457545m边跨现浇段碗扣式支架计算书Word文档格式.docx

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t（mm）

截面积

A（mm2）

惯性矩

I（mm4）

抵抗矩

W（mm3）

回转半径

i（mm）

每米长自重

（N）

48

3.5

4.89*102

1.219*105

5.08*103

15.78

38.4

支架布置：

横距：

腹板下600mm，箱室底板和翼缘板处900mm；

纵距：

均取900mm，横杆步距1200mm，剪刀撑每三道设置一道，具体布置见下图：

横桥向：

Ⅰ—Ⅰ截面支架布置示意图单位：

cm

Ⅱ—Ⅱ截面支架布置示意图单位：

顺桥向支架布置示意图单位：

四、计算假定

a、翼缘板砼（Ⅰ区）及模板重量由板下支架承担；

b、Ⅱ、Ⅳ区顶板、底板及腹板砼及模板重量由底板模板承担，底板面积按实际底板面积加上腹板垂直投影面积；

c、Ⅲ区顶板砼通过内模由底板模板承担；

d、支架连接按铰接计算；

e、荷载按下图分解。

取如下截面计算是偏安全的

Ⅰ—Ⅰ截面

Ⅱ—Ⅱ截面图

五、荷载计算：

1、新浇混凝土自重荷载q1:

钢筋砼容重γ=26kN/m3

2、模板及方木q2=1.0kN/m2

3、施工人员、施工料具荷载按均布施工荷载q3=2.5kN/m2

4、混凝土振捣时产生的荷载q4=2kN/m2

5、混凝土振捣时产生的冲击荷载q5=2kN/m2

按上图计算荷载

翼缘计算截面取Ⅰ—Ⅰ截面段，厚度为80cm，底板为130cm，腹板厚度为200cm。

则荷载为：

翼缘区（Ⅰ区）：

q1=13kN/m2

腹板区（Ⅱ、Ⅳ区）：

52kN/m2

底板区Ⅲ区：

33.8kN/m2

根据《路桥施工计算手册》，验算强度时，荷载组合为1—5，验算刚度时，荷载组合为1、2,荷载分项系数，混凝土自重荷载和模板荷载取1.2，其余荷载取1.4。

六、强度、刚度及变形验算

1、底模

底模采用15mm竹胶板，计算时按三跨连续梁考虑，因底模下的横向方木间距为30cm，故底模的计算跨径为30cm，底模宽度取1m，因腹板区荷载最大，故取腹板区进行验算。

模板的弹性模量E=2.06×

105MPa，I=1/12*1000*103=83333mm4

（1）、强度验算

荷载组合

q=1.2*（52+1）+1.4*（2.5+2+2）=72.7kN/m

底板弯矩最大值MmAX=qL2/10=0.1*72.7*0.32=0.65kN.m

模板的抗弯刚度W=1/6*B*H2=1/6*1000*102=16667mm3

则模板承受的应力为σ=MmAX/W=0.65*106/16667=39.00MPa<

50Mpa

故模板的强度满足要求。

（2）、刚度验算

q=1.2*（52+1）=63.6kN/m2

则最大挠度为

f=ql4/150EI=63.6*3004/（150*2.06×

105*281250）

=0.06mm<

[f]=300/400=0.75mm

故模板的刚度满足要求。

2、横桥向方木

横桥向方木放置于顺桥向方木上面，横桥向方木规格采用10cm×

10cm，方木间距按30cm布置，计算模型简化为三跨连续梁计算，计算跨径为腹板区0.6m，底板区和翼缘区0.9m，忽略方木自重的影响。

E=10*103*0.85=8.5×

103MPa，I=1/12*100*1003=8.33×

106mm4。

（1）、强度验算

荷载组合：

腹板区：

q=（1.2*（52+1）+1.4*（2.5+2+2））*0.3=21.81kN/m

底板区：

q=（1.2*（33.8+1）+1.4*（2.5+2+2））*0.3=15.26kN/m

翼缘区：

q=（1.2*（20.8+1）+1.4*（2.5+2+2））*0.3=10.58kN/m

最大弯矩：

MmAX=qL2/10=0.1*21.81*0.62=0.79kN.m

MmAX=qL2/10=0.1*15.26*0.92=1.24kN.m

翼板区：

MmAX=qL2/10=0.1*10.58*0.92=0.86kN.m

底板区的最大弯矩最大，故用底板区的最大弯矩计算

W=1/6*B*H2=1/6*1000*10002=1.67×

105mm3

σ=MmAX/W=7.43MPa<

[σ]=10.8MPa

故横向方木的强度满足要求。

荷载组合：

q=1.2*（52+1）*0.3=19.08kN/m

q=1.2*（33.8+1）*0.3=12.53kN/m

q=1.2*（20.8+1）*0.3=7.85kN/m

则最大挠度为：

腹板区：

f=ql4/150EI=19.08*6004/（150*8.5×

103*8.33×

106）

=0.23mm<

[f]=600/400=1.5mm

底板区：

f=ql4/150EI=12.53*9004/（150*8.5×

=0.77mm<

[f]=900/400=2.25mm

因翼板区和底板区的计算跨径相同，而荷载小于底板区，故无需验算

故横向方木的刚度满足要求

3、顺桥向方木

纵桥向方木尺寸采用15cm×

15cm，放置于碗扣支架的顶托上，承受横桥向方木传递给其的集中荷载，按简支梁模型考虑，计算跨径为90cm。

103MPa，I=1/12*150*1503=4.22×

107mm4。

（1）、强度验算

横向方木所传递给纵向方木的集中力为：

腹板区:

P=21.81×

0.6=13.09kN

P=15.26×

0.9=13.73kN

P=10.58×

0.9=9.52kN

纵向方木自重：

g＝6×

0.15×

0.15＝0.14kN/m

力学模型

按最大正应力布载模式计算：

支座反力

R＝（13.09*1.35+0.14*0.9*0.45）/0.9=19.70KN

R＝（13.73*1.35+0.14*0.9*0.45）/0.9=20.66KN

R＝（9.52*1.35+0.14*0.9*0.45）/0.9=14.34KN

最大跨中弯距

Mmax＝19.70×

0.45-0.14×

0.452/2-13.09×

0.3＝4.91KN.m

Mmax＝20.66×

0.452/2-13.73×

0.3＝5.15KN.m

Mmax＝14.34×

0.452/2-9.52×

0.3＝3.56KN.m

因底板区的弯矩最大，按底板区的最大弯矩计算

抗弯刚度W=1/6*150*1502=5.63×

105mm

σmax＝Mmax/W＝5.15*106/5.63*105＝9.15MPa＜[σ0]=10.8MPa

故纵向方木的强度满足要求。

按最大支座反力布载模式计算：

集中荷载:

P=13.09*4-1.4*（2.0+2.0+2.5）*0.9=44.17kN

P=13.73*4-1.4*（2.0+2.0+2.5）*0.9=46.73kN

P=9.52*4-1.4*（2.0+2.0+2.5）*0.9=29.89kN

因底板处的集中荷载最大，取底板处的值进行计算

则纵向方木的最大挠度为：

f＝Pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）＝

46.73*9003/（48*8.5×

103*4.22×

107）+5*0.14*9004/（384*8.5×

107）＝1.98mm＜[f0]＝900/400＝2.25mm

故纵向方木的刚度符合要求。

4、支架立杆计算

根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）的规定，脚手架立杆稳定计算的荷载组合为:

1、永久荷载+可变荷载

2、永久荷载+0.85（可变荷载+风荷载）

立杆承受顺桥向方木传递给其的荷载，单根立杆在腹板区承受60cm×

90cm平面内的荷载，底板区承受90cm×

90cm平面内的荷载，翼缘区90cm×

90cm承受平面内的荷载。

（1）、不组合风荷载

N1=（1.2*（52+1）+1.4*（2.5+2+2））*0.6*0.9=39.26kN

N1=（1.2*（33.8+1）+1.4*（2.5+2+2））*0.9*0.9=41.20kN

翼板区因混凝土荷载小于底板区，故总荷载必小于底板区，无需验算

底板区支架立杆承受的荷载最大，用其计算

支架自重偏保守按15m考虑，

G=15*0.235=3.51KN

单根立杆所承受的最大竖向力为：

N=41.2+3.51=44.71kN

横杆步距按1.2m计算，故立杆计算长度为1.2m。

长细比λ=L/i=1200/15.78=76<

80,查表得

故φ=0.744，则：

[N]=φA[σ]=0.744×

489×

215=78.22kN

N<

[N]符合要求。

（2）、组合风荷载

立杆荷载：

《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》，支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。

N=（1.2*（52+1）+0.9*1.4*（2.5+2+2））*0.6*0.9=38.77kN

N=（1.2*（33.8+1）+0.9*1.4*（2.5+2+2））*0.9*0.9=40.46kN

风荷载：

风荷载标准值按下式计算：

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

其中

w0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

ω0=V02/1600,V0取27.2m/s，则ω0=0.46KN/m2；

μz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

偏保守估计取值h=15m,属C类。

μz=0.616*（z/10）0.441.14，μz=0.78；

μs--风荷载体型系数：

本工程取值为1.0；

Mw=0.9×

1.4×

Mwk=0.9×

Wk×

la×

h2/10=0.9×

0.25×

0.6×

1.22/10=0.027kN·

m

立杆稳定性验算：

σ=1.05×

N/（φA）+Mw/W=1.05×

40.46×

103/（0.744×

4.89×

102）+0.027×

106/（5.078×

103）=124.78MPa<

[f]=215MPa；

综上，支架立杆的稳定性满足要求。

5、地基承载力

立杆下的可调底座尺寸为15cm×

15cm，地基处理形式从下到上为换填50cm宕渣并夯实，在宕渣上浇注10cm厚的C20素混凝土。

计算考虑扩散角考虑45度，宕渣重度取8KN/m3。

则混凝土面的应力为：

σmax＝N/A=44.71/0.152=1.99MPa<

20Mpa

宕渣上层面的作用面积为：

A=（0.15+0.1*2）*（0.15+0.1*2）=0.1225m2

则应力为

σmax＝N/A=44.71/0.1225+0.1*24=367.38KPa

宕渣底的作用面积为

A=（0.15+0.6*2）*（0.15+0.6*2）=3.32m2

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

故宕渣夯实后的承载力不得小于367.38Kpa，基底地基的承载力不得小于19.87KPa。