拱桥现浇拱圈满堂支架计算书文档格式.docx
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立杆承重连接方式:
可调托座;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.5;
混凝土与钢筋自重(kN/m3):
26;
施工人员和施工材料、机具走运或堆放等施工均布荷载标准值(kN/m2):
4;
武穴地区10年一遇最大风压0.25kN/m2,小于0.35kN/m2,可不予考虑。
3.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为12mm;
板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):
6500;
面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;
木方的间隔距离(mm):
300.000;
木方弹性模量E(N/mm2):
9000.000;
木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;
木方的截面高度(mm):
100.00;
托梁材料为:
钢管(单钢管):
Ф48×
3.5;
4.拱圈参数
拱圈的计算厚度(mm):
500.00;
二、模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=90×
1.22/6=21600mm3;
I=90×
1.23/12=129600mm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=26×
0.5×
0.9+0.5×
0.9=12.15kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=4×
0.9=3.6kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:
q1=1.2×
12.15+1.4×
3.6=19.62kN/m;
q2=1.35×
0.7×
3.6=19.931kN/m
按q2取值。
最大弯矩M=0.1*19.931*3002=179379N.m;
面板最大应力计算值σ=M/W=179379/21600=8.3N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为8.3N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=12.15kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677*12.15*3004/(100*6500*12.96*104)=0.791mm;
面板最大允许挠度[ν]=300/250=1.2mm;
面板的最大挠度计算值0.791mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5*10*10/6=83.33cm3;
I=5*10*10*10/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算
q1=26*0.3*0.5+0.5*0.3=4.05kN/m;
q2=4*0.3=1.2kN/m;
2.强度验算
均布荷载q1=1.2×
4.05+1.4×
1.2=6.54kN/m;
1.2=6.64kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1*6.64*6002=239040N.mm;
方木最大应力计算值σ=M/W=239040/83333.33=2.87N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为2.87N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<
[τ]
其中最大剪力:
V=0.6*6.64*0.9=3.586kN;
方木受剪应力计算值τ=3*3.586*103/(2*50*100)=1.076N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值1.076N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
4.挠度验算
均布荷载q=q1=4.05kN/m;
最大挠度计算值ν=0.677*4.05*6004/(100*9000*4166666.667)=0.095mm;
最大允许挠度[ν]=600/250=2.4mm;
方木的最大挠度计算值0.095mm小于方木的最大允许挠度2.4mm,满足要求!
四、托梁材料计算
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:
Ф48*3.5;
W=5.15cm3;
I=12.43cm4;
集中荷载取纵向板底支撑传递力,P=(1.35*(26*0.5+0.5)+1.4*0.7*4)*0.9=19.931kN;
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN.m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.618kN穖;
最大跨中弯距:
Mmax=0.333PL=0.333×
19.93×
0.9=5.973KN.m
强度:
σmax=Mmax/W=5.973×
106/5.15×
103=4.69MPa≤[σ0]合格
最大变形Vmax=0.58mm;
最大支座力Qmax=12.655kN;
最大应力σ=618147.749/5080=121.683N/mm2;
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
托梁的最大应力计算值121.683N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为0.58mm小于900/150与10mm,满足要求!
五、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=17935N;
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
按下式计算:
=1.185×
1.1×
(0.9+0.65×
2)=2.868m
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.65m;
k--计算长度附加系数按照表1取值1.185;
--立杆计算长度系数,步距为0.6m、1.0m、1.2m、1.5m时,取1.1;
步距为1.8m、2.0m时,取1.0;
Lo/i=2.868/15.8=180;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.220;
钢管立杆的最大应力计算值;
σ=17935/(0.220×
489)=167N/mm2≤[f]=205N/mm2,满足要求!
以上表参照《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》JGJ166-2016。
六、立杆的地基承载力计算
地基处理示意图
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
P=N/Ag≤ru*fa
地基承载力设计值:
ru*fa=ru*mf*fak=1.363*1*fak=1.363*fak
Ru——永久荷载和可变荷载分项系数加权平均值,当按永久荷载控制组合时,取1.363;
当按可变荷载取值时,取1.254;
Mf——脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=17.935/0.28=64kpa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=17.935kN;
基础底面面积按45度角扩散,则:
A=(0.13+0.2+0.2)*(0.13+0.2+0.2)=0.28m2。
通过换填使地基承载力满足要求!
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