支架
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(碗扣式支架)计算
书
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一、计算说明
计算参数选用Φ48×3.0 的满堂碗扣式支架,立杆顶端安装可调式U形
支托,主梁(横梁)为 12cm×14cm 方木,小梁(纵梁)为 10cm×10cm 方木,间
距为0.3m,面板采用18mm 厚竹胶板模板。支架顺桥向间距均为 0.6m,支架
步距均为1.2m。支架横桥向布置如下:
1、中支座顺桥向前后3m范围内:底板支架横桥向间距为0.3m,翼缘板
位置横桥向间距为0.9m。
箱梁设计底板厚0.93m,顶板厚0.5m,腹板高度 3m,宽0.7m,底板支架
最大高度5.6m。
2、箱梁中支座顺桥向前后3m~20m 范围内:腹板下横桥向1.8m 范围内,
支架横桥向间距为0.3m,翼缘板位置横桥向间距为0.9m,其他位置横桥向间
距为0.6m。
箱梁设计底板最大厚 0.67m,顶板厚0.25m,腹板最大高度2.87m,支架
最大高度 6.6m;支架在腹板之间位置横向间距 0.6m,混凝土计算厚度取
0.67+0.25=0.92m,按 1m计,支架最大高度6.6m。
3、箱梁中支座顺桥向 20m 范围外:腹板下横桥向 1.8m 范围内,支架横
桥向间距为0.6m,翼缘板位置横桥向间距为 0.9m,其他位置横桥向间距为
0.9m。
箱梁设计底板最大厚 0.27m,顶板厚0.25m,腹板最大高度 1.9m,支架
最大高度 6.74m;支架在腹板之间位置间距 0.9m,混凝土计算厚度取
0.27+0.25=0.52m,支架最大高度6.74m。
4、翼缘板混凝土最大厚度0.5m,最小厚度 0.2m,宽 2m,支架尺寸统一
为0.6×0.9×1.2m,搭设高度9.54m,按 10m 计。
5、引桥支架
中支座顺桥向前后3.5m 范围内、边支座 3.5m 范围内:支架横桥向间距
为0.6m,翼缘板位置横桥向间距为0.9m。箱梁中支座顺桥向前后3.5m 范围、
边支座3.5m 范围外:腹板下横桥向 1.8m 范围内,支架横桥向间距为0.6m,
翼缘板位置横桥向间距为0.9m,其他位置横桥向间距为0.9m。
引桥为等截面箱梁,底板厚0.22m,顶板厚0.25m,腹板高 1.8m,翼缘
板混凝土最大高度0.5m,最小高度0.2m,宽 2m,支架高度均小于主梁。
将主桥和引桥支架规格和受力情况进行综合考虑,取最大受荷情况,计
算以下3种情况:
1. 横桥向间距为0.3m,混凝土高度3m,考虑1.2倍荷载预压,取3.6m
为混凝土计算高度,支架最大高度6.6m,按 7m计。
2. 横桥向间距为0.6m,混凝土高度1.9m,考虑1.2倍荷载预压,取2.28m
为混凝土计算高度,支架最大高度6.74m,按 7m计。
3. 横桥向间距为 0.9m,混凝土高度 0.52m,考虑 1.2倍荷载预压,取
0.65m为混凝土计算高度,支架最大高度 10m。
二、其他相关参数取值
面板采用竹胶合板18 mm,模板抗弯强度设计值[f]= 35N/mm2,模板弹性
模量E=9898N/mm2;纵楞(小方木)为100×100 mm方木,纵楞抗弯强度设计
值[f]= 20.2N/mm2,纵楞弹性模量E=9350N/mm2,纵楞截面惯性矩I=833.33m4,
纵楞抗剪强度设计值[τ]= 2.02N/mm2,纵楞截面抵抗矩W=166.67cm3;横楞(大
方木)为120×140 mm方木,横楞抗弯强度设计值[f]= 20.2N/mm2,横楞截面
惯性矩I=2744cm4,横楞弹性模量E=9350N/mm2,横楞抗剪强度设计值
[τ]=2.02/mm2,横楞截面抵抗矩W=392cm3(在安装时应注意横楞的几何中心
要与顶托及立杆的几何中心重叠,不得出现偏心);立杆为Ф48×3碗扣式钢
管,支架纵向间距0.6m,横向间距分为0.3m、0.6m和0.9m,步距1.2m,立柱
截面回转半径i=15.9mm,立柱抗弯强度设计值[f]= 205N/mm2,立柱截面面积
A=424mm2,立柱截面抵抗矩W=4.49cm3;可调托座承载力容许值[N]= 30kN。
底托钢板尺寸0.15m×0.15m ,下部垫层为20 cm厚C25砼,扩散角为θ=45
°,地基土受力面积取值为0.3m2。
三、荷载设计
施工人员及设备荷载
标准
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值Q1k
当计算模板和小梁时的均布活荷载(kN/m2) 2.5
当计算模板和小梁时的集中荷载(kN) 2.5
当计算主梁时的均布活荷载(kN/m2) 1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载
(kN/m2)
1
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板 0.1
面板及小梁 0.3
模板 0.5
模板及其支架 0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3) 24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3) 1.1
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2) 0.25
0.28风压高度变化系数μz 1
风荷载体型系数μs 1.13
四、计算书
详见附件《支架模板(0.3m×0.6m×1.2m)计算书》、《支架模板(0.6m×
0.6m×1.2m)计算书》、《支架模板(0.6m×0.9m×1.2m)计算书》。
五、地基处理
每跨满堂支架基础进行地基清理后,根试验确定地基处理深度,承载力
不小于160kPa,其上浇注20 cm 厚 C25 砼。
为防止雨季期间雨水浸泡导致基础下沉,在支架范围内地面四周合理布
设排水沟,保证排水通畅,边沟设置在梁体平面投影边线外1.5m 外。
门洞
方案
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验算书
一、设置形式
在跨中蓬莱路中央绿化带边缘左右对称各设置1个主门洞,在主
门洞旁边再各设1个净宽 2m的供非机动车通行的门洞,如下图所示。
门柱采用热轧无缝钢管,直径Φ480mm,壁厚10mm,计算长度 4.73m,
设 6 排,每排横桥向间距1.8m,每排10根,采用 14#槽钢设置上下
两道成 45度斜向连接,每根立柱上部设封口钢板,钢板厚 16mm;门
洞基础采用C30混凝土条形基础,条形基础高度为0.8m,宽度均1.5m,
基础顶部预埋70×70×1cm钢板,钢管顶部焊接60×60×1cm厚钢板,
门柱与钢板之间焊接,焊接方式为围焊,四周设加劲缀板; 顶部放置
横向双根 I40a 工字钢;横梁上顺桥向间距 0.6m 依次布设 I40a 工字
钢横梁,其上铺放 10cm×10cm 方木。各向型钢横纵梁间设联系杆,
提高传力体系整体性。地基承载力不小于 197kPa。
门洞设置示意图
二、验算说明
门洞顺桥向长度为25m,箱梁最大梁高2.08m,底板最大厚0.35m,
顶板厚 0.25m,考虑到安全性
要求
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,验算时箱梁按照等截面实腹式梁
考虑,并考虑 1.2倍荷载预压,取 2.50m 为混凝土计算高度。
顺桥向工字钢最大跨度 5.5m,横桥向工字钢最大跨度1.8m。
三、荷载取值
模板自重(按实腹式计算,内膜为木模,可不参与验算):0.5kN/m2
施工均布荷载:2.5kN/m2
振捣混凝土时产生的荷载:4kN/m2
钢筋混凝土结构自重:2.5×26=65kN/m2
四、40a工字钢力学参数
截面积 A:86.1cm2
自重:0.676kN/m
截面惯性矩I:21720cm4
截面抵抗矩W:1090cm3
回转半径 i:15.9cm
腹板厚度 t:10.5mm
半截面面积矩 Sx:631.2cm3
五、直径Φ480mm,壁厚 10mm 钢管力学参数
截面积 A:147.655cm2
自重:1.159kN/m
截面惯性矩I:40789.653cm4
回转半径 i:16.62cm
六、钢材力学性能
弹性模量 E:206×106N/mm
剪变模量 G:79×103N/mm
七、顺桥向工字钢验算(跨度 5.5m,简支梁)
荷载组合 q=1.2×(0.5+65)×0.6+1.2×0.676+1.4×(2.5+4)×
0.6=52.62kN/m
跨中最大弯矩 maxM =1/8ql
2=1/8×52.62×5.52=198.97kN.m
支座反力 R=1/2ql=1/2×52.62×5.5=144.705kN
最大剪力 maxV =1/2ql=1/2×52.62×5.5=144.705kN
maxσ = M/ W=198.97/(1090×10
-6)=182.5 MPa<[σ]=205MPa
maxτ =VSx/(I×t)= 144.705×631.2×10
-6/(21720×10-8×10.5
×10-3)=40MPa<[v]= 120MPa
挠度 maxω =5ql4/384EI=5×52.62×10-3×(5.5×103)4/(384×
2.06×105×1090×103)=2.79mm<l/400=5500/400=13.75mm
满足要求。
八、横桥向工字钢验算(跨度 1.8m,按三跨连续梁计算)
采用结构力学求解器建立计算模型。
单根自重:0.676kN/m,单根受集中荷载F=144.705/2=72.35kN
计算简图(单位:kN)
弯矩图(单位:kN.m)
剪力图(单位:kN)
反力图(单位:kN)
位移图(单位:mm)
maxM =34.95kN.m
支座最大反力 maxR =237.68kN
最大剪力 maxV =92.37kN
maxσ = M/ W=34.95/(1090×10
-6)=32.06MPa<[σ]=205MPa
maxτ =VSx/(I×t)= 92.37×631.2×10-6/(21720×10-8×10.5×
10-3)=25.57MPa<[v]= 120MPa
挠度 maxω =0.18mm<l/400=1800/400=4.5mm
满足要求。
九、立柱验算钢验算(高度 4.73m)
单根门洞立柱最大受力 maxN =237.68×2=475.36kN
σ = N/ A=475.36/(147.655×10-4)=32.19MPa<[σ]=190MPa
长细比 λ =l/i=473/16.62=28.46<150
稳定系数φ =0.972
N/(φ A)= 475.36/(0.972×147.655×10-4)=33.12MPa<190MPa
满足要求。
十、基础地基承载力验算
门洞立柱扩大基础采用 C30 素砼,基础与地面基础面积 S=长×
宽=18×1.5=27m2;上部结构传递到扩大基础上的总荷载 G 总= 10×
4.73×1.159+18×1.5×0.8×24+10×475.36=5326.82kN。
基础地基承载力:
P=G 总/S=5326.82/27=197kPa
地基承载力不得低197kPa。
竖向模板验算书
一、验算说明
选取最大截面高度和最大受力情况计算。新浇混凝土柱的计算高
度 3m,混凝土重力密度 24 (kN/m3),新浇混凝土初凝时间 t0=5(h),
外加剂影响修正系数β1=1,混凝土坍落度影响修正系数β2=1.15,混
凝土浇筑速度控制在 0.8m/h ,倾倒混凝土时对垂直面模板荷载标准
值Q3k=2 kN/m2 ;竹胶合板厚度 18 mm,抗弯强度设计值[f]=35 N/mm2,
弹性模量E=9898N/mm2;木楞100mm×100 mm,间距300mm,悬臂长度
不大于 0.25m,抗弯强度设计值[f]= 20.2N/mm2,弹性模量 E=9350
N/mm2,截面惯性矩 I=833.33cm4,截面抵抗矩 W=166.67cm3;采用双
Ф48×3钢管作纵梁,间距600mm,悬臂长度不大于 0.1m,截面惯性
矩 I=21.56cm4,截面抵抗矩 W=8.98 cm3,抗弯强度设计值[f]= 205
N/mm2,弹性模量 E=206000 N/mm2;拉杆采用 M12,轴向拉力设计值
12.9kN,间距 600 mm×600 mm,加上双螺帽。
二、荷载计算
新浇混凝土对模板的侧压力标准值G4k=min[0.22γct0β1β2v1/2,γcH]=
min[0.22×24×5×1×1.15×0.81/2,24×3]=min[27.15,72]=27.15kN/m2
承载能力极限状态设计值S承=0.9max[1.2G4k+1.4Q3k,1.35G4k+1.4×0.7Q3k]=
0.9max[1.2×27.15+1.4×2,1.35×27.15+1.4×0.7×2]=0.9max[35.38,38.61]=
0.9×38.61=34.75kN/m2
正常使用极限状态设计值S正=G4k=27.15 kN/m2
三、面板验算
为便于验算主梁,取b=0.6m,W=bh2/6=600×182/6=32400mm3,I=bh3/12
=600×183/12=291600mm4
1111、强度验算
q=bS承=0.6×34.75=20.85kN/m
面板弯矩图(kN·m)
Mmax=0.23kN·m
σ=Mmax/W=0.23×106/32400=7.24N/mm2≤[f]=35N/mm2
满足要求!
2222、挠度验算
q=bS正=0.6×27.15=16.29kN/m
面板变形图(mm)
ν=0.59mm≤[ν]=l/400=300/400=0.75mm
满足要求!
四、木楞验算
1111、强度验算
q=bS承=0.4×34.75=13.9kN/m
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
Mmax=0.63kN·m
σ=Mmax/W=0.63×106/166670=3.75N/mm2≤[f]=20.2N/mm2
满足要求!
2222、挠度验算
q=bS正=0.4×27.15=10.86kN/m
变形图(mm)
ν=0.25mm≤[ν]=l/400=300/400=0.75mm
满足要求!
3333、支座反力计算
R1=8.79kN,R2=...R17=6.59kN,R18=8.79kN
五、纵梁验算
1111、强度验算
弯矩图(kN·m)
Mmax=1.02kN·m
σ=Mmax/W=1.02×106/8980=113.91N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2222、挠度验算
变形图(mm)
ν=0.44mm≤[ν]=l/400=600/400=1.5mm
满足要求!
六、对拉螺栓验算
对拉螺栓横向验算间距m=max[600,600/2+100]=600mm
对拉螺栓竖向验算间距n=max[600,600/2+300]=600mm
N=0.95mnS承=0.95×0.6×0.6×34.75=11.88kN≤Ntb=12.9kN
满足要求!