碗扣支架计算书模板.doc

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: 经过计算模板荷载以下:
a、 内模（包含支撑架）: 取q1－1=1.0kN/m2;
b、 侧模: 取q1－2=0.8KN/m2;
c、 底模（包含背带木）: 取q1－3=0.6kN/m2;
d、 碗扣脚手架荷载: 经过计算得
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, 碗扣支架部署为见下图

跨中止面腹板支架部署图
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
=12×[ (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, 碗扣支架部署为见下图

跨中止面底板支架部署图
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（Q1Q2）×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, 碗扣支架部署为见下图

跨中止面翼板支架部署图
6根立杆承受箱梁自重: 箱梁面积为: 0.73m2, 则Q2=0.73×1.8×26=342kN,
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, 碗扣支架部署为见下图

跨端断面腹板支架部署图
8根立杆承受箱梁自重: 箱梁面积为: 2644m2, 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06m, 横向0.6m加密支架。碗扣支架部署为见下图

横隔梁支架部署图
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。碗扣支架部署为见下图

横隔梁支架部署图
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)×12×3+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、 扎实后, 地基承载力达成80Kpa。支架底托下垫10×15㎝方木, 依据力扩散标准, 计算作用于拆房土处理后土层荷载。
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。
各部位地基受力以下表:
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

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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, 单根碗扣在承载力许可范围内就不会失稳, 所以此以轴心受压单根立杆进行验算:
公式: N≤[N]=ΦA[σ]
碗扣件采取外径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: 钢管截面特征取值。
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钢管轴心受压构件稳定系数
Φ＝0.744,
[σ]=205MPa
单根立杆许可承载能力: [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, 它力学特征实际上就是造成架体“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根立杆部署一道竖向剪刀撑, 间距3.6米, 则3.6米范围内有一根通长斜杆受力。
依据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》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——风压高度改变系数, 按现行国家标准《建筑结构荷载规范》要求采取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》要求竖直面取0.8;
Wo——基础风压（KN/m2）, 按现行国家标准《建筑结构荷载规范》要求采取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
=0.31 kN /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, 采取旋转扣件连接斜杆, 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, 其上方木采取15*15cm.底模采取δ＝12mm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
竹胶板许可应力[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最大内力:
M=qL2/8=35.31×0.62/8=1.59kN·m
方木抗弯截面模量为:
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。