碗扣支架计算书 2.docx
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碗扣支架计算书2
碗扣支架计算书
一、荷载分析计算
（1）模板及模板支撑架荷载Q1：
通过计算模板荷载如下：
a、内模（包括支撑架）：
取q1－1=1.0kN/m2；
b、侧模：
取q1－2=0.8KN/m2；
c、底模（包括背带木）：
取q1－3=0.6kN/m2；
d、碗扣脚手架荷载：
通过计算得
按支架搭设高度9米计算（含剪刀撑）：
q1-4=2kN/m2。
（2）箱梁混凝土荷载Q2：
（3）施工荷载Q3：
施工人员及设备荷载取q3-1=1.0kN/m2，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值。
水平模板的砼振捣荷载，取q3-2=2kN/m2，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》4.2.5条取值。
二、碗扣立杆受力计算
单肢立杆轴向力计算公式N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
式中：
Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距。
（一）新建箱梁支架立杆
（1）跨中腹板
立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，碗扣支架布置为见下图
跨中断面腹板支架布置图
6根立杆承受箱梁自重：
砼面积为：
2.44m2，则Q2=2.44×1.2×26=76.13kN，
最大分布荷载：
N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
=1.2×[（q1-3+q1-4）×1.2×1.8+Q2]+1.4（q3-1+q3-2）×1.2×1.8
=1.2×[（0.6+2）×1.2×1.8+76.13]+1.4×（1+2）×1.2×1.8=98.1+9.1=107.2kN
单根立杆受力：
N=107.2/6=17.9kN<[N]=20kN
（2）跨中底板
立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，碗扣支架布置为见下图
跨中断面底板支架布置图
4根立杆承受箱梁自重：
箱梁自重为：
0.756m2，则Q2=0.756×1.8×26=35.4kN，
最大分布荷载：
N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
=1.2×[（q1-3+q1-4）×1.8×1.8+Q2]+1.4（q3-1+q3-2）×1.8×1.8
=1.2×[（0.6+2+1）×1.8×1.8+35.4]+1.4×（1+2）×1.8×1.8=56.5+13.61=70.1kN
单根立杆受力：
N=70.1/4=17.52kN<[N]=20kN
（3）跨中翼板
立杆分布纵向0.9m，横向0.9m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，碗扣支架布置为见下图
跨中断面翼板支架布置图
6根立杆承受箱梁自重：
箱梁面积为：
0.73m2，则Q2=0.73×1.8×26=34.2kN，
最大分布荷载：
N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
=1.2×[（q1-3+q1-4）×2.1×1.8+Q2]+1.4（q3-1+q3-2）×2.1×1.8
=1.2×[（0.8+2+1）×2.1×1.8+34.2]+1.4×（1+2）×2.1×1.8=58.3+15.9=74.2kN
单根立杆受力：
N=74.2/6=12.4kN<[N]=20kN
（4）梁端腹板
立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，碗扣支架布置为见下图
跨端断面腹板支架布置图
8根立杆承受箱梁自重：
箱梁面积为：
2.644m2，则Q2=2.644×1.2×26=82.5kN，最大分布荷载：
N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
=1.2×[（q1-3+q1-4）×2.4×1.8+Q2]+1.4（q3-1+q3-2）×2.4×1.2
=1.2×[（0.8+2）×2.4×1.2+82.5]+1.4×（1+2）×2.4×1.2=108.7+12.1=120.8kN
单根立杆受力：
N=120.8/8=15.1kN<[N]=20kN
（5）横隔梁
立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，为增大支架承载力及稳定，在横隔梁位置纵向0.6m，横向0.6m加密支架。
碗扣支架布置为见下图
横隔梁支架布置图
5根立杆承受箱梁自重，此部位横梁面积为：
1.238m2，则Q2=1.238×1.2×26=38.63kN，
最大分布荷载：
N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
=1.2×[（q1-3+q1-4）×1.2×1.2+Q2]+1.4（q3-1+q3-2）×1.2×1.2
=1.2×[（0.6+2）×1.2×1.2+38.63]+1.4×（1+2）×1.2×1.2=50.85+6.05=120.8kN
单根立杆受力：
N=56.9/5=11.4kN<[N]=20kN
经以上计算，新建箱梁时立杆均满足受力要求。
（6）横梁
立杆分布纵向0.6m，横向0.6m，横杆层距（即立杆步距）1.2m，为增大支架承载力及稳定，在横梁位置纵向0.6m，横向0.6m加密支架。
碗扣支架布置为见下图
横隔梁支架布置图
14根立杆承受箱梁自重，此部位横梁面积为：
6.79m2，则Q2=6.79×1.2×26=211.848kN，
最大分布荷载：
N＝1.2（Q1+Q2）×Lx×Ly+1.4Q3×Lx×Ly
=1.2×[（q1-3+q1-4）×1.2×3+Q2]+1.4（q3-1+q3-2）×1.2×3
=1.2×[（0.6+2）×1.2×3+211.85]+1.4×（1+2）×1.2×3=263.8+15.12=278.94kN
单根立杆受力：
N=278.94/14=19.92kN<[N]=20kN
经以上计算，新建箱梁时立杆均满足受力要求。
三、地基受力计算
新开河滩涂地基处理为：
60cm拆房土+20cm10%灰土+20cmC20砼，碾压、夯实后，地基承载力达到80Kpa。
支架底托下垫10×15㎝方木，根据力的扩散原则，计算作用于拆房土处理后的土层的荷载。
地基承载力计算公式f=N/Ag，
F——地基受力，
N——单肢立杆竖向轴力，
Ag——支撑单肢立杆的原土层面积，
计算土层受力面积考虑立杆纵横向步距。
各部位地基受力如下表：
箱梁部位
荷载N（kN）
受力面积Ag（㎡）
地基受力f（KPa）
跨中腹板
17.9
0.95×0.6
31.4
跨中底板
17.52
30.74
跨中翼板
12.4
21.75
梁端腹板
15.1
26.5
横梁
19.92
34.95
横隔梁
11.4
20
由上表可知，地基受力最大值在横梁下，其最大值为34.95Kpa，小于60cm拆房土处理后的地基承载力标准值。
四、支架立杆稳定性验算
碗扣式满堂支架是组装构件，单根碗扣在承载力允许范围内就不会失稳，因此此以轴心受压的单根立杆进行验算：
公式：
N≤[N]=ΦA[σ]
碗扣件采用外径48mm，壁厚3.5mm，A＝489mm2,A3钢，I＝10.78*104mm4则，回转半径i=（I/A）1/2=1.58cm,查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》表B2：
钢管截面特性取值。
跨中底板按横杆步距：
h=120cm计算。
跨中底板钢管长细比λ＝L/i=120/1.58=75.9<[λ]=250取λ＝76；
轴心受压杆件，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附录C：
Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数
Φ＝0.744，
[σ]=205MPa
单根立杆允许承载能力：
[N]=0.744×489×205=74582.28N=74.6kN
支架立杆步距120cm中受最大荷载的立杆位于横梁处，其N＝19.92kN（见前碗扣立杆受力验算）
由上可知：
拆桥时跨中腹板处：
N＝19.92kN≤[N]=74.6kN
五、支撑架整体倾覆验算
当架体高宽比较大时，横向风荷载作用极易使立杆产生拉力，它的力学特征实际上就是造成架体的“倾覆”。
新开河滩涂处支架高度8米，支架宽度20米，高宽比小于1，顺桥向每5跟或7根立杆布置一道竖向剪刀撑，间距3.6米，则3.6米范围内有一根通长的斜杆受力。
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》的要求，计算支架及施工围栏风荷载。
Wk=0.7μz·μs·Wo·φ
式中：
Wk——风荷载标准值（kN/m2）；
μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用1.0；
μs——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定的竖直面取0.8；
Wo——基本风压（KN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用0.55；
φ——挡风系数，满挂密目网取0.8，实体取1。
支架风荷载Wk架=0.7μz·μs·Wo
=0.7×1.0×0.8×0.55
=0.31kN/m2
围挡风荷载Wk围=0.7μz·μs·Wo·φ
=0.7×1.0×0.8×0.55×0.8
=0.25kN/m2
W1=（Wk架+Wk围）·S格·γ
S格=1.2×0.9㎡，支架步距1.2m，纵向间距0.9m；
γ=1.4，可变荷载安全系数。
W1=（0.31+0.25）×1.2×0.9×1.4=0.85kN
依据力的平行四边形关系，Wv=120/90×W1=1.13kN
Wx=
=1.42kN
斜杆强度计算：
斜杆长细比：
λ＝L/i=150/1.58=94.9<[λ]=250，查表得φ0.626
斜杆承载力：
Nx=φ·A·f=0.626×489×205=6.28kN>Wx，采用旋转扣件连接斜杆，其承载力为8kN>Wx，合格。
立杆结构自重计算：
Nv=7×39.7×2×19+3×173.1×20=20.9kN>Wv=1.13kN，合格。
支架立杆的稳定承载力满足稳定要求。
六、竹胶板计算
以横梁处底模为计算对象，其上方木采用15*15cm.底模采用δ＝12mm的竹胶板,按连续梁考虑,取单位长度（1.0米）板宽进行计算。
顶层方木间距25cm。
截面参数及材料力学性能指标
W=bh2/6=1.5×0.0122/6=3.6×10-5m3
I=bh3/12=1.5×0.0123/12=1.8×10-7m3
竹胶板容许应力[σ]=8.0MPa,E=6×103MPa。
q=1.2×（176.54+2.6）+1.4×3=214.97+4.2=219.17kN/m
Mmax＝ql2/10＝219.17×0.1×0.1/10＝0.21917kN·m
σmax＝Mmax/W＝0.21917×10-3/3.6×10-5＝6.1MPa≤[σ]=8.0Mpa，合格
刚度计算
荷载:
q=1.2×（176.54+2.6）=214.97kN/m
f＝ql4/（150EI）＝214.97×103×0.14/（150×6×109×1.8×10-7）＝0.0013mm≤[f0]＝100/400＝0.25mm合格。
七、方木的强度和刚度计算
以横梁部位为研究对象进行计算。
下层10×15cm方木，距60cm，上层15×15cm方木，间距25cm。
上部荷载重58.85kN/m2。
1、对于10×15cm方木线荷载为:
q=PL=58.85×0.6=35.31kN/m
方木受线荷载后产生的最大内力:
M=qL2/8=35.31×0.62/8=1.59kN·m
方木的抗弯截面模量为：
W=ab2/6=10×152/6=375cm3
应力：
σ=M/W=1.59×103/0.000375=4.24MPa<［σ0］=65MPa
满足要求。
挠度检算：
取E=11×103Mpa
I=ab3/12=0.1×0.153/12=2.8125×10-5m4
ƒ=5ql4/（384EI）=5×35310×0.64/（384×11×109×2.8125×10-5）
=0.019mm＜L/400=1.5mm满足要求。
2、对15×15cm方木进行检算，间距25cm。
q﹦0.25×58.85=14.7125kN/m
方木受荷载后产生最大内力：
M=ql2/8=14.7125×0.252/8=0.12N·m
方木的抗弯截面模量为：
W=ab2/6=153/6=562.5cm3
应力：
σ=M/W=0.12/0.0005625=0.21MPa<［σ0］=65MPa满足要求。
挠度检算：
取E=11×103Mpa,I=ab3/12=0.15×0.153÷12=4.219×10-5m4
ƒ=5ql4/（384EI）=5×14713×0.254/（384×11×109×4.219×10-5）
=0.0016mm＜L/400=1.5mm，满足要求。
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