盖梁满堂式碗扣支架设计计算
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48mm×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)48×3.54.89×10212.19×1045.00×10315.783.84 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)2052.06×102 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/m22.2 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5.6.11:式中 Lx、Ly单肢立杆纵向及横向间距(m); VLx、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123:式中 u压杆的长度因数,查材料力学表121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5.3.12: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(MPa)弹性模量(MPa)抗剪强度设计值(MPa)15×15(高×宽)1210×1031.5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56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58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。