满堂支架施工方案 计算讲解

1、满堂支架的计算 ?1.工程概况 ?2.满堂支架的设计和计算参数 ?3.荷载计算 ?4.底模强度计算 ?5.横梁强度计算 ?6.纵梁强度计算 ?7.支架受力计算 ?8.支架抗风荷载计算 ?9.立杆地基承载力计算 目录 满堂支架图片 满堂支架侧面布置示意图满堂支架侧面布置示意图 目录 满堂支架立面布置示意图满堂支架立面布置示意图 目录 满堂支架平面图布置示意图满堂支架平面图布置示意图 目录 工程概况 ?某大桥现浇箱梁为单箱单室结构，梁顶宽为 10m，腹 板宽为5.1m，梁高1.8m。 ?箱梁每跨30m，三跨为一联，采用现浇法施工。箱梁 每跨混凝土为203m2，标准断面面积为6.21m 2，变截 面

2、面积为8.05m 2。 目录 工程概况 ?荷载首先作用在板底模板上，按照“底模纵梁（底模方木） 横梁立杆基础”的传力顺序，分别进行强度、刚度和 稳定性验算。 目录 满堂支架的设计和计算参数 ?(1).支架主要材料和性能参数 施工时采用满堂式碗口支架，碗口支架的钢管为3号钢，规格为 48mm3.5mm，其性能见下表1和表2 目录 截面积惯性矩抵抗矩回转半径每米重量 (mm2)(mm4)(mm3) (mm)(kg/m) 483.5 4.8910212.191045.010315.783.84 规格 表1 钢管截面特性 2052052.06102 表2 钢材的强度设计值与弹性模量 抗拉、抗弯f (N

3、/mm 2) 抗压 fc (N/mm2)弹性模量E (kN/mm 2) 目录 满堂支架的设计和计算参数 ?(2).支架的设计布置 ?支架顺桥向立杆间距布置 50.6m+250.9m+50.6m=28.5m 支架横桥向立杆间距布置 30.9m+20.6m+30.9m+20.6m+ 30.9=10.5m 水平杆步距为1.2m。 目录 荷载计算 (1) 箱梁钢筋混凝土自重：G=203m325KN/m3=5075KN， 恒载分项系数为1.2，假设梁体全部重量仅 作用于底板区域，计算单位面积压力： F1=GrS=50751.2（5.130）=39.8KN/m2 (2) 施工荷载：标准值为1.0KN/m2

4、，分项系数1.4，设计 值F2=1.4KN/m2； (3) 振捣混凝土产生荷载：标准值为2.0KN/m2，分项系数 1.4，设计值F3=2.8KN/m2； (4) 箱梁芯模：标准值1.5KN/m2，分项系数1.2，设计值 F4=1.8KN/m2 ； (5) 竹胶板：取标准值0.1KN/m2 ，分项系数1.2，设计值为 F5=0.12KN/m2 ； (6) 方木：取标准值7.5KN/m3 ，分项系数1.2，设计值为F6=9 KN/m3。 目录 底模强度计算 ?箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=18mm 目录 1、模板力学性能 （1）弹性模量E=0.1105MPa。 （2）截面惯性矩：I=bh3/

5、12=1001.83/12=48.6cm4 （3）截面抵抗矩：W=bh2/6=1001.82/6=54cm3 （4）截面积：A=bh=1001.8=180cm2 底模强度计算 ?2、模板受力计算 (1) 底模板均布荷载：F=F1+F2+F3+F4+F5=39.8+1.4+2.8+1.8+0.12=45.92KN/m2 q=F1=45.51=45.92KN/m (2) 跨中最大正弯矩：M=0.08ql2 =45.920.320.08=0.331 KN?m 支点负弯矩：M=-0.1ql2 =-0.145.920.32 =-0.41KN? m 目录 底模强度计算 （3）弯拉应力：= M/W = 7.

6、57MPa=11Mpa （4）挠度：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。 根据建筑施工计算手册，挠度计算公式为： -挠度系数，三等跨均布荷载作用连续梁按照活载最 大，取值0.677 =(0.67745.920.34)/(1000.110848.610-8) =5.1810-4m=0.518mmL/400=300/400=0.75mm 目录 横梁强度计算 ?横梁为12#工字钢，按最不利跨径为0.9m考虑。 目录 1、12#工字钢的力学性能： （1）12#工字钢容许抗弯应力=215MPa，弹性模量E=2.1105Mpa （2）截面抵抗矩：

7、W=72.7 cm3 （3）截面惯性矩：I= 436cm4 （4）每延米重量13.987kg/m 2、横梁受力计算 （1）作用在横梁上的均布荷载 0.9m长度范围内横梁上承担4根纵梁重量为：0.10.10.994=0.324KN 纵梁施加在横梁上的均布荷载为：0.3240.9=0.36KN/m 作用在横梁上的均布荷载为： q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.9+0.36*1.2=41.382+0.432=41.814KN/m M= =41.8140.92/8=4.23KN?m （2）、跨中最大弯矩 横梁强度计算 （3）横梁弯拉应力：计算简图见下图。 = M/W =4.23103/72.71

8、0-6=58.2MPa=210Mpa 横梁弯拉应力满足要求。 3、横梁挠度计算： f= =(541.691030.94)/(3842.1101143610-8) =0.376mmL/400=900/400=2.25mm 横梁挠度满足要求。 综上，横梁强度挠度满足要求。 4 5 384 ql EI 目录 纵梁强度计算 ?纵梁为1010cm方木，净间距为0.25m，墩身处端部跨径为 0.6m，中部箱梁标准截面跨径为0.9m按照跨径为0.9m进行计 算，间距为0.9m。 1、方木（落叶松）的力学性能 目录 (1)落叶松容许抗弯应力 =14.5MPa，弹性模量 E=1110 3Mpa (2)截面抵抗矩

9、：W= =0.10.1 2/6=1.6710-4m3 (3)截面惯性矩：I= =0.10.13/12=8.3310-6m4 纵梁强度计算 ?方木受力计算 ?（1）作用在纵梁上的均布荷载为： ?q=(F1+F2+F3+F4+F5)0.3=45.920.3=13.776KN/m ?(2)跨中最大弯矩：计算简图见下图。 目录 纵梁强度计算 ?M= =13.776 0.9 2/8=1.39KN?m ?(3)纵梁弯拉应力：= =1.39 103/1.6710-4=8.35MPa =14.5Mpa ?纵梁弯拉应力满足要求。 ?3、纵梁挠度：f= ?=(513.7761030.9 4)/(384111098

10、.3310-6) ?=1.28mmL/400=900/400=2.25mm ?纵梁弯曲挠度满足要求。 ?综上，纵梁强度满足要求。 目录 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, 碗扣支架受力最 不利位置在立杆的底部， ?（1）中间标准段侧腹板下方立杆的最大承重计算 目录 支架受力计算 ?每根立杆承受钢筋砼和模板重量： ?侧腹板上方承重的梁体横截面积为1.937m2 ?N1=0.9m0.6m(1.8+0.12)+1.21.9370.925/3=18.5KN 横梁施加在每根立杆重量： ?N2=1.20.9m13.987kg/m10/103=0.151KN ?纵梁

11、施加在每根立杆重量： ?N3=1.20.9m4根0.1m0.1m9 KN/m3=0.389KN ?支架自重：支架最高按照8m计算， ?立杆单根重：1.283.8410/103=0.372KN， ?单根立杆承担横杆的重量： ?1.2(0.9m+0.9m)63.8410/103=0.498KN ?施工荷载、振捣荷载 ?1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KN ?每根立杆总承重： N=N1+N2+N3+N4=18.5+0.151+0.27+0.389+0.372+0.498+2.268 =22.5KN30KN 立杆承重满足要求。 目录 支架受力计算 ?（2）针对箱梁每跨端部箱室为变截面，箱

12、梁混凝土的重量较大，支架布置 为60cm60cm和60cm90cm，按60cm90cm布置进行计算。 ?每根立杆承受钢筋砼和模板重量： ?N1=( +1.21.5KN/m2+1.20.1 KN/m2)0.6m0.9m ? =26.6 KN ?横梁施加在每根立杆重量： ?N2=1.20.9m13.987kg/m10/103=0.151KN 纵梁施加在每根立杆重量： ?N3=1.20.6m4根0.1m0.1m7.5 KN/m3=0.216KN 支架自重：支架最高按照8m计算， ?立杆单根重：1.283.8410/103=0.372KN， ?单根立杆承担横杆的重量： ?1.2(06m+0.9m)63

13、.8410/103=0.415KN ?施工荷载、振捣荷载 ?1.40.9m0.6m(2+1)=2.268 KN ?每根立杆总承重： N=N1+N2+N3+N4=26.6+0.151+0.216+0.372+0.415+2.268=30.0KN=30KN 目录 支架受力计算 ?2、支架稳定性验算 根据实用建筑施工手册轴心受压构件的稳定性计算： N 轴心压力； -轴心受压构件的稳定系数； A-构件的毛截面面积； 钢材的抗压强度设计值，取205 N/ mm2； -材料强度附加分项系数，根据有关规定当支架搭设高度小于25m时取值 1.35。 目录 支架受力计算 ?(1)立杆长细比计算:钢管断面示意图见

14、下图。 ? 回转半径计算：i = =0.35(48+41)2=15.575mm ?长细比计算：= =77=150 ?（2）由长细比可查得，轴心受压构件的纵向弯曲系数 =0.707 （3）立杆钢管的截面积： ?Am= =489mm2 ?(4)稳定性验算 ? = =78.1 N/ mm2 = =152 N/ mm 2 ?支架稳定性满足要求。 综上，碗扣支架受力满足要求。 0.35 2 dD? ? 目录 3 0.930.0 10 0.707489 ? ? 支架抗风荷载计算 ? 支架上的荷载除以上计算外，还应考虑风荷载的作用。 根据公路桥梁通用技术规范的规定，计算桥梁的强度和 稳定时，应考虑作用在桥梁

15、上的风力。在风力较大的地方应 按照季节性进行风荷载计算。计算方法为： ? 横向风力为横向风压乘以迎风面积。横向风压按照下公 式计算： ?W=K1K2K3K4W0 ?K1=0.85，K2=1.3，K3=1.0，K4=1.3，W0=600Kpa ?W=0.862Kpa=86.2kg/m2 ，纵向风压为横向的40%，且纵向受 力面积较小，因此计算时仅考虑横向风荷载。 ?K1设计风速频率换算系数 K2风压体型系数 ?K3风压高度变化系数 K4地形、地理条件系数 目录 支架抗风荷载计算 ?风荷载按中心集中力加载在立杆上，立杆均按两端铰接计算。立杆受力 稳定性按组合风荷载计算: ?水平荷载计算风荷载标准值

16、WK=0.7ZS W0 ?Z-风压高度变化系数 取1.46 ?S-脚手架风荷载体形系数1.3 ?-脚手架挡风系数0.087 ?WK=0.71.461.30.08786.2=9.96 kg/m2 ?La-纵杆间距0.9m ?h-步距1.2m ?风荷载产生的弯矩M=1.4WKLah2/8 ? =1.49.960.91.22/810=22.5 N/m2 ?483.5支架钢管的抵抗矩W=5103mm3 ?截面积A=4.89102mm2 ?由以上计算知，立杆所受最大竖向荷载为30KN ?N/A+M/W=30103/4.8910-4+22.5/510-6 ?=65.8Mpa容许应力=205Mpa ?综上，

17、支架抗风荷载验算满足要求。 目录 立杆地基承载力计算 ?立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求： ?p fg ?地基承载力设计值：fg = fgkkc = 3000.4 ?=120 kPa； ?其中，地基承载力标准值： ?fgk= 300 kPa ； ?脚手架地基承载力调整系数： ?kc = 0.4 ； ?（1）地基处理 ?立杆底托边长为15cm15cm，砖渣和水稳铣刨 料50cm处理后承载力300kpa，上部采用15cm 厚 C20混凝土罩面硬化，C20 混凝土抗压强度为 8MPa。 ? 目录 立杆地基承载力计算 ?（2）验算荷载组合 ?取单根立杆分析：根据以上计算可知，单根立杆最大荷载N=30KN ，立杆底托面 积S=0.150.15=0.0225m2 ?立杆底部混凝土承受荷载为