箱梁满堂支架检算.doc

现浇箱梁满堂支架强度检算一、设计依据鉴于目前碗扣式脚手架设计和施工规程处于编制过程之中，尚未正式发布。本满堂支架主要依据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范和航空航天工业部星河机器人技术开发公司开发的WDJ碗口型多功能脚手架使用说明书并结合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）进行设计。二、设计说明主线桥箱梁为预应力砼结构，整个箱梁砼分为两次浇筑成型（跨中区首先浇筑砼底板、腹板，最后浇筑顶板；中横梁及端横梁区砼一次浇筑成型）。箱梁底部离地面最大高度15.2m。满堂支架按纵向60cm，横向90cm（中横梁位置局部调整）、步距120cm间距搭设。三、设计参数竹胶板：规格122x244x1.5cm弹性模量：纵向Ez=6.5GPa、横向Eh=4.5GPa弯曲强度：纵向z=80MPa、横向h=55MPa密度：9.5KN/m3 木 材：强度等级TC13（木结构设计规范），有：1510cm主受力方木、1010cm分布方木、515cm木板、310cm木板等几种规格。设计抗弯强度 顺纹抗剪强度弹性模量 密度（新加工方木）8KN/m3四、强度检算根据设计图可知整个施工过程中，最不利受力位置主要在中横梁区，对该处进行荷载分析如下： 受力分析简图4.1 10cm10cm分布方木（间距25cm布置）强度检算小方木每根长度4m，最大中心间距按25cm布置，由于主受力方木纵向间距为60cm，小方木跨度有6跨，剩余两侧各悬挑20cm。此处按6跨连续梁（不考虑悬挑部分，两端按简支）进行受力分析。荷载分析永久荷载永久荷载包括钢筋砼、模板、支架自重，根据实际情况按砼高度1.5m，容重26KN/m3计算如下： 0.25261.5（钢筋砼）+0.250.0159.5（竹胶板）+0.10.18（分布方木自重）=9.87KN/m可变荷载可变荷载包括施工荷载、风荷载、雪荷载等，根据满堂支架搭设结构及工期安排，不考虑雪荷载和水平风荷载；施工荷载（作业层人员、器具、材料的重量）根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）取3KN/m2；砼振捣附加荷载根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）取2KN/m2；砼采用泵车入模，不考虑砼入模的冲击荷载。可变荷载合计为5KN/m2，折算到小方木上均布荷载为： 0.255=1.25KN/m偶然荷载满堂支架为临时施工结构，且根据不同部位采取了有效的安全措施，不考虑撞击力等因素引起的偶然荷载。小方木承受均布荷载（含方木自重）为： 永久荷载：9.87KN/m 可变荷载：1.25KN/m受力分析永久荷载和可变荷载分别按1.2、1.4的分项系数按6跨连续梁利用结构分析软件进行分布方木受力分析如下： 现浇箱梁分布方木计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、几何数据及计算参数支座形式：左端：简支右端：简支连续梁结构信息：跨序号跨度(mm)截面惯性矩(106mm4)第1跨600.08.3第2跨600.08.3第3跨600.08.3第4跨600.08.3第5跨600.08.3第6跨600.08.3材料弹性模量(N/mm2)：E = 10000.0 二、荷载数据1工况1(恒载)2工况2(活载)三、内力计算结果1弯矩包络图2剪力包络图3截面内力第一跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.280.410.390.230.020.01负弯矩(kN-m)-0.00-0.01-0.01-0.02-0.02-0.11-0.56正剪力(kN)3.482.030.570.010.010.010.01负剪力(kN)-0.06-006-0.06-0.93-2.39-3.84-5.30挠度(mm)0.000.070.110.120.090.040.00正弯矩最大值(kN-m)：0.42位置(m)：0.239负弯矩最大值(kN-m)：-0.56位置(m)：0.600剪力最大值(kN)： -5.30位置(m)：0.600挠度最大值(mm)： 0.12位置(m)：0.268第二跨1234567正弯矩(kN-m)0.010.010.100.200.150.020.02负弯矩(kN-m)-0.56-0.17-0.03-0.03-0.03-0.08-0.42正剪力(kN)4.673.211.760.310.110.110.11负剪力(kN)-0.07-0.07-0.07-0.08-1.28-2.73-4.19挠度(mm)0.000.020.040.050.040.020.00正弯矩最大值(kN-m)：0.20位置(m)：0.317负弯矩最大值(kN-m)：-0.56位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： 4.67位置(m)：0.000挠度最大值(mm)： 0.05位置(m)：0.301第三跨1234567正弯矩(kN-m)0.020.020.180.240.160.020.02负弯矩(kN-m)-0.42-0.07-0.03-0.03-0.03-0.10-0.47正剪力(kN)4.352.901.440.090.090.090.09负剪力(kN)-0.10-0.10-0.10-0.17-1.60-3.06-4.51挠度(mm)0.000.020.050.060.050.020.00正弯矩最大值(kN-m)：0.24位置(m)：0.294负弯矩最大值(kN-m)：-0.47位置(m)：0.600剪力最大值(kN)： -4.51位置(m)：0.600挠度最大值(mm)： 0.06位置(m)：0.295第四跨1234567正弯矩(kN-m)0.020.020.160.240.180.020.02负弯矩(kN-m)-0.47-0.10-0.03-0.03-0.03-0.07-0.42正剪力(kN)4.513.061.600.170.100.100.10负剪力(kN)-0.09-0.09-0.09-0.09-1.44-2.90-4.35挠度(mm)0.000.020.050.060.050.020.00正弯矩最大值(kN-m)：0.24位置(m)：0.306负弯矩最大值(kN-m)：-0.47位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： 4.51位置(m)：0.000挠度最大值(mm)： 0.06位置(m)：0.305第五跨1234567正弯矩(kN-m)0.020.020.150.200.100.010.01负弯矩(kN-m)-0.42-0.08-0.03-0.03-0.03-0.17-0.56正剪力kN)4.192.731.280.080.070.070.07负剪力(kN)-0.11-0.11-0.11-0.31-1.76-3.21-4.67挠度(mm)0.000.020.040.050.040.020.00正弯矩最大值(kN-m)：0.20位置(m)：0.283负弯矩最大值(kN-m)：-0.56位置(m)：0.600剪力最大值(kN)： -4.67位置(m)：0.600挠度最大值(mm)： 0.05位置(m)：0.299第六跨1234567正弯矩(kN-m)0.010.020.230.390.410.280.00负弯矩(kN-m)-0.56-0.11-0.02-0.02-0.01-0.01-0.00正剪力(kN)5.303.842.390.930.060.060.06负剪力(kN)-0.01-0.01-0.01-0.01-0.57-2.03-3.48挠度(mm)0.000.040.090.120.110.070.00正弯矩最大值(kN-m)：0.42位置(m)：0.361负弯矩最大值(kN-m)：-0.56位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： 5.30位置(m)：0.000挠度最大值(mm)： 0.12位置(m)：0.332强度校核 由上述分析可知，方木承受最大弯矩值为：0.56KNm，最大剪力值为：5.3KN。抗弯截面模量：截面惯性矩：设计应力： 安全设计剪力： 顺纹抗剪强度，实际为横纹抗剪。 安全最大挠度：规范允许最大挠度：，理论计算最大挠度0.12mm满足规范许可要求。 安全4.2 10cm15cm主受力方木（间距35cm布置强度检算荷载分析计算分布方木支撑处正负剪力绝对值之和的最大值为9.97KN。受力主方木承受的荷载可按9.97KN，间距25cm的集中荷载计算所受外力，再考虑方木自重均布荷载0.10.158=0.12KN/m进行受力分析。受力分析由于集中荷载已按1.2、1.4的分项系数进行荷载组合；方木自重为恒定值，且自重按湿方木考虑，不再会增大。故主方木受力分析时分项系数按1.0考虑，结果分析如下：现浇箱梁主方木受力计算书项目名称_日 期_设 计 者_校 对 者_一、几何数据及计算参数支座形式：左端：悬挑右端：悬挑连续梁结构信息：跨序号跨度(mm)截面惯性矩(106mm4)第1跨200.028.1第2跨900.028.1第3跨900.028.1第4跨900.028.1第5跨900.028.1第6跨200.028.1材料弹性模量(N/mm2)：E = 10000.0 二、荷载数据1工况1(恒载)2工况2(恒载)三、内力计算结果1弯矩包络图2剪力包络图3截面内力第一跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.000.000.000.000.000.00负弯矩(kN-m)0.00-0.33-0.66-1.00-1.33-1.66-200正剪力(kN)0.000.000.000.000.000.000.00负剪力(kN)-9.97-9.97-9.98-9.98-9.99-9.99-9.99挠度(mm)-0.13-0.11-0.09-0.07-0.04-0.020.00正弯矩最大值(kN-m)：0.00位置(m)：0.000负弯矩最大值(kN-m)：-2.00位置(m)：0.200剪力最大值(kN)： -9.99位置(m)：0.200挠度最大值(mm)： -0.13位置(m)：0.000第二跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.011.511.511.010.000.00负弯矩(kN-m)-2.000.000.000.000.00-0.49-2.99正剪力(kN)20.0010.010.020.010.000.000.00负剪力(kN)0.000.000.000.00-9.98-10.00-19.99挠度(mm)0.000.140.290.330.260.110.00正弯矩最大值(kN-m)：1.51位置(m)：0.497负弯矩最大值(kN-m)：-2.99位置(m)：0.900剪力最大值(kN)： 20.00位置(m)：0.000挠度最大值(mm)： 0.33位置(m)：0.429第三跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.000.711.310.910.000.00负弯矩(kN-m)-2.990.390.000.000.00-0.49-2.40正剪力(kN)17.337.347.320.000.000.000.00负剪力(kN)0.000.000.00-2.66-2.68-12.67-22.66挠度(mm)0.000.080.190.240.190.070.00正弯矩最大值(kN-m)：1.44位置(m)：0.401负弯矩最大值(kN-m)：-2.99位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： -22.66位置(m)：0.900挠度最大值(mm)： 0.24位置(m)：0.446第四跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.000.911.310.710.000.00负弯矩(kN-m)-2.40-0.490.000.000.00-0.39-2.99正剪力(kN)12.6912.672.682.660.000.000.00负剪力(kN)0.000.000.000.00-7.32-17.31-17.33挠度(mm)0.000.070.190.240.190.080.00正弯矩最大值(kN-m)：1.44位置(m)：0.500负弯矩最大值(kN-m)：-2.99位置(m)：0.900剪力最大值(kN)： -17.33位置(m)：0.900挠度最大值(mm)： 0.24位置(m)：0.455第五跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.001.011.511.510.010.00负弯矩(kN-m)-2.99-0.490.000.000.000.00-2.00正剪力(kN)19.9910.009.980.000.000.000.00负剪力(kN)0.000.000.00-0.01-9.99-10.01-20.00挠度(mm)0.000.110.260.330.290.140.00正弯矩最大值(kN-m)：1.51位置(m)：0.404负弯矩最大值(kN-m)：-2.99位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： -20.00位置(m)：0.900挠度最大值(mm)： 0.33位置(m)：0.471第六跨1234567正弯矩(kN-m)0.000.000.000.000.000.000.00负弯矩(kN-m)-2.00-1.66-1.33-1.00-0.66-0.33-0.00正剪力(kN)0.000.000.000.000.000.000.00负剪力(kN)-9.99-9.99-9.99-9.98-9.98-9.970.00挠度(mm)-0.00-0.02-0.04-0.07-0.09-0.11-0.13正弯矩最大值(kN-m)：0.00位置(m)：0.000负弯矩最大值(kN-m)：-2.00位置(m)：0.000剪力最大值(kN)： -9.99位置(m)：0.000挠度最大值(mm)： -0.13位置(m)：0.200强度校核由上述分析可知，方木承受最大弯矩值绝对值为：2.99KNm，最大剪力值绝对值为：22.66KN。抗弯截面模量：截面惯性矩：设计应力： 安全设计剪力： 是顺纹抗剪强度的148%，而实际为横纹抗剪，因横纹抗剪允许强度约是顺纹抗剪强度的2-3倍，故满足设计要求。 安全最大挠度：规范允许最大挠度：，理论计算最大挠度0.33mm满足规范许可要求。 安全4.3 满堂支架立杆强度检算荷载分析计算主受力方木支撑处正负剪力绝对值之和的最大值为17.33+19.99=37.32KN，可知钢管承受上部最大传递荷载为37.32KN。中横梁位置最大高度按15m计算钢管（需要8根1.8m立杆，另加调节托座，不考虑剪刀撑）自重如下： 810.19（立杆）+5.82（托座）+2.47（横杆）+3.63（间横杆）=93.44Kg受力分析根据满堂支架的设计布置，上部荷载主要由立杆承力并传给地基，需对立杆进行强度和稳定性检算。纵横向水平杆起连接构造作用，主要防止立杆弯曲失稳，不直接承受上部荷载且纵横向间距只有60cm和90cm，受力较小，不予检算。上部传递荷载已按1.2的永久荷载和1.4的可变荷载考虑分项系数，此处按1.0考虑分项系数。强度校核483.5mm的Q235焊接钢管截面积A=4.89cm2，回转半径i=1.58cm，设计强度f=205Mpa。a、强度校核轴向力设计值 37.32+93.4410-3=37.41KN轴向力允许值 安全。b、稳定性校核 立杆步距，计算长度（套用建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的计算公式） =1.2+20.4=2m。长细比，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）附录C得稳定系数0.414。 安全。五、地基承载力 钢管底部最大受力：37.41KN钢管支撑垫木面积：0.90.15=0.135m2基础承载力：37.41/0.135=277Kpa故要求基础处理后的承载力不得低于0.277Mpa，施工时按0.3Mpa控制。18 / 18