支架计算.docx

1、支架计算支架计算1 荷载分析扣件式钢管支架自重，包括立柱、纵向水平杆、横向水平杆、支承杆件、扣件等，可按表1查取。表1 扣件式钢管截面特性外径d(mm)壁厚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）483.04.241021.0781054.49310315.9533.3新浇砼容重按26kN/m3计算,横梁处:261.539KPa,跨中处：260.9=23.4 KPa。模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计,则:箱底:1.95KPa, 翼板:1.17KPa。施工人员、施工料具堆放、运输荷载: 2.5kPa倾倒混凝土时产生的冲击荷载

2、： 2.0kPa振捣混凝土产生的荷载: 2.0kPa荷载组合计算强度:q=1.2(+)+1.4(+)计算刚度:q=1.2(+)2 支架、钢管、木材、工字钢相关系数。32a I字钢: 截面积A=67.12cm2 单位重Q=52.69kg/m 惯性矩Ix=11080cm4 截面抵抗矩Wx=692.5cm3 弹性模量E=2.1105MPa150*150木方(马尾松): 惯性矩I=bh3/12=0.154/12 截面抵抗矩W= bh2/6=0.153/6 弹性模量E=9103MPa100*100木方(马尾松): 惯性矩I= bh3/12=0.14/12 截面抵抗矩W= bh2/6=0.13/6弹性模量

3、E=9103MPa3 支架验算：(一)底模检算底模采用15 mm的竹编胶合模板,直接搁置于间距L=0.3米的方木小楞上,按连续梁考虑,取单位长度(1.0米)板宽进行计算。1、荷载组合箱底: q=1.2(39+1.95)+1.4（2.5+2.0+2.0）=58.24kN/m翼板: q=1.2(23.4+1.17)+1.4（2.5+2.0+2.0）=38.58kN/m2、截面参数及材料力学性能指标W=bh2/6=1000152/6=3.75104mm3I=bh3/12=1000153/12=2.81105mm3竹胶板容许应力=8.0MPa,E=6103MPa。3、承载力验算(1)横梁处a强度Mma

4、xql2/1058.240.20.2/100.233KN*mmaxMmax /W0.233106/3.751046.21MPa =8.0 MPa 合格b刚度荷载: q=1.2(39+1.95)=40.95kN/mfql4/(150EI)40.952004/(15061032.81105)0.257mmf0200/4000.5mm 合格 (2)跨中箱梁处 (a)强度Mmaxql2/1038.60.20.2/100.154KN*mmaxMmax /W0.154106/3.751044.1MPa0 =8.0 MPa 合格 b刚度荷载: q=1.2(23.4+1.17)29.48kN/mfql4/(1

5、50EI)29.482004/(15061032.81103)0.185mmf0200/4000.5mm 合格(二)方木小楞检算横梁处方木搁置于间距0.6米的方木大楞上, 跨中箱梁处方木搁置于间距1.2米的方木大楞上，小楞方木规格为100100mm,小楞亦按连续梁考虑.1、荷载组合横梁处: q1=(1.2(39+1.95)+1.4（2. 5+2.0+2.0）)0.2+60.10.1=11.708kN/m翼板: q2=(1.2(23.4+1.17)+1.4（2. 5+2.0+2.0）)0.2+60.10.1=7.78kN/m2、截面参数及材料力学性能指标W=a3/6=1003/6=1.67105

6、mm3I=a4/12=1004/12=8.33106mm3方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则： 120.910.8MPa,E=91030.9=8.1103MPa。3、承载力计算(1)梁底a强度Mmaxq1l2/1011.7080.62/100.422KN*mmaxMmax /W0.422106/1.671052.53MPa08MPa 合格 b刚度荷载: q=11.708-1.4（2.5+2.0+2.0）)0.2= 9.888kN/mfql4/(150EI)9.896004/(1508.11038.33106

7、)0.127mmf0600/4001.5mm 合格(2)跨中处 a强度Mmaxq2l2/107.780.62/100.28KN*mmaxMmax /W0.28106/1.671051.677MPa08 MPa 合格 b刚度荷载: q=7.78-1.4（2.0+2.0+2.5）)0.25.96kN/mfql4/(150EI)5.966004/(1508.11038.33106)0.76mmf0600/4001.5mm 合格(三)方木大楞检算大楞规格为150150mm的方木，考虑箱梁腹板部位的重量较集中，而为了方便计算，箱梁自重是按整体均布考虑，这必将导致腹板处的实际荷载要大于计算荷载，而其它部位

8、的计算荷载比实际荷载偏大，故横梁处支架横向间距取0.6米，跨中及翼板处立柱间距取1.2米，大楞按简支梁考虑。1、荷载组合小楞所传递给大楞的集中力为：横 梁: P1=11.7080.6=7.025kN跨中及翼板: P2=7.781.2=9.336kN大楞方木自重：g60.150.150.14 kN/m2、截面参数及材料力学性能指标W=a3/6=1500/6=5.63105mm3I=a4/12=1504/12=4.22107mm3方木的力学性能指标按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则： 120.910.8MPa,E=91030.9

9、=8.1103MPa。3、承载力计算(1)横梁处：立杆纵向间距为0.6m,因此大横杆的计算跨径l2=0.6m现按三跨连续梁进行计算，由小横杆传递集中力F7.025KN，大楞自重0.14KN/ma 强度最大弯矩可按路桥施工计算手册表133计算，Mmax=0.267Fl2=0.2677.0250.6=1.125KN*m弯曲强度maxMmax /W1.125106/5.631051.998MPa08 MPa 合格b刚度荷载: f1.833Fl2/(100EI)1.8337.0251066002/(1008.11038.33106)0.13mmf0600/4001.5mm 合格(2)跨中处：立杆纵向间

10、距为1.2m,因此大横杆的计算跨径l2=1.2m现按三跨连续梁进行计算，由小横杆传递集中力F9.336KN，大楞自重0.14KN/ma 强度最大弯矩可按路桥施工计算手册表133计算，Mmax=0.267Fl2=0.2679.3361.2=2.991KN*m弯曲强度maxMmax /W2.991106/5.631055.31MPa8 MPa 合格b刚度荷载: f1.833Fl2/(100EI)1.8339.33610612002/(1008.11038.33106)0.74mmf01200/4003mm 合格（四）满堂支架计算每根立柱所承受的坚向力按其所支撑面积内的荷载计算，忽略方木小楞自重不计

11、，则大楞传递的集中力：横梁处（均以跨度0.6米计算）: P1=(1.2(39+1.95)+1.4（2.0+2.0+2.5）)0.60.6 +0.140.6=52.5kN跨中: P2=(1.2(23.4+1.17)+1.4（2.0+2.0+2.5）)0.60.6+0.140.6=42.76Kn满堂式碗扣支架按6米高计，其自重为：g=60.235=1.41 Kn单根立杆所承受的最大竖向力为：N=52.5+1.41=53.91kN(1).立杆稳定性：横梁处：横杆步距为0.6m，故立杆计算长度为0.6m。长细比=L/i=600/15.95=37.6238150, 跨中处：横杆步距为1.2m，故立杆计算

12、长度为1.2m。长细比=L/i=1200/15.95=75.2475150,查得10.882 20.682故 横梁处N= A=0.882424175=65.4kNN52.5 kN N 合格故 跨中处N= A=0.682424175=50.6kNN42.76KNN 合格(2).强度验算：横梁处aN/Aji=52.51000/424=123.8MPa a=175 MPa 合格跨中处aN/Aji=42.761000/424=100.85MPaa=175 MPa 合格（五）门式通道支架计算1、顺桥向工字钢计算（1）工字钢验算 取最不利位置，即腹板正处于工字钢上方，工字钢间距1m布置。受力简图如下图所示

13、：因为箱梁底至地面高5m，按均布荷载直接作用在工字钢上，顺桥按简支考虑。因为横梁处混凝土高度为1.5m，箱梁跨中处按1.5m计算，所以结果将偏安全。 q58.24KN/m，181MPa，E2.1105MPaMmaxq2l2/858.2410342/8116.5KN*mmaxMmax/W116.5106/692.5104167.5MPa181 MPa 刚度验算：max= 5ql4/(384EI)= 558.241034004/(3842.110511080104)=0.83=1.5mm（2）支架验算 取最不利位置，即最大荷载工字钢处于一组支架立杆上方上图中 N1=N2=qL/2=58.24*4/

14、2=116.48KN则单根支架受力为 N13=38.83KNN65.4KN 合格（六）侧模检算侧模采用15 mm的竹编胶合模板,横向背带采用间距0.3米的100100mm方木,坚带采用间距0.9米的100100mm方木。混凝土侧压力：PM=0.22t012v1/2式中：混凝土的自重密度，取26KN/m3；t0新浇混凝土的初凝时间，可采用t0200/(T+15）,T为砼是温度，取5.7；1外加剂影响修正系数取1.2；2砼坍落度影响修正系数取1.15；v混凝土浇注速度（m/h）,取0.4PM =0.22265.71.21.150.41/2=28.45KN/m2有效压头高度：h= PM /=28.4

15、5/25=1.14振捣砼对侧面模板的压力：4.0 KPa水平荷载：q=1.228.451.14/2+1.44.0=25,05kN/m此水平力较底板竖向力少得多，侧模及纵横向背带均可以满足要求。结论：该支架设计能够满足施工要求。某分离立交桥为左、右幅分离式连续箱梁构造，全桥箱梁长137m,由于地形复杂，每跨高度不同，本方案按最高一跨进行计算：H=13m。 一.上部结构核载 1.新浇砼的重量:2.804t/m2 2.模板.支架重量:0.06t/m2 3.钢筋的重量:0.381t/m2 4.施工荷载:0.35t/m2 5.振捣时的核载:0.28t/m2 6.倾倒砼时的荷载:0.35t/m2 则:1+

16、2+3+4+5+6=2.804+0.06+0.381+0.35+0.28+0.35=4.162t/m2 钢材轴向容许应力：【】=140Mpa 受压构件容许长细比：【】=200 二钢管的布置、受力计算 某分离立交桥拟采用42mm,壁厚3mm的无缝钢管进行满堂支架立设，并用钢管卡进行联接。 通过上面计算，上部结构核载按4.162t/m2计，钢管间距0.60.6m间隔布置，则每区格面积： A1=0.60.6=0.36m2 每根立杆承受核载Q： Q=0.364.162=1.498t 竖向每隔h=1m,设纵横向钢管，则钢管回转半径为： i=h/【】=10000.65/140=4.64mm 根据i0.35

17、d,得出d=i/0.35,则 d=4.64/0.35=13.2mm,则选42mm钢管可。 42mm，壁厚3mm的钢管受力面积为： A2=（42/2）2-（42-32）2）2=（212-182）=367mm2 则坚向钢管支柱受力为： =Q/A2=1.498T/367mm2=1.49810310N/36710-6m2 =4.08107Pa=40.8MPa=140Mpa 应变为：=/E =40.8106/210109 =1.9410-4 长度改变L=h（注h=13m） =1.9410-413000=2.52mm 做为预留量，提高模板标高。 通过上式计算，确定采用 42mm，外径，壁厚3的无缝钢管做为

18、满堂支架，间隔0.60.6m，坚向每间隔1m设纵横向钢管，支架底部及顶部设剪刀撑，并在底部增设纵横向扫地撑，以保证满堂支架的整体稳定性。三纵横楞计算 横楞间距取300，每根受力： q=4.162t3=1.387t/m 则横楞的弯矩： M=1/8qC2C=0.3m =1/81.3870.32 =15.6kgm 根据：M/【】=W=BS2/6B/S=4/7S为方木高 则：M/【】=2S3/21，得出：B方木宽 S=（21M/【】）1/3 =（2115.6100/70）1/3 =7.76Ccm B=4S/7=47.76/7=4.44cm 根据计算选取510cm的方木，做为横楞。 下设纵楞间隔按600

19、mm间距布置，则受力q为: q=4.162t/m20.3=1.2846t 则纵楞的弯矩 M=1/8qL2 =1/81.28461030.62 =57.8kgm 则S=（657.8100）701/3 =7.91 通过上式计算选取方木1010方木，做为纵楞。 某分离立交桥箱梁支架受力计算取右幅箱梁支架进行受力计算。一、荷载计算1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=777m326KN/m3=20202KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：F1=GrS=20202KN1.2（12.4m72m）=27.153KN/m22、施工荷载：取F2=2.5KN/m23、振捣混凝

20、土产生荷载：取F3=2.0KN/m24、箱梁芯模：取F4=1.5KN/m25、竹胶板：取F5=0.1KN/m26、方木：取F6=7.5KN/m3二、底模强度计算箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。1、模板力学性能（1）弹性模量E=0.1105MPa。（2）截面惯性矩：I=bh3/12=301.53/12=8.44cm4（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=301.52/6=11.25cm3（4）截面积：A=bh=301.5=45cm22、模板受力计算（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4=27.1

21、53+2.5+2.0+1.5=33.153KN/m2q=Fb=33.1530.3=9.946KN/m（2）跨中最大弯矩：M=qL2/8=9.9460.32/8=0.112 KN?m（3）弯拉应力：=M/W=0.112103/11.2510-6=9.9MPa=11MPa竹胶板板弯拉应力满足要求。（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI=(0.6779.9460.34)/(1000.11088.4410-8)=0.65mmL/400=0.75mm竹胶板挠度满足要求。综上，竹胶板受力满足要求

22、。三、横梁强度计算横梁为1010cm方木，跨径为0.9m，中对中间距为0.4m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.10.12/6=1.6710-4m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.10.13/12=8.3310-6m4作用在横梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.4=(33.153+0.1)0.4=13.3KN/m跨中最大弯矩：M=qL2/8=13.30.92/8=1.35KN?m落叶松容许抗弯应力=14.5MPa，弹性模量E=11103MPa1、横梁弯拉应力：=M/W=1.35103/1.6710-4=8.08MPa=14.5MPa横梁弯拉应力满足要求。2、横梁挠度：

23、f=5qL4/384EI=(513.30.94)/(384111068.3310-6)=1.24mmL/400=2.25mm横梁弯拉应力满足要求。综上，横梁强度满足要求。四、纵梁强度计算纵梁为1015cm方木，跨径为0.9m，间距为0.9m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.10.152/6=3.7510-4m3截面惯性矩：I=bh3/12=0.10.153/12=2.8110-5m40.9m长纵梁上承担3根横梁重量为：0.10.10.67.53=0.135KN横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.1350.9=0.15KN/m作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.9+0

24、.15=33.2530.9+0.15=30.078KN/m跨中最大弯矩：M=qL2/8=30.0780.92/8=3.045KN?m落叶松容许抗弯应力=14.5MPa，弹性模量E=11103MPa1、纵梁弯拉应力：=M/W=3.045103/3.7510-4=8.12MPa=14.5MPa纵梁弯拉应力满足要求。2、纵梁挠度：f=5qL4/384EI=(530.0780.94)/(384111062.8110-5)=0.83mmL/400=2.25mm纵梁弯拉应力满足要求。综上，纵梁强度满足要求。五、支架受力计算1、立杆承重计算碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根。(1)每根立杆承受钢筋砼和模板

25、重量：N1=0.90.929.13=23.59KN(2)横梁施加在每根立杆重量：N2=0.930.10.17.5=0.20KN(3)纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.90.10.157.5=0.10KN(4)支架自重：立杆单位重：0.06KN/m，横杆单位重：0.04KN/mN4=55.77+5（0.9+0.9）5.12/100=0.75KN每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=23.59+0.20+0.10+0.75=24.64KN30KN立杆承重满足要求。2、支架稳定性验算立杆长细比=L/i=1200/0.35（48+41）2=77由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数=0.732立杆截面积Am=（242-20.52）=489mm2由钢材容许应力表查得弯向容许应力=145MPa所以，立杆轴向荷载N=Am=4890.732145=51.9KNN=24.64KN支架稳定性满足要求。综上，碗扣支架受力满足要求。