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满堂支架验算书081026教程文件
湖南省宜章至凤头岭高速公路工程
G107分离式立交桥
现浇箱梁满堂支架
强度及稳定性验算书
上海警通宜凤高速S1-6工区
二00九年十一月
满堂式支架强度及稳定性计算
一、计算说明:
1、根据“G107分离式立交桥第二联箱梁一般构造图(五)”典型断面图计算(图号SVII-5-8)。
2、施工时采用满堂式‘十’字扣支架,支架型号为WDJ48型。
根据WDJ‘十’字扣型多功能脚手架使用说明书,支撑立杆得设计允许荷载为:
当横杆竖向步距为600mm时,每根立杆可承受最大竖直荷载为40kN。
3、因支架型号及数量限制,支架顺桥向立杆间距第八跨、第十跨、第十一跨23.5m全部、第九跨29m部分0.8m,其余立杆顺桥向0.6m,中横梁处为0.5m,横桥向立杆间距步置为0.8m。
横杆步距:
1.4*0.8m单元中,步距加密为0.6m;0.9*0.9m单元中,腹板处步距为0.6m,翼板处步距为1.4m;中横梁支架单元中步距0.6m。
设计纵向横梁用5×5cm方木夹钢管,横向钢管详细步置见《支架步置图》。
4、支架按容许应力法设计检算。
5、立杆容许荷载
‘十’字扣支架的钢管为3号钢,其性能见下表:
表1钢管截面特性
规格
截面积A(mm2)
惯性距I(mm4)
抵抗距W(mm3)
回转半径I(mm)
每米长自重(N)
φ48×3.0
4.24×102
1.078×105
4.493×103
15.95
33.3
表2钢材的强度设计值与弹性模量
抗拉、抗弯f(N/mm2)
抗压fc(N/mm2)
弹性模量E(MPa)
215
215
2.1×105
二、中横梁处立杆受力验算:
1、中横梁处砼恒载为:
g1=S/BΥ=15.35/7.74*26=51.6KN/m2,见附图;
砼容重由《路桥施工计算手册》表8-1,当配筋率>2%时为26KN/m3
2、倾倒砼产生冲击荷载:
g2=2KN/m2
3、振捣砼产生荷载:
g3=2KN/m2
4、模板及支撑恒载为:
g4=a+b+c=0.46KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3。
①纵向水平方木:
1/0.6*0.1*0.15*7.5=0.19KN/m2
②横向水平方木:
1/0.25*0.1*0.06*7.5=0.18KN/m2
③竹胶板:
0.012*7.5=0.09KN/m2
落叶松容重为7.5KN/m3来源于《路桥施工计算手册》表8-1。
5、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
g5=1KN/m2
来源于表《路桥施工计算手册》表8-1。
6、风荷载:
郴州地区基本风压W0=0.35kpa(《全国基本风压分布图》)
K1,设计风速频率换算系数,采用1.0;
K2,风载体型系数,采用0.8;
K3,风压高度变化系数,取1.0;
K4,地形、地理条件系数,取1.0;
横向风压W=K1*K2*K3*K4*W0=0.28kpa
迎风面积:
13.5*18+15.3*25+16.6*33+16.3*25=1580.8m2
支架:
横向风压的70%*迎风面积
0.28kpa*70%*1580.8m2=309.84KN
g6=309.84KN/(7.74m*101m)=0.40KN/m2
7、合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5+g6
=51.6*1.2+2*1.4+2*1.4+0.46*1.2+1*1.4+1.62=69.87KN/m2
由于中横梁处立杆间距为0.6m*0.9m,则每根立杆受力为:
N=0.6*0.9*G=0.6*0.9*69.87=37.7KN
8、立杆强度验算:
由于横杆步距为0.6m,长细比λ=l/i=600/15.95=38,
查《路桥施工计算手册》附录三,得φ=0.882
则[N]=φA[б]=0.882*424*215=80403N=80.4KN
结论:
由N<[N],抗压强度满足要求,中横梁处立杆(间距0.6m*0.9m)能够满足应力要求。
荷载名称
分项系数K
荷载名称
分项系数K
荷载名称
分项系数K
砼恒载
1.2
模板及支撑恒载
1.2
振捣砼竖向荷载
1.4
倾倒砼产生荷载
1.4
施工荷载
1.4
三、跨中段立杆受力验算
1、砼恒载计算
跨中砼恒载为:
g1=S/B*Υ=6.841/7.74*26=23.0KN/m2,见附图;
砼容重由《路桥施工计算手册》表8-1查得,当配筋率>2%时Υ=26KN/m3。
2、倾倒砼产生冲击荷载:
g2=2KN/m2
3、振捣砼产生荷载:
g3=2KN/m2
4、模板及支撑恒载为:
g4=a+b+c+d+e=1.75KN/m2
木材为落叶松,容重为Υ=7.5KN/m3(源于《路桥施工计算手册》表8-1)。
①纵向水平方木:
1/0.9*0.1*0.15*7.5=0.13KN/m2
②横向水平方木:
1/0.25*0.1*0.06*7.5=0.18KN/m2
③竹胶板:
0.012*7.5=0.09KN/m2
④钢模(芯模):
空心断面周长L(下部为缺口)
L=(1.35-0.2*2)*2+(3.27-0.6*2)+(0.22+0.22)1/2*2
+(0.62+0.22)1/2=5.801m
钢模恒载:
0.75*5.801/3.87=1.124KN/m2
钢模为0.75KN/m2来自于《路桥施工计算手册》表8-1。
⑤芯模木支撑:
5.801*0.1*0.15/0.8*7.5/3.87=0.211KN/m2。
其中,5.801为排架周长,0.8m为排架间距。
5、施工人员、施工料具运输堆放荷载:
g5=1KN/m2
来源于《路桥施工计算手册》表8-1。
6、风荷载:
郴州地区基本风压W0=0.35kpa(《全国基本风压分布图》)
K1,设计风速频率换算系数,采用1.0;
K2,风载体型系数,采用0.8;
K3,风压高度变化系数,取1.0;
K4,地形、地理条件系数,取1.0;
横向风压W=K1*K2*K3*K4*W0=0.28kpa
迎风面积:
13.5*18+15.3*25+16.6*33+16.3*25=1580.8m2
支架:
横向风压的70%*迎风面积
0.28kpa*70%*1580.8m2=309.84KN
g6=309.84KN/(7.74m*101m)=0.40KN/m2
7、合计G=K1g1+K2g2+K3g3+K4g4+K5g5+g6
=23.0*1.2+2*1.4+2*1.4+1.735*1.2+1*1.4+1.62=37.1KN/m2
8、立杆强度验算:
(1)、跨中立杆间距为0.9m*0.9m,则每根立杆受力:
N=0.9*0.9*G=0.9*0.9*37.1=30.1KN
由于横杆步距为0.6m,长细比λ=l/i=600/15.95=38,
查《路桥施工计算手册》附录三,得φ=0.882
则[N]=φA[б]=0.882*424*215=80403N=80.4KN
结论:
由N<[N],跨中处立杆(间距0.9m*0.9m)能够满足应力要求。
(2)、跨中立杆间距为1.2m*0.9m,则每根立杆受力:
N=1.2*0.9*G=1.2*0.9*37.1=40.1KN
立杆容许荷载:
由于横杆步距为0.6m,长细比λ=l/i=600/15.95=38,
查《路桥施工计算手册》附录三,得φ=0.882
则[N]=φA[б]=0.882*424*215=80403N=80.4KN
结论:
由N<[N],跨中处立杆(间距0.9m*0.9m)能够满足应力要求。
四、立杆稳定性验算
钢管外径48mm,壁厚3.0mm。
I=1.078*105mm4;
A=(π/4)(D2-d2)=424mm2;
“碧芝”最吸引人的是那些小巧的珠子、亮片等,都是平日里不常见的。
店长梁小姐介绍,店内的饰珠有威尼斯印第安的玻璃珠、秘鲁的陶珠、奥利的施华洛世奇水晶、法国的仿金片、日本的梦幻珠等,五彩缤纷,流光异彩。
按照饰珠的质地可分为玻璃、骨质、角质、陶制、水晶、仿金、木制等种类,其造型更是千姿百态:
珠型、圆柱型、动物造型、多边形、图腾形象等,美不胜收。
全部都是进口的,从几毛钱一个到几十元一个的珠子,做一个成品饰物大约需要几十元,当然,还要决定于你的心意。
“碧芝”提倡自己制作:
端个特制的盘子到柜台前,按自己的构思选取喜爱的饰珠和配件,再把它们串成成品。
这里的饰珠和配件的价格随质地而各有同,所用的线绳价格从几元到一二十元不等,如果让店员帮忙串制,还要收取10%~20%的手工费。
i=(I/A)1/2=1.595cm;
长细比λ=L/i=60/1.595=38;
附件
(一):
查《路桥施工计算手册》附表3-25,λ<[λ]=100;
查《路桥施工计算手册》附表3-26,得受压构件弯曲系数
附件
(二):
调查问卷设计φ1=0.882
б=N/(φ1A)
图1-1大学生月生活费分布跨中б=N/(φ1A)=41.4*103/(0.882*4.24*10-4)
=110.7MPa<[б]=215MPa
中横梁б=N/(φ1A)=38.4*103/(0.882*4.24*10-4)
(二)创业优势分析=102.7MPa<[б]=215MPa
结论:
立杆稳定性满足要求。
调研结论:
综上分析,我们认为在学院内开发“DIY手工艺品”商店这一创业项目是完全可行的。
通过以上验算证明本施工方案的支架布置是满足施工安全要求的。
(二)大学生对DIY手工艺品消费态度分析五、方木横梁挠度计算
1、DIY手工艺市场状况分析设计纵向横梁用15×10cm方木,横向分布10×6cm小方木,间距为25cm。
1、中横梁
(1)、纵向横梁最大变形(挠度)计算如下:
纵梁跨度:
l2=0.6m,横桥向宽度l1=0.9m,
纵梁单位荷载:
培养动手能力□学一门手艺□打发时间□兴趣爱好□g=(g1+g2+g3+g4+g5+g6)*l1=57.46*0.9=51.71N/m
根据选定的截面尺寸核算其挠度,则有:
I=bh3/12=0.1*0.153/12=2.8125*10-5m4
f=(5/384)*(gl24/EI)=5*51.71*0.64/(384*1.0*109*2.8125*10-5)
=0.310*10-5m
f/l2=0.310*10-5/0.6=1/193548<l2/400=1/666.7,满足要求。
10、如果学校开设一家DIY手工艺制品店,你希望_____
(2)、横向横梁最大变形(挠度)计算如下:
横梁跨度:
l2=0.25m,横桥向宽度l1=0.6m,
横梁单位荷载:
g=(g1+g2+g3+g4+g5+g6)*l1=57.46*0.25=14.37N/m
根据选定的截面尺寸核算其挠度,则有:
I=bh3/12=0.1*0.063/12=0.18*10-5m4
f=(5/384)*(gl24/EI)=5*14.37*0.64/(384*1.0*109*0.18*10-5)
=1.35*10-5m
f/l2=1.35*10-5/0.6=1/44444<l2/400=1/666.7,满足要求。
2、跨中
(1)、纵向横梁最大变形(挠度)计算如下:
纵梁跨度:
l2=1.2m,横桥向宽度l1=0.9m,
纵梁单位荷载:
g=(g1+g2+g3+g4+g5+g6)*l1=30.15*0.9=27.14N/m
根据选定的截面尺寸核算其挠度,则有:
I=bh3/12=0.1*0.153/12=2.8125*10-5m4
f=(5/384)*(gl24/EI)=5*27.14*1.24/(384*1.0*109*2.8125*10-5)
=0.261*10-4m
f/l2=0.261*10-4/1.2=1/45977<l2/400=1/333.3,满足要求。
(2)、横向横梁最大变形(挠度)计算如下:
横梁跨度:
l2=0.25m,横桥向宽度l1=0.6m,
横梁单位荷载:
g=(g1+g2+g3+g4+g5+g6)*l1=30.15*0.25=7.54N/m
根据选定的截面尺寸核算其挠度,则有:
I=bh3/12=0.1*0.063/12=0.18*10-5m4
f=(5/384)*(gl24/EI)=5*7.54*0.64/(384*1.0*109*0.18*10-5)
=0.71*10-5m
f/l2=0.71*10-5/0.6=1/84507<l2/400=1/666.7,满足要求。
六、立柱地基承载力验算
根据地质资料,现浇箱梁桥址区为亚粘土,呈灰褐-褐红色,含砂卵石,顶部0.5m为耕植土,灰褐色,硬塑,层厚0.7-6.5m,【б0】=160Kpa。
出于安全考虑,在清除顶部0.3m耕植土后,分层填筑1.2m的爆破石渣,碾压至无明显轮迹,在地基上浇筑20cm厚的C25混凝土基础,支架支撑在混凝土基础上。
处理后,地基承载力应达到200Kpa,即每平方米地基容许承载力为20t/m2,而箱梁荷载(考虑各种施工荷载)最大6.95t/m2,取安全系数1.5,为10.43t/m2,完全满足施工要求。
地基承载力根据:
载荷试验或标准贯入试验确定。
参考资料:
①《桥梁施工常用数据手册》(人民交通出版社,2005年)
②《路桥施工计算手册》(人民交通出版社,2007年)
③《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
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