满堂支架计算书

满堂支架计算书海湖路桥箱梁断面较大，本方案计算以海湖路桥北幅为例进行计算，南幅计算与北幅相同。海湖路桥北幅为5×30m等截面预应力混凝土箱形连续梁（标准段为单箱双室），箱梁高度1.7m，箱梁顶宽15.25m。对荷载进行计算及对其支架体系进行检算。满堂支架的计算内容为：①碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算②满堂支架整体抗倾覆验算③箱梁底模下横桥向方木验算④碗扣式支架立杆顶托上顺桥向方木验算⑤箱梁底模计算⑥立杆底座和地基承载力验算⑦支架门洞计算。1荷载分析1.1荷载分类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。⑴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。⑵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。1.2荷载取值（1）雪荷载根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）查附录D.5可知，雪的标准荷载按照50年一遇取西宁市雪压为0.20kN/m2。根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）7.1.1雪荷载计算公式如下式所示。Sk=ur×so式中：Sk——雪荷载标准值(kN/m2)；ur——顶面积雪分布系数；So——基本雪压(kN/m2)。根据规《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）7.2.1规定，按照矩形分布的雪堆计算。由于角度为小于25°，因此μr取平均值为1.0，其计算过程如下所示。Sk=ur×so=0.20×1=0.20kN/m2（2）风荷载根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）查附录D.5可知，风的标准荷载按照50年一遇取西宁市风压为0.35kN/m2根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）4.3.1风荷载计算公式如下式所示。W=0.7Uz×Us×WO式中：W——风荷载强度（kN/m2）；WO——基本风压（0.35KN/m2）；Uz——风压高度计算系数，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）附录D取1.0；Us——风荷载体型系数，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）4.3.2条采用1.3。风荷载强度W=0.7Uz×Us×WO=0.7×1.0×1.3×0.35=0.32KN/m2（3）q1——箱梁自重荷载，按设计说明取值26KN/m3。根据海湖路桥现浇箱梁结构特点，按照最不利荷载原则，每跨箱梁取Ⅰ-Ⅰ截面（跨中）、Ⅱ－Ⅱ截面（墩柱两侧2.0～6.0m）、Ⅲ－Ⅲ截面（墩柱两侧2.0m）等三个代表截面进行箱梁自重计算(截面选择区段内箱梁自重最大处截面)，并对三个代表截面下的支架体系进行检算，首先分别进行自重计算，单跨箱梁立面图见下图：单跨箱梁立面图1）Ⅰ-Ⅰ截面处q1计算图1.2-1海湖路桥Ⅰ-Ⅰ截面根据横断面图，则：q1＝BW=BAcγ＝（26×9.22）/8.86=27.06KN/m注：B—箱梁底宽，取8.86m，将箱梁全部重量平均到底宽范围内计算偏于安全。cγ—混凝土容重，取26KN/㎡。A—箱梁横截面混凝土面积（㎡）。2）Ⅱ－Ⅱ截面处q1计算图1.2-2海湖路桥Ⅱ-Ⅱ截面根据横断面图，则：q1＝BW=BAcγ＝（26×10.7）/8.86=31.4KN/m3）Ⅲ－Ⅲ截面处q1计算图1.2-3海湖路桥Ⅲ-Ⅲ截面根据横断面图，则：q1＝BW=BAcγ＝（26×18.3）/8.86=53.7KN/m（4）q2——模板自重荷载，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）取0.75KN/m2；（5）q3——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）取1.0KN/m2；（6）q4——浇筑和振捣混凝土时产生的荷载，按均布荷载计算，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）取2.0KN/m2；（7）q5——支架自重，根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（GCJ-2011）取0.75KN/m2。1.3荷载组合系数为安全考虑，参照《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定，计算结构强度的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：（1）永久荷载的分项系数，取1.2；（2）可变荷载的分项系数，取1.4。1.4荷载组合荷载组合按照《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》表4.4.1的规定，取值如下表1.4.1所示。表1.4.1荷载效应组合计算项目荷载组合立杆承载力计算1.永久荷载+可变荷载（不包括风荷载）2.永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）连墙件承载力计算风荷载+3.0kN斜杆承载力和连接扣件（抗滑）承载力计算风荷载2结构检算2.1碗扣式钢管支架立杆强度及稳定性验算碗扣式满堂支架和扣件式满堂支架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主，但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而碗扣式钢管架稳定承载能力显著高于扣件架（一般都高出20%以上，甚至超过35%）。本工程现浇箱梁支架立杆强度及稳定性验算，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011（本节计算过程中简称为“本规范”）立杆的强度及稳定性计算公式进行分析计算。1、Ⅰ-Ⅰ截面跨中18m范围内，碗扣式钢管支架体系采用90×90×120cm的布置结构，见图2.1-1。（1）立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝33.6kN（参见路桥施工计算手册表13－5钢管支架容许荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2×ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK（组合风荷载时）ΣNGK—永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；ΣNQK—可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；将荷载取值结果带入计算公式：图2.1-1：Ⅰ-Ⅰ截面支架布置图ΣNGK=0.9×0.9×（q1+q2+q5）=0.81×(27.06+0.75+0.75)=23.13KNΣNQK=0.9×0.9×(q3+q4+w+Sk)=0.81×(1.0+2.0+0.32+0.2)=2.85KN则：N=1.2×ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK=1.2×23.13+0.9×1.4×2.85=31.35KN＜［N］＝33.6KN，强度满足要求。（2）立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式：N/（ΦA）+MW/W≤f(组合风荷载时)N—计算立杆段的轴向荷载31.35KN；纵向模板立杆斜撑模板斜撑立杆小横杆大横杆横向单位：mf—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2（参考本规范表5.1.6得）；A—支架立杆的截面积A＝489mm2(参考路桥施工计算手册表13-4得)；Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ由本规范附录A表A.0.6取值；i—截面的回转半径i=15.78mm，(参考路桥施工计算手册表13-4得)；长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照本规范附录A表A.0.6得Φ＝0.744;MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距，按本规范式（5.2.9）计算；MW=0.9×1.4×MWK=0.9×1.4*0.32=0.47KN.m2；W—抵抗矩W=5.08×103mm3(参考路桥施工计算手册表13-4得)；则，N/(ΦA)+MW/W＝31.35×103/（0.744×489）+0.47×106/（5.08×103）＝178.70KN/mm2≤f＝205KN/mm2计算结果说明支架立杆稳定性满足要求。2、Ⅱ-Ⅱ截面桥墩旁2m～6m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×90×120cm的布置结构，见图2.1-2：图2.1-2：Ⅱ-Ⅱ截面支架布置图（1）立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝33.6kN（参见路桥施工计算手册表13－5钢管支架容许荷载）。纵向模板立杆斜撑模板斜撑立杆小横杆大横杆横向单位：m立杆实际承受的荷载为：N=1.2×ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK（组合风荷载时）ΣNGK—永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；ΣNQK—可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；将荷载取值结果带入计算公式：ΣNGK=0.9×0.6×（q1+q2+q5）=0.54×(31.4+0.75+0.75)=17.77KNΣNQK=0.9×0.6×(q3+q4+w+Sk)=0.54×(1.0+2.0+0.32+0.2)=1.9KN则：N=1.2×ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK=1.2×17.77+0.9×1.4×1.9=23.72KN＜［N］＝33.6KN，强度满足要求。（2）立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式：N/（ΦA）+MW/W≤f(组合风荷载时)N—计算立杆段的轴向荷载23.72KN；f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2（参考本规范表5.1.6得）；A—支架立杆的截面积A＝489mm2(参考路桥施工计算手册表13-4得)；Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ由本规范附录A表A.0.6取值；i—截面的回转半径i=15.78mm，(参考路桥施工计算手册表13-4得)；长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照本规范附录A表A.0.6得Φ＝0.744;MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距，按本规范式（5.2.9）计算；MW=0.9×1.4×MWK=0.9×1.4*0.32=0.47KN/m2；W—抵抗矩W=5.08×103mm3(参考路桥施工计算手册表13-4得)；则，N/(ΦA)+MW/W＝23.72×103/（0.744×489）+0.47×106/（5.08×103）＝157.72KN/mm2≤f＝205KN/mm2计算结果说明支架立杆稳定性满足要求。3、Ⅲ-Ⅲ截面在桥墩旁两侧各2m范围内，碗扣式钢管支架体系采用60×60×120cm的布置结构，见图2.1-3：图2.1-3：Ⅲ-Ⅲ截面支架布置图（1）立杆强度验算根据立杆的设计允许荷载，当横杆步距为120cm时，立杆可承受的最大允许竖直荷载为［N］＝33.6kN（参见路桥施工计算手册表13－5钢管支架容许荷载）。立杆实际承受的荷载为：N=1.2×ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK（组合风荷载时）ΣNGK—永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；ΣNQK—可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；将荷载取值结果带入计算公式：ΣNGK=0.6×0.6×（q1+q2+q5）=0.36×(53.7+0.75+0.75)=19.87KNΣNQK=0.6×0.6×(q3+q4+w+Sk)=0.36×(1.0+2.0+0.32+0.2)=1.27KN则：N=1.2×ΣNGK+0.9×1.4ΣNQK=1.2×19.87+0.9×1.4×1.27=25.44KN＜［N］＝33.6KN，强度满足要求。（2）立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式：N/（ΦA）+MW/W≤f(组合风荷载时)N—计算立杆段的轴向荷载25.44KN；f—钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2（参考本规范表5.1.6得）；A—支架立杆的截面积A＝489mm2(参考路桥施工计算手册表13-4得)；Φ—轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比λ由本规范附录A表A.0.6取值；纵向模板立杆斜撑大横杆模板斜撑立杆小横杆横向单位：mi—截面的回转半径i=15.78mm，(参考路桥施工计算手册表13-4得)；长细比λ＝L/i。L—水平步距，L＝1.2m。于是，λ＝L/i＝76，参照本规范附录A表A.0.6得Φ＝0.744;MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距，按本规范式（5.