箱梁受力计算书Word文件下载.docx
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芯模单位体积,单位m3;
S:
芯模底截面积,单位m2;
d:
芯模厚度,单位m;
F5=5*0.025=0.125KN/m2
6、底模:
底模为厚1.5cm的竹胶板,容重为5KN/m3,
则F6=R*V/S=R*d
F6=5*0.015=0.075KN/m2
7、方木:
底模为厚10cm的杉木,容重为5KN/m3,
则F7=R*V/S=R*d
F7=5*0.1=0.5KN/m2
二、底模板强度计算
箱梁底模采用高强度竹胶板,板厚t=15mm,竹胶板方木背肋间距为300mm,所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板
1、模板力学性能
弹性模量:
E=0.1×
105MPa
截面惯性矩:
I=b*h3/12=30×
1.53/12=8.44cm4
截面抵抗矩:
W=bh2/6=30×
1.52/6=11.25cm3
底模截面积:
A=b*h=30×
1.5=45cm2
2、模板受力计算
底模板均布荷载:
F=F1+F2+F3+F4+F5
F=21.596+2.5+2.0+2.0+0.125
=28.221KN/m2
q=F×
b
F:
底模板均布荷载,单位KN/m2;
b:
底模板宽度,单位m;
代入数值:
q=28.221×
0.3=8.463KN/m
跨中最大弯矩:
M=qL2/8
q:
底模板均布荷载值,单位KN/m;
L:
底模板跨度,单位m。
M==8.463×
0.32/8=0.0952KN·
m
弯拉应力:
σ=M/W
M:
底模板跨中最大弯矩,单位MPa;
W:
地模板截面抵抗矩,m3。
σ=0.0952×
103/11.25×
10-6=8.462MPa<[σ]=11MPa
竹胶板板弯拉应力满足要求。
3、挠度计算:
从竹胶板下方木背肋布置可知,竹胶板可看作为多跨等跨连续梁,按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算,计算公式为:
f=5qbL4/384EI
q:
b:
模板宽度,单位m;
L:
相邻两背肋之间的距离,单位m;
E:
模板弹性模量,取10*103MPa,单位KPa;
I:
底板截面惯性矩,单位m3
f=(5×
8.463×
0.3×
0.34)/(384×
0.1×
108×
8.44×
10-8)
=0.306mm<L/400=0.75mm
竹胶板挠度满足要求,综上,竹胶板受力满足要求
三、横梁强度计算
1、横梁受力计算
横梁为10×
10cm方木,跨径为0.9m,横梁与横梁之间距离为0.3m,则中对中间距为0.4m。
W=bh2/6
b:
横梁宽度,单位m;
h:
横梁厚度,单位m;
W=0.1×
0.12/6=1.67×
10-4m3
I=bh3/12
I=0.1×
0.13/12=8.33×
10-6m4
作用在横梁上的均布荷载为:
q=F*b=(F1+F2+F3+F4+F5+F6)×
q=(21.596+2.5+2.0+2.0+0.125+0.075)×
0.4=11.32KN/m
M=qL2/8
作用在横梁上的均布荷载;
单位KN/m;
横杆跨径,单位m。
q=11.32×
0.92/8=1.15KN·
落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa,弹性模量E=11×
103MPa
2、横梁弯拉应力:
σ=M/W
横梁跨中最大弯矩,单位KN·
m;
横梁截面抵抗矩,单位m3。
σ=1.15×
103/1.67×
10-4=6.88MPa<[σ]=14.5MPa
横梁弯拉应力满足要求。
3、横梁挠度:
f=5qL4/384EI
作用在衡量上的均布荷载;
横杆跨径,单位m;
横杆材料弹性模量,单位MPa;
I:
横杆截面惯性矩。
f=(5×
11.32×
0.94)/(384×
11×
106×
8.33×
10-6)
=1.055mm<L/400=2.25mm
综上,横梁强度满足要求。
四、纵梁强度计算
1、纵梁受力计算
纵梁为10×
15cm方木,跨径为0.9m,间距为0.9m。
0.152/6=3.75×
I=bh3/12
0.153/12=2.81×
10-5m4
0.9m长纵梁上承担3根横梁重量为:
F=V×
ρ=b×
h×
L×
ρ×
3
单根横梁宽度,单位m;
单根横梁厚度,单位m;
横梁跨度,单位m;
ρ:
横梁材料容重,取7.5,单位KN/m3。
F=0.1×
0.15×
7.5×
3=0.101KN
横梁施加在纵梁上的均布荷载为:
0.101÷
0.9=0.112KN/m
作用在纵梁上的均布荷载为:
q=(F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7)×
0.9+0.112
=28.796×
0.9+0.112=28.908KN/m
M=28.908×
0.92/8=2.93KN·
103MPa。
2、纵梁弯拉应力:
纵梁跨中最大弯矩,单位KN·
纵梁截面抵抗矩,单位m3。
σ=2.93×
103/3.75×
10-4=7.73MPa<[σ]=14.5MPa
纵梁弯拉应力满足要求。
3、纵梁挠度:
f=1.883qL2/100EI
作用在纵梁上的均布荷载;
纵梁跨径,单位m;
纵梁材料弹性模量,单位MPa;
纵梁截面惯性矩。
f=(1.883×
28.908×
0.92)/(100×
2.81×
10-5)=1.43mm<L/400=2.25mm。
纵梁弯拉强度满足要求。
综合所述,纵梁满足要求。
五、支架受力计算
1、立杆承重计算
碗扣支架立杆设计承重为30KN/根
每根立杆承受钢筋砼和模板重量:
N1=L1×
L2×
q
L1:
立杆横向跨距,单位m;
L2:
立杆纵向跨距,单位m;
立杆承受砼、模板的荷载及施工荷载。
N1=0.9×
0.9×
28.296=22.891KN
立杆每跨中承受3根横梁传来的荷载,横梁施加在每根立杆上重量:
N2=L1×
q×
3=L1×
(b×
ρ)×
L1:
横梁截面宽度,单位m;
h:
横梁截面厚度,单位m;
ρ:
N2=0.9×
3=0.2KN
立杆每跨中承受1根纵梁传来的荷载,纵梁施加在每根立杆上重量:
N3=L1×
b×
ρ
纵梁截面宽度,单位m;
纵梁截面厚度,单位m;
纵梁材料容重,取7.5,单位KN/m3。
N3=0.9×
7.5=0.10KN
立杆采用φ48,壁厚为3.5mm脚手架钢管,本桥墩平均墩高为5.17m,高度方向钢管间距为0.5m,则单位立杆自重为:
N4=(L×
4+L1×
4×
n)/4=(L×
L/L2)/4
L:
立杆长度,此取立杆平均高度5.17m,单位m;
立杆纵向间距,单位m;
L2:
钢管高度方向上间距,单位m;
N4=【5.17×
4+4×
5.17/0.5】/4=64.28N=0.064KN
每根立杆总承重:
N=N1+N2+N3+N4=22.891+0.20+0.10+0.064
=23.255KN<30KN
立杆满足要求。
2、支架稳定性计算
立杆长细比λ=L/i
立杆纵向间距,单位mm;
i:
立杆回转半径,查表为15.78,单位mm。
λ=900/15.78=57.03
由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.8369
立杆截面积Am=489mm2
由钢材容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145MPa
立杆轴向荷载[N]=Am×
φ×
[σ]
=489×
0.8369×
145=610.35KN>N=2.46KN
支架稳定性满足要求。
综上所述,碗扣式脚手架满足要求。
六、现浇梁预拱度计算
1、预拱度的设置
(1)、满堂支架的预拱度设置
本桥现浇梁预拱度设置考虑三方面的因素,作为预压前底模标高的控制依据。
1)、支架在施工荷载作用下的弹性压缩:
σ1=σL/E=(σ荷载+σ自重)×
L/E
σ1—支架的弹性压缩,
σ—杆件所受压应力,单位KN;
L—支架杆件的长度,平均约5.17米;
E—杆件的弹性模量(2.1×
105Mpa)
σ1=(28.296+0.064)×
1000×
6÷
(2.1×
1011)
=81.03×
10-5=0.0008mm
2)、在荷载作用下的非弹性压缩:
σ2=2k1+3k2+2k3+2.5k4
k1—顺纹木料接头数目,
k2—横纹木料接头数目,
k3—木料与金属或木料与圬工接头数目,
k4—横纹与顺纹木料接头数目。
根据本支架设计方案:
k1=0,k2=0,k3=2,k4=0,即σ2=4mm。
3)、支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷:
σ3=0mm(砼地面)
根据以上计算,支架搭设时的预拱度按4.0008mm设置。
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