0号块支架计算书.docx

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0号块支架计算书

0＃块支架计算书

一、工程概况

0＃块支架以三根钢管桩及预埋在临时支撑内的双片40＃槽钢为支撑，其中钢管桩外径40cm、壁厚6mm。

三根钢管桩中心在一条直线上，距离墩身边线50cm，相邻钢管桩间距3.8m，中间一根位于墩身轴线上。

钢管桩顶上放置两片45＃工字钢，临时支撑悬挑出的双片40#槽钢上各放置一片45＃工字钢，此四根工字钢作为横梁，横梁上共放置12根28＃工字钢作为纵梁，纵梁上再放置15根12＃工字钢作为分配梁，分配梁上满铺10cm×10cm的方木，方木上铺1.5cm的新竹胶板作为底模。

具体布置见示意图。

二、支架受力检算

受力检算顺序：

12＃工字钢－28＃工字钢－45＃工字钢－钢管桩－双片40＃槽钢

1、12＃工字钢

⑴简述

均布荷载q

12＃工字钢沿8m底板全宽铺设，相邻工字钢中心间距35cm，为了计算方便，可将工字钢简化成支撑在28＃工字钢上受均布荷载的简支梁，简支梁跨度取夹临时支撑的两根28＃工字钢中心间距92.2cm，受力简图如下：

12＃工字钢参数：

13.987kg/m，Ix＝397cm4，Wx＝66.2cm3

断面面积17.9cm2

跨度0.922m

反力R2

反力R1

问题：

如何求均布荷载的大小。

通过0＃块的纵横断面分析,取距中横梁根部0.75m处高侧腹板处的受力最大。

①混凝土自重

W=（0.8+1.04）/2×0.75×7.372×2.6×10＝132.3KN

经计算q1=67KN/m。

②施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,推出q2=0.35KN/m

③振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,推出q3=0.7KN/m

④工字钢自重13.987×0.922×10=128.96N,推出q4=0.14KN/m

结论：

12＃工资钢所受的最大均布荷载q＝67＋0.35KN+0.7KN+0.14KN=68.19KN/m。

为了计算更加安全q取值70KN/m。

弯曲应力检算：

跨中最大弯矩M＝ql2/8＝70000×0.922×0.922/8＝7.438KN.m

跨中最大弯曲应力σ＝M/W＝7.438×1000/（66.2×10－6）＝112.4MPa＜【σ】＝145MPa

跨中最大挠度w＝5×q×l4/（384×E×I）＝5×70000×09224/（384×2×1011×397×10-8）＝0.00083m＜l/400＝0.0023m。

综上所述，12工字钢的强度和刚度满足施工需要。

2、28＃工字钢

28#工字钢可简化为支撑在45＃工字钢上受集中荷载的连续梁。

13×0.35m

0.2m

根据支架示意图知高侧腹板下28＃工字钢受力最大，简化图如下：

0.5m

1.575m

1.35m

1.325m

A

B

E

C

D

F

为了计算方便，将DE段视为悬臂梁，将CD视为简支梁，将AC视为简支外伸梁，集中荷载取平均值。

问题：

平均集中荷载如何计算。

高侧腹板长度4.75m，厚度80cm，整个高侧腹板的重量主要由外侧的两根工字钢承担，靠近临时支墩内侧的工字钢也承担一部分，下面就是计算各自承担的重量。

① 4m段高侧腹板厚度为30cm的重量按下式计算：

28a＃工字钢参数：

43.4kg/m，Ix＝7114.14cm4，Wx＝508.15cm3

断面面积55.45cm2

H6.785＝6.785＋3.6×0.02＝6.857m  

H7.3＝7.3＋3.6×0.02＝7.372m

则4m段30cm厚的高侧腹板重量W=（6.857＋7.372）/2×4×0.3×2.6×10＝222KN

则0.75m段30cm厚的高侧腹板重量W=7.372×0.75×0.3×2.6×10＝43.13KN

则剩下4.75m段50cm厚的高侧腹板重量W＝（6.857＋7.372）×4×0.5×0.5×2.6×10＋（0.5+0.9）×0.75/2×7.372=100.6+370KN=471KN

根据分析临时支撑外侧两根工字钢又承担了0.729×471＝343.4KN,内侧的一根工字钢又承担了0.271×471＝127.64KN,最终得出外侧两根工字钢共承担混凝土自重608.53KN。

则每根工字钢承受304.265KN，得每个平均集中荷载F＝20.3KN。

② 每个平均集中荷载再加上此处12＃工字钢自重0.113KN

③ 28＃工字钢自重0.434KN/m

④ 每个平均集中荷载再加上此处方木重0.168KN

⑤ 施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa，每个平均集中荷载再加上0.284KN。

⑥ 振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa，每个平均集中荷载再加上0.568KN。

推出平均集中荷载为F＝20.3KN+0.113KN+0.168KN+0.284KN+0.568KN＝21.433KN。

则此工字钢受集中荷载和自重共同作用。

DE段计算：

受力简图如右：

q

跨度1.325m

F

固定端剪应力的计算：

剪应力验算：

τ＝F合/A＝（4×21.433＋0.434×1.325）×1000/（55.45×0.0001）＝15.6MPa＜【τ】＝85MPa

固定端弯曲应力的计算：

悬臂梁根部最大弯矩M=21.433×1.325+21.433×0.975＋21.433×0.625+21.433×0.275＋0.434×1.325×1.325/2=70KN.m

悬臂梁根部最大弯曲应力＝70000/（508.15×10-6）=137.75MPa＜【σ】＝145MPa

端部挠度计算：

（叠加原理）

W1＝FL3/（3EI）＝21433×1.3253/（3×2×1011×7114.14×10-8）=0.00117m。

W2’＝FL3/（3EI）＝21433×0.9753/（3×2×1011×7114.14×10-8）=0.000465m。

θ2＝FL2/（2EI）＝21433×0.9752/（2×2×1011×7114.14×10-8）=0.000716m。

则W2＝0.000465+0.000716×0.35=0.00072m

W3’＝FL3/（3EI）＝21433×0.6253/（3×2×1011×7114.14×10-8）=0.000123m。

θ3＝FL2/（2EI）＝21433×0.6252/（2×2×1011×7114.14×10-8）=0.000294m。

则W3＝0.000123+0.000294×0.7=0.00033m

W4’＝FL3/（3EI）＝21433×0.2753/（3×2×1011×7114.14×10-8）=0.00001m。

θ4＝FL2/（2EI）＝21433×0.2752/（2×2×1011×7114.14×10-8）=0.000057m。

则W4＝0.00001+0.000057×1.05=0.00007m

W5＝qL4/（8EI）＝434×1.3254/（8×2×1011×7114.14×10-8）=0.000012m。

结论推出悬臂端挠度＝0.00117m＋0.00072m＋0.00033m＋0.00007m＋0.000012m＝2.3mm

AC段验算：

将AC段简化成外伸简支梁，经分析AC段受力受力满足要求的话，其他也满足要求,受力如下图：

0.5m

1.575m

反力RB

反力RC

q

F

求反力RA及RB

由静力平衡原理可得RA＝40.144KN,RB＝109.887KN

跨中最大弯矩M=10.71KN.M

跨中最大应力＝M/W=10710/（508.15×10-6）=21MPa＜【σ】＝145MPa

3、45＃工字钢

经分析45＃工字钢简化成简支梁，受力图如右：

6.6m

0.522m

0.522m

F1

2×F2

F12×

2×F2

F3

F3

6×F4

R

R

经分析可将4.75m的块段纵向分成1.29m+1.46+2m,分别由三根45＃工字钢承担。

⑴、1.29m段的混凝土自重

0.75m顶板的重量：

W0.75=（0.28*2.4*0.75+0.4*0.75*0.5*2.4+（0.28+0.65）*2*0.5*2+0.55）*2.6*10=85.124KN

0.75m底板的重量:

W0.75=5.136*2.6*10=133.536KN

0.75m腹板的重量523.85KN

0.54m顶板的重量：

35.55KN

0.54m底板的重量：

71.81KN

0.54m腹板的重量：

163.2KN

则得出1.29m段混凝土自重1013.07KN

⑵1.46m段的混凝土自重

顶板自重＝96.1KN

底板自重＝194.2KN

腹板自重＝433.4KN

则得出1.46m段混凝土自重723.7KN

⑶2m段的混凝土自重

顶板自重＝131.7KN

底板自重＝266KN

腹板自重＝575.12KN

则得出2m段混凝土自重972.82KN

经分析外侧的45＃工字钢受力最大，受力简图如上，整根工字钢承受2m段的腹板，顶板、底板及内模，外侧模和翼缘板的重量，各段重量计算如下：

①、2m段腹板的重量

30cm厚腹板的重量：

107.83KN。

50cm厚腹板的重量：

179.71KN。

12＃工字钢重量：

0.68KN

28＃工字钢重量：

1.7KN

施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,则集中荷载为0.6KN

振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,则集中荷载为1.2KN

则F1＝107.83＋0.729×179.71＋0.68＋1.7＋0.6＋1.2＝243KN

②、2m段顶板、底板、内模的重量

顶板重量：

131.7KN

底板重量：

266KN

内模重量：

35KN

12＃工字钢重量：

4.87KN

28＃工字钢重量：

6.94KN

方木重量：

6.96KN

施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,则集中荷载为11.6KN

振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,则集中荷载为23.2KN

则F4＝（131.7＋266＋35＋4.87＋6.94＋6.96＋11.6＋23.2）/8＝60.8KN

则F3＝60.8＋0.271×179.71＝109.5KN

③2m段外侧模和翼缘板的重量：

翼缘板的重量：

71.8KN

外侧模的重量：

30KN

28＃工字钢的重量：

5.64KN

施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,则集中荷载为7.5KN

振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,则集中荷载为15KN

则F2＝（71.8＋30＋5.64＋7.5＋15）＝65KN

45a＃工字钢参数：

80.38kg/m，Ix＝32241cm4，Wx＝1432.9cm3

断面面积102.4cm2

综上所述可以推出反力R＝665KN

支撑处的剪力373KN

跨中最大弯矩M=87.04KN.M

跨中最大弯曲应力=M/W＝61MPa＜【σ】＝145MPa

4、钢管桩

钢管桩长度4.72m

钢管桩的长细比为34，小于129.5，属于强度破坏。

经分析每根钢管桩最大承受104吨中重量，而实际钢管桩最大只有40吨，满足要求

5、双片40＃槽钢

只验算剪应力

槽钢承受的最大剪力：

665KN,双片40＃槽钢面积150.08cm2

则最大剪应力＝665000/0.015008=44.31MPa＜【τ】＝85MPa

经上分析，支架满足受力要求。