盖梁满堂式碗扣支架设计计算.doc

支架设计验算
1 支架设计
施工时采用满堂式碗扣支架，WDJ碗扣支架的钢管为Q235钢，规格为φ48mm×3.5mm，其性能见下表1和表2：
钢管截面特性 表1
规格
截面积A（mm2）
惯性矩I（mm4）
抵抗矩W（mm3）
回转半径I（mm）
每米重量（kg/m）
φ48×3.5
4.89×102
12.19×104
5.00×103
15.78
3.84

钢材的强度设计值与弹性模量 表2
抗压fc（N/ mm2）
弹性模量E（KN/ mm2）
205
2.06×102
1.1 支架布置概述
本桥墩盖梁布置如下：
1）整个盖梁下布置横向0.6m，纵向0.6m，步矩1.2m；
2）顶托上横向布置15×15cm云南松方木作梁。

2 荷载检算
2.1 设计荷载
作用于模板支架上的荷载，可分为永久荷载（恒荷载）和可变荷载（活荷载）两类。
1） 模板支架的永久荷载，包括下列荷载：
（1）作用在模板支架上的结构荷载，包括：新浇筑混凝土、模板等自重；
（2） 组成模板支架结构的杆系自重，包括：立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等自重；
（3） 配件自重，根据工程实际情况定，包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重。
2) 模板支架的可变荷载，包括下列荷载：
（1）施工人员及施工设备荷载；
（2） 振捣混凝土时产生的荷载；
（3） 风荷载、雪荷载。
根据经验，支架结构风荷载和碗扣支架杆系自重荷载效应较小，可不计；盖梁施工期为八月，也无雪天，故计算不计入雪荷载效应。
为表述方便，各荷载表述符号如表3所示：

计算荷载 表3
符号
荷载名称
分类
数值

支撑架模板自重标准值
永久荷载
1.0kN/m2

各荷载取值依据如下：
支撑架模板自重标准值（P1）根据模板设计图纸，加上配件自重，偏于安全取值为1.0kN/m3；根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ 166-2008）新浇混凝土及钢筋自重标准值（P2）对普通钢筋混凝土可采用25kN/m3，本盖梁钢筋较密，偏于安全取值为27kN/m3；根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ 166-2008）施工人员及设备荷载标准值按按均布活荷载(P3)取1.0kN/m2，本检算中偏于安全取值为1.2kN/m2；根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ 166-2008）振捣混凝土时产生的荷载标准值（P4）可采用2.0 kN/m2
2.2 支架检算
根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》, 单肢立杆轴向力计算式为5.6.1—1：

式中 Lx、Ly—单肢立杆纵向及横向间距（m）；
V—Lx、Ly 段的混凝土体积（m3）。
故Lx、Ly 段的混凝土体积为
V=0.6×0.6×1.6=0.576m3
则单根立杆轴向力为
N=[1.2×1.0+1.4×(1.2+2)] ×0.6×0.6+1.2×27×0.576=20.71
根据《材料力学》，长细比计算式为12—3：

式中 u—压杆的长度因数，查《材料力学》表12—1为1；
l—立杆长度，即支架布距（m）；
i—立杆横截面的回转半径（m）；
—长细比；
则长细比为

根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》, 单肢立杆稳定性计算式为5.3.1—2：

式中 A—立杆横截面积；
—轴心受压杆件稳定系数，按细长比查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录C，为0.744；
f—钢材强度设计值，查表2，为205MPa。
则
0.744×4.89×10-4×205×103=74.58kNN=20.71
满足要求。
对于横向15×15cm云南松方木作为上部结构的承重梁，云南松性质如表4。由于上部位定型钢模，按照线荷载建立简支梁模型如下图：
15×15cm云南松方木特性 表4
规格
(cm)
容许抗压强度［σ］（MPa）
弹性模量
（MPa）
抗剪强度设计值
（MPa）
15×15（高×宽）
12
10×103
1.5

图1 方木简支梁模型（单位：cm）
图中q为线荷载，其值为
（1.0+27×1.6）×0.6×1.2+（1.2+2）1.4×0.6=34.51
最大弯矩为与跨中为

根据《材料力学》可知，15×15cm方木梁的弯曲截面系数为

根据《材料力学》式5—6可知，最大弯曲应力为

符合要求。
最大剪力在端部，为

根据《材料力学》式5—8可知，最大切应力为

符合要求。
根据《材料力学》可知，15×15cm方木梁的截面惯性矩为

根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》4.3.2规定计算构件变形（挠度）时的荷载设计值，各类荷载分项系数，均取1.0。则此时q为
[（1.0+2+1.2）×0.6+27×1.6×0.6] ×1.0=28.44kN
根据《材料力学》表6-1-（6）,可得最大挠度在跨中为

符合要求。