建筑工程系列：3附件一：百泉引水渠渡槽支架计算书

'附件一百泉引水渠灌渠渡槽板拱钢管支架计算书1、支架搭设结合渠道开挖断面形式，脚手架借助已开挖完成的一、二级马道整体稳定受力，满堂支架分三层搭设，最下层宽15.6米，高度与渠道一级马道齐平，高9米；第二层宽12.6米，高度与二级马道齐平，高8米；第三层宽9.6米，顶与板拱下缘齐平，最高处为30.784米。支架立杆布置间距为顺渡槽方向1500mm，横渡槽方向1500mm，板拱下方加密为1200mm，步距1500mm。第一层顺槽方向搭设19排，横槽向搭设11排，支架跨越渠道底宽度为25.64米，在第二层和第三层脚手架底部与马道平行连接部位处（高度9米、17米）铺设36#工字钢，工字钢上部继续搭设支架，工字钢底部加密钢管支架，立杆布置为顺渡槽方向600、900mm，横渡槽方向1500mm，步距不变。满堂拱架两侧和内部由底至顶设置角度为45.的剪刀撑斜杆，剪刀撑斜杆在满堂支架两侧对称设置，沿高度5个布距设置水平层斜杆。立杆顶部插入可调托座。缆风索是保证满堂支架整体横向稳定的重要措施，且承受水平力。利用苏门山原状岩基，预埋钢筋制作地锚，在渡槽两侧顺槽向1/3L和2/3L处布设1排4道缆风绳，捆绑点上下游缆风索对称对等收紧，保证在风力较大时上部框架的稳定,确保脚手架的稳定性。2、编制依据《建筑施工手册》（第四版）（GB50009-2001）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》（JGJ231-2010）《盘销式脚手架检测报告》3、支撑系统验算3.1材料特性主杆ø60.2×t：3.2mmQ345Bfc=310N/mm2E=2.06×105N/mm2 横杆ø48.2×t：2.5mmQ235fc=215N/mm2E=2.06×105N/mm2斜杆ø48.2×t：2.75mmQ235fc=215N/mm2E=2.06×105N/mm23.2立杆稳定性计算3.2.1拱脚处立杆稳定性计算拱脚顶板厚度0.9m，此处架体布置间距为0.9M×1.2M，计算单元截面面积为1.08m2。⑴荷载a.混凝土自重24kN/m3×1.08m2×0.9m=23.33kNb.钢筋自重2kN/m3×1.08m2×0.9m=1.944kNc.模板及龙骨1.2kN/m2×0.9m×1.2m=1.3kNd.施工人员及设备1kN/m2×0.9m×1.2m=1.08kNe.振捣荷载1kN/m2×0.9m×1.2m=1.08kNf.风荷载计算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》提供的公式进行计算：式中：——风荷载标准值（KN/m2）；——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ-9）规定采用，取为1.42；——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取1.2；——基本风压，根据全国基本风压分布图，取为0.35KN/m2；根据上述公式求得=0.42KN/m2。f=0.42*1.08=0.45KN⑵荷载组合：恒荷载分项系数取1.2活荷载分项系数取1.4不组合风荷载时：q1=(a+b+c)×1.2+(d+e)×1.4=34.913kNq2=(a+b+c)×1.2+(d+e+f)×1.4×0.9=35.18kN⑶架体稳定性验算 「国家建筑工程质量监督检验中心」----BETC-CL1-2008-148抗压试验值：834.3kN(单座四柱)。单杆承载力为834.3kN/4=208.575kN,①不组合风荷载时立杆稳定性验算主杆特性：A=573mm2i=20.18mmfc=310N/mm2此处步距h=1.5ml0=1.2h=1.2×1.5m=1.8mλ=l0/i=1.8m/20.18mm=89查《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010=0.558单根立杆承受压力=34.913强度验算：σa=N/Ajt=34193/573=59.7MPa<[fc]=310MPa稳定验算：σa=N/φAo=34193/(0.558*573)=106.99MPa<[fc]=310MPa②组合风荷载时立杆稳定性验算式中：——立杆的抗压强度设计值，取310MPa；——计算立杆所代表的脚手架柱段范围内轴心力的设计值；——立杆的毛截面积；——轴心受压构件的稳定系数，取=0.558；——计算立柱段风荷载产生的弯矩，按下式确定：=0.9*1.42/10=0.9*1.4*0.378*1.52/10=0.107KN·m——步距；——线风荷载标准值；按下式进行计算：=×l=0.42×0.9=0.378KN·m；l——立杆纵距，取1.5,m；——钢管截面系数，为7.7cm3；则有：35180/（0.558*573）+107/7.7=123.9MPa<=310MPa故稳定性满足要求。3.2.2拱顶处立杆稳定性计算 ⑴拱顶顶板取厚度0.6m，此处架体布置间距为1.5M×1.2M，计算单元截面面积为1.8m2。⑵荷载a.混凝土自重24kN/m3×1.8m2×0.6m=25.92kNb.钢筋自重2kN/m3×1.8m2×0.6m=2.16kNc.模板及龙骨1.2kN/m2×1.5m×1.2m=2.16kNd.施工人员及设备1kN/m2×1.5m×1.2m=1.8kNe.振捣荷载1kN/m2×1.5m×1.2m=1.8kNf.风荷载计算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》提供的公式进行计算：式中：——风荷载标准值（KN/m2）；——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ-9）规定采用，取为1.42；——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取1.2；——基本风压，根据全国基本风压分布图，取为0.35KN/m2；根据上述公式求得=0.42KN/m2。风荷载0.42KN/m2×1.5m×1.2m=0.756KN⑶荷载组合：恒荷载分项系数取1.2活荷载分项系数取1.4q2=(a+b+c)×1.2+(d+e)×1.4=41.33kNq2=(a+b+c)×1.2+(d+e+f)×1.4×0.9=41.78kN⑷架体稳定性验算「国家建筑工程质量监督检验中心」----BETC-CL1-2008-148抗压试验值：834.3kN(单座四柱)。单杆承载力为834.3kN/4=208.575kN,①不组合风荷载时立杆稳定性验算主杆特性：A=573mm2i=20.18mmfc=310N/mm2此处步距h=1.5ml0=1.2h=1.2×1.5m=1.8mλ=l0/i=1.8m/20.18mm=89查《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010 φ=0.558强度验算：σa=N/Ajt=41330/573=72.13MPa<[fc]=310MPa稳定验算：σa=N/φAo=41330/(0.558*573)=129.3MPa<[fc]=310MPa②组合风荷载时立杆稳定性验算式中：——立杆的抗压强度设计值，取310MPa；——计算立杆所代表的脚手架柱段范围内轴心力的设计值；——立杆的毛截面积；——轴心受压构件的稳定系数，取=0.558；——计算立柱段风荷载产生的弯矩，按下式确定：=0.9*1.42/10=0.9*1.4*0.63*1.52/10=0.18KN·m——步距；——线风荷载标准值；按下式进行计算：=×l=0.42×1.5=0.63KN·m；l——立杆纵距，取1.5,m；——钢管截面系数，为7.7cm3；则有：41330/（0.558*573）+180/7.7=152.7MPa<=310MPa故稳定性满足要求。3.2.3板拱1/4处立杆稳定性计算⑴顶板厚度取0.7m，此处架体布置间距为1.5M×1.2M，计算单元截面面积为1.8m2。⑵荷载a.混凝土自重24kN/m3×1.8m2×0.7m=30.24kNb.钢筋自重2kN/m3×1.8m2×0.7m=2.52kNc.模板及龙骨1.2kN/m2×1.5m×1.2m=2.16kNd.施工人员及设备1kN/m2×1.5m×1.2m=1.8kNe.振捣荷载1kN/m2×1.5m×1.2m=1.8kNf.风荷载计算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》提供的公式进行计算： 式中：——风荷载标准值（KN/m2）；——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ-9）规定采用，取为1.42；——风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取1.2；——基本风压，根据全国基本风压分布图，取为0.35KN/m2；根据上述公式求得=0.42KN/m2。风荷载0.42KN/m2×1.5m×1.2m=0.756KN⑶荷载组合：恒荷载分项系数取1.2活荷载分项系数取1.4q2=(a+b+c)×1.2+(d+e)×1.4=46.944kNq2=(a+b+c)×1.2+(d+e+f)×1.4×0.9=47.393kN⑷架体稳定性验算「国家建筑工程质量监督检验中心」----BETC-CL1-2008-148抗压试验值：834.3kN(单座四柱)。单杆承载力为834.3kN/4=208.575kN,①不组合风荷载时立杆稳定性验算主杆特性：A=573mm2i=20.18mmfc=310N/mm2此处步距h=1.5ml0=1.2h=1.2×1.5m=1.8mλ=l0/i=1.8m/20.18mm=89查《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010φ=0.558强度验算：σa=N/Ajt=46944/573=81.93MPa<[fc]=310MPa稳定验算：σa=N/φAo=46944/(0.558*573)=146.82MPa<[fc]=310MPa②组合风荷载时立杆稳定性验算式中：——立杆的抗压强度设计值，取310MPa；——计算立杆所代表的脚手架柱段范围内轴心力的设计值；——立杆的毛截面积； ——轴心受压构件的稳定系数，取=0.558；——计算立柱段风荷载产生的弯矩，按下式确定：=0.9*1.42/10=0.9*1.4*0.63*1.52/10=0.18KN·m——步距；——线风荷载标准值；按下式进行计算：=×l=0.42×1.5=0.63KN·m；l——立杆纵距，取1.5,m；——钢管截面系数，为7.7cm3；则有：47393/（0.558*573）+180/7.7=171.6MPa<=310MPa故稳定性满足要求。3.3地基承载力验算组合风荷载时每根立杆底部承受的最大压强P=F/A=47.393KN/0.2*0.2m2=1185KPa满堂脚手架搭设在灰岩基础上，所以fg=1500-2000kpP＜fg，所以地基承载力是满足要求。3.4面板计算面板顶板混凝土厚度取0.9m，板拱底板采用12mm竹胶板。3.4.1荷载a.混凝土自重24kN/m3×0.9m=21.6kN/m2b.钢筋自重2kN/m3×0.9m=1.8kN/m2d.施工人员及设备1kN/m2e.振捣荷载1kN/m23.4.2荷载组合取1m长为计算单元，恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4。Q11=（a+b+d+e）×1m=25.4kN/mq12=[(a+b)×1.2+(d+e)×1.4]×1m=30.88kN/m3.4.3面板强度验算面板fm=13N/mm2E=6000N/mm2q 将多层板视为三跨连续梁模型，支座间距为200mm,面板长度取1m为计算单元，面板弯矩最大值为Mmax=q12l2/10=30.88kN/m×2002/10=123520N·mmW=bh2/6=1000×122/6=24000mm3应力δ=Mmax/W=123520/24000=5.147N/mm2