549
24.9
腹板
0.3
0.558
18.06
底板
0.6
0.504
18.3
(2)II—II断面
本截面梁高按照4.05m,顶板厚度0.4m,底板厚度0.6m。
横杆步距为1.2m,翼板支架纵距1.2m,其余为0.6m,翼板支架横距为0.9m,腹板为0.3m,底板为0.6m。
0.729
24.0
0.36
13.8
5.2.3、单肢立杆承载力计算
单肢立杆稳定性按下式计算:
N≤φAf
式中:
A——立杆横截面积,0.0004893m2;
φ——轴心受压杆件稳定系数,按细长比λ值查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C;
f——钢材强度设计值,Q235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205MPa。
其中:
φ=k.μ.h/i
i——截面回转半径,查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录B得0.0158m
k——计算长度附加系数,其值取1.155。
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,查表得1.7;
h——立杆步距,为1.2m
φ=1.155×
1.7×
1.2÷
0.0158=149
根据φ=149,查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C得φ值为0.312。
因此力杆容许轴力为:
φAf=0.312×
0.0004893×
205000=31.3(KN)
∵N≤φAf,∴立杆稳定性满足要求。
5.3、支架基础承载力计算
5.3.1、支架基础结构
本连续梁支架采用钢管立柱支承,支撑体系由下至上为:
Φ0.30m混凝土静压桩基础,C30钢筋混凝土承台,φ720×
10mm钢管立柱,双拼I56b型钢横梁,I45b型钢纵梁,I14工字钢横向分配梁。
横断面见下图:
每横断面布置三个承台,每个承台设置2根桩,单桩极限承载力为550KN,施工过程中下压力满足要求且静压5分钟桩不再下沉后方能终止该桩压注。
桩顶伸入承台40cm(钢筋20cm,桩身20cm),承台顶预埋一块90cm×
90cm×
1cm钢板,钢板中部挖Φ50cm圆孔,钢板上焊接Φ16锚筋。
每个承台各设置一根φ720钢管立柱,立柱焊于承台顶预埋钢板上,单个承台立柱间横向设置20#槽钢联系梁。
在立柱顶放置双拼I56b型钢横梁,要求两者间焊接牢固;
纵梁上铺I45b型钢纵梁;
纵梁一般地段断面布置8列,两侧翼板下各1列,两侧腹板下各1列,底板下两列,纵梁与横梁相交的节点需要点焊;
纵梁上横铺I14工字钢,用于支承支架,间距同支架纵距。
经查表、计算,支架所需的其它构件力学性能见下表:
材料名称
截面实量尺寸
弹性模量
E
惯性矩
I
截面抵抗矩
W
材料许用应力[σ]
备注
I14工字钢
210GPa
712cm4
101.7cm3
205MPa
I45b型钢
33759cm4
1500.4cm3
I56b工字钢
48556cm4
1942.2cm3
5.3.2、支架基础各部位承载力计算
(1)横向I14工字钢横向分配梁
横向分配梁支点为I45b型钢纵梁,其结构如下图:
所以,腹板下横向I14工字钢能承载上部荷载。
所以,底板下横向I14工字钢能承载上部荷载。
(2)、I45b型钢纵梁检算
①、翼板下纵梁
翼板下设置1列纵梁,荷载按1.4混凝土重量计算,按最大跨度4.75m段计算,翼板混凝土量2.32m3/m。
q=1.4×
2.32×
26=84.4KN/m
Mmax=ql2/8=84.4×
4.752/8=238(KN.m)
σ=MMmax/W=238KN.m÷
(4×
387.2)cm3=154MPa<[σ]=205MPa
纵梁强度满足要求。
f=5ql4/(384EI)
=5×
84.4KN/m×
4.754m4/(384×
210GPa×
4×
5808.3cm4)
=11.47mm<[f]=L/400=4750/400=11.87mm
纵梁挠度满足要求。
②、腹板下纵梁
腹板下设置2列纵梁,间距1.2m,荷载按1.4混凝土重量计算,其中跨度3.5m段:
截面最厚5.9m,腹板厚0.9m,还承载0.3m宽的底板(底板厚0.92m,顶板厚0.4m,因位于倒角处,底板、顶板共增厚0.3m)。
(5.9×
0.9+(0.92+0.4+0.3)×
0.3)×
26=211KN/m
Mmax=ql2/8=211×
3.52/8=323(KN.m)
σ=MMmax/W=323KN.m÷
(1500.4×
2)cm3=108MPa<[σ]=205MPa
211KN/m×
3.54m4/(384×
(2×
33759)cm4)
=2.9mm<[f]=L/400=3500/400=8.75mm
其中跨度4m段:
截面最厚5.4m,腹板厚0.9m,还承载0.3m宽的底板(底板厚0.81m,顶板厚0.4m,因位于倒角处,底板、顶板共增厚0.3m)。
(5.4×
0.9+(0.81+0.4+0.3)×
26=193.4KN/m
Mmax=ql2/8=193.4×
4.02/8=387(KN.m)
σ=MMmax/W=387KN.m÷
2)cm3=129MPa<[σ]=205MPa
193.4KN/m×
4.04m4/(384×
=4.6mm<[f]=L/400=4000/400=10mm
其中跨度4.5m段:
截面最厚4.9m,腹板厚0.9m,还承载0.3m宽的底板(底板厚0.69m,顶板厚0.4m,因位于倒角处,底板、顶板共增厚0.3m)。
(4.9×
0.9+(0.69+0.4+0.3)×
26=175.7KN/m
Mmax