现浇箱梁支架计算.doc

4.现浇箱梁施工荷载计算
4.1 恒载
第一次浇筑阶段
①底板部位：0.22*26=5.76KN/m2
②端梁、中横梁及腹板部位：1.38*26=35.88KN/m2
③箱体组合底模及排架支撑自重：2.6KN/m2
第二次浇筑阶段
①顶板、翼板部位：0.25*26=6.5KN/m2
②端梁和中横梁及腹板部位：0.45*26=11.7KN/m2
4.2 施工活载
施工人员和施工料具行走运输或堆放荷载 2.5KN/m2
振捣砼产生的荷载 2.0KN/m2
4.3 综合设计荷载值
箱梁空腹部位：（5.76+6.5+2.6）*1.2+（2.5+2.0）*1.4=24.1KN/m2
单肢立杆承载面积：1.2m*0.9m=1.08m2
箱梁翼板部位：（6.5+2.6）*1.2+（2.5+2.0）*1.4=17.2KN/m2
单肢立杆承载面积：1.2m*0.9m=1.08m2
箱梁端梁、中横梁及腹板部位：（35.88+11.7+2.6）*1.2+（2.5+2.0）*1.4=65.6KN/m2
单肢立杆承载面积：0.6m*0.6m=0.36m2
5.支架稳定承载力设计值计算
5.1 支架允许承载力
本工程采用碗扣式支架，立杆为Φ48.5*3.5mm钢管，可调顶托螺杆高度
a≤300mm。
钢管几何特性：截面积A=4.89cm2=489mm2
截面回转半径r=15.8mm
旧材折算 Q235钢抗压强度f =205KN/mm2*0.85=174.25KN/mm2
支架立杆的横杆步距1200mm时
立杆长细比按扣件式钢管脚手架计算λ=（h+2a）/r=（1200+2*300）/15.8=114 查表得φ=0.489
单杆稳定承载力Nd=φ*A*f=0.489*489*174.25=41.7KN
5.2 支架设计承载力验算
①空腹部位：单杆实际承受最大轴向力 N=24.1*0.9*1.2=26.0KN＜Nd =41.7KN。
②腹板部位：单杆实际承受最大轴向力 N=65.6*0.6*0.6=23.6KN＜Nd =41.7KN。
③翼板部位：单杆实际承受最大轴向力 N=17.2*1.2*0.9=18.6KN＜Nd =41.7KN。
④端梁、中横梁及腹梁部位：单杆实际承受最大轴向力 N=65.6*0.6*0.6
=23.6KN＜Nd =41.7KN。
6、用诱发荷载法进行整体稳定计算
6.1 箱体浇筑阶段（第一次浇筑）
本排架支撑系统的平面布置为矩形，在使用过程中,可能出现的最不利位置在箱梁空腹部位横断面，排架立杆纵向间距为900mm，横向间距600mm和1200mm组合，计算简图如右，箱体支架高度按9m计算。为简化计算，取宽度为900mm计算单元，按箱体砼浇筑阶段的荷载为计算依据，用诱发荷载法进行整体稳定计算分析。
6.1.1荷载计算
永久荷载标准值：
1）钢筋砼箱梁平均自重 q1=12.42KN/m2
2）底模及支撑自重 q2=2.60KN/m2
3）侧模及支撑自重 p1=1.9KN/m
可变荷载标准值：
4）施工荷载 q3=2.5+2.0=4.5KN/m2
5）支撑安装偏差荷载，作用在支撑上端水平方向，按1%竖向永久荷载计,Fc=[（12.42+2.6）*4.5*0.9+1.9*2]* 0.01=0.65KN
6）安全荷载，按2.5%竖向永久荷载计S=1.63KN，作用在排架支撑上端水平方向
7）风荷载，集中作用在支撑上端来考虑
风荷载标准值按Wk=0.7*μz*μstw*Wo
式中Wo——基本风压，上海地区，支架高度20m以内时，取Wo=0.55KN/m2
μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》表7.2.1，μz=0.62
μstw——脚手架风荷载体型系数
按《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项和第36项计算，整体桁架体系数
μstw=μst（1-ηn）/（1-η）
单榀桁架体型系数μst=Φ*μs
μs——钢管体型系数 μ=0.6
Φ——挡风系数按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》步距1.2m，纵距0.9m，取Φ=0.115
μst=0.115*0.6=0.069
多榀桁架时，η=0.9775，本支架横向按13榀桁架时，
μstw=μst（1-η13）/（1-η）=0.069*（1-0.977513）/（1-0.9775）=0.7853代入Wk=0.7*μz*μstw*Wo=0.7*0.62*0.7853*0.55=0.19KN/m2
综上述计算得作用于支架上的最大风力Fm1=0.19*9.0*0.9=1.54KN，作用于箱梁侧模上的最大风力Fm2=0.55*0.9*1.45*2=1.44KN。
6.1.2整体结构分析
竖向荷载通过箱梁底模作用于排架支撑的计算简图，如图所示，按连续梁计算可得在竖向荷载设计值作用下各
排架立杆内力为：R1=3.57KN，R2=7.08KN，R3=9.66KN，R4=9.95KN，R5=9.95KN
得Rmax=R4=9.95KN
按诱发荷载法，各种荷载标准值作用时产生的诱发荷载，如表所示：
荷载
水平力（KN）
力矩（KN-M）
诱发荷载（KN）
Fm
1.54+1.44
26.82
P1=3.04，P2=2.17，
P3=1.74，P4=1.30，P5=0.87
Fc
0.65
5.85
P1=0.66，P2=0.47，
P3=0.38，P4=0.28，P5=0.19
S
1.63
14.67
P1=1.66，P2=1.19，
P3=0.95，P4=0.71，P5=0.48
6.1.3强度验算
按荷载组合计算（可能出现的最不利荷载组合）
S=rG∑SGK+ΨrQ∑SQK=1.2∑SGK+0.9*1.4∑SQK
按箱梁第二次浇筑时，排架支撑受力最大部位（空腹部位）进行荷载组合。
当荷载组合为：竖向永久荷载+竖向施工荷载+风荷载+安装偏差荷载，此时立杆内力最大。
N1=16.17KN；N2=13.54KN；N3=25.14KN；N4=39.37KN；N5=31.62KN
则Nmax=N4=39.37KN。
简化轴心受压立杆作强度验算，
A=4.89cm2，i=1.58，Ho=h+2a=120+2*30=180cm，
λ=180/1.58=114，查表得Φ=0.489
σ=Nmax/ΦA=39.37*103/(0.489*4.89*102)=164.6N/mm2＜f=205N/mm2*0.85
=174.3N/mm2
6.1.4抗倾覆验算
当箱体钢筋已绑扎完毕而砼尚未浇筑时，箱梁空腹部位横断面，抗倾覆最不利，此时标准值以900mm为计算单元所受荷载：
箱体模板支撑及钢筋重（扣除砼重量）：（2.6+3.8）*1.2*0.9+1.9*0.9*2
=10.33KN
安装偏差荷载：Fc=10.33*1%=0.10KN
风荷载：Fm1=1.54KN（合力作用在支撑顶部）
Fm2=1.44KN（合力作用在支撑中部）
所以，在设计荷载作用下倾覆力矩：Mo=47.418KN-m
支撑结构的抗倾覆力矩：Mt=80.45KN-m＞Mo=47.42KN-m