0号块支架计算书

'0＃块支架计算书一、工程概况0＃块支架以三根钢管桩及预埋在临时支撑内的双片40＃槽钢为支撑，其中钢管桩外径40cm、壁厚6mm。三根钢管桩中心在一条直线上，距离墩身边线50cm，相邻钢管桩间距3.8m，中间一根位于墩身轴线上。钢管桩顶上放置两片45＃工字钢，临时支撑悬挑出的双片40#槽钢上各放置一片45＃工字钢，此四根工字钢作为横梁，横梁上共放置12根28＃工字钢作为纵梁，纵梁上再放置15根12＃工字钢作为分配梁，分配梁上满铺10cm×10cm的方木，方木上铺1.5cm的新竹胶板作为底模。具体布置见示意图。二、支架受力检算受力检算顺序：12＃工字钢－28＃工字钢－45＃工字钢－钢管桩－双片40＃槽钢1、12＃工字钢⑴简述均布荷载q12＃工字钢沿8m底板全宽铺设，相邻工字钢中心间距35cm，为了计算方便，可将工字钢简化成支撑在28＃工字钢上受均布荷载的简支梁，简支梁跨度取夹临时支撑的两根28＃工字钢中心间距92.2cm，受力简图如下：           12＃工字钢参数：13.987kg/m，Ix＝397cm4，Wx＝66.2cm3断面面积17.9cm2 跨度0.922m                     反力R2 反力R1   问题：如何求均布荷载的大小。通过0＃块的纵横断面分析,取距中横梁根部0.75m处高侧腹板处的受力最大。①混凝土自重W=(0.8+1.04)/2×0.75×7.372×2.6×10＝132.3KN经计算q1=67KN/m。②施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,推出q2=0.35KN/m③振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,推出q3=0.7KN/m④工字钢自重13.987×0.922×10=128.96N,推出q4=0.14KN/m结论：12＃工资钢所受的最大均布荷载q＝67＋0.35KN+0.7KN+0.14KN=68.19KN/m。为了计算更加安全q取值70KN/m。弯曲应力检算：跨中最大弯矩M＝ql2/8＝70000×0.922×0.922/8＝7.438KN.m跨中最大弯曲应力σ＝M/W＝7.438×1000/(66.2×10－6)＝112.4MPa＜【σ】＝145MPa跨中最大挠度w＝5×q×l4/(384×E×I)＝5×70000×09224/(384×2×1011×397×10-8)＝0.00083m＜l/400＝0.0023m。综上所述，12工字钢的强度和刚度满足施工需要。2、28＃工字钢28#工字钢可简化为支撑在45＃工字钢上受集中荷载的连续梁。13×0.35m0.2m根据支架示意图知高侧腹板下28＃工字钢受力最大，简化图如下：0.5m1.575m1.35m1.325mAB ECDF    为了计算方便，将DE段视为悬臂梁，将CD视为简支梁，将AC视为简支外伸梁，集中荷载取平均值。问题：平均集中荷载如何计算。高侧腹板长度4.75m，厚度80cm，整个高侧腹板的重量主要由外侧的两根工字钢承担，靠近临时支墩内侧的工字钢也承担一部分，下面就是计算各自承担的重量。① 4m段高侧腹板厚度为30cm的重量按下式计算：28a＃工字钢参数：43.4kg/m，Ix＝7114.14cm4，Wx＝508.15cm3断面面积55.45cm2H6.785＝6.785＋3.6×0.02＝6.857m  H7.3＝7.3＋3.6×0.02＝7.372m 则4m段30cm厚的高侧腹板重量W=（6.857＋7.372）/2×4×0.3×2.6×10＝222KN则0.75m段30cm厚的高侧腹板重量W=7.372×0.75×0.3×2.6×10＝43.13KN则剩下4.75m段50cm厚的高侧腹板重量W＝（6.857＋7.372）×4×0.5×0.5×2.6×10＋（0.5+0.9）×0.75/2×7.372=100.6+370KN=471KN 根据分析临时支撑外侧两根工字钢又承担了0.729×471＝343.4KN,内侧的一根工字钢又承担了0.271×471＝127.64KN,最终得出外侧两根工字钢共承担混凝土自重608.53KN。 则每根工字钢承受304.265KN，得每个平均集中荷载F＝20.3KN。② 每个平均集中荷载再加上此处12＃工字钢自重0.113KN③ 28＃工字钢自重0.434KN/m④ 每个平均集中荷载再加上此处方木重0.168KN⑤ 施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa，每个平均集中荷载再加上0.284KN。⑥ 振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa，每个平均集中荷载再加上0.568KN。推出平均集中荷载为F＝20.3KN+0.113KN+0.168KN+0.284KN+0.568KN＝21.433KN。则此工字钢受集中荷载和自重共同作用。DE段计算：受力简图如右：q跨度1.325mF  固定端剪应力的计算：剪应力验算：τ＝F合/A＝（4×21.433＋0.434×1.325）×1000/(55.45×0.0001)＝15.6MPa＜【τ】＝85MPa固定端弯曲应力的计算：悬臂梁根部最大弯矩M=21.433×1.325+21.433×0.975＋21.433×0.625+21.433×0.275＋0.434×1.325×1.325/2=70KN.m悬臂梁根部最大弯曲应力＝70000/(508.15×10-6)=137.75MPa＜【σ】＝145MPa端部挠度计算：(叠加原理)W1＝FL3/(3EI)＝21433×1.3253/(3×2×1011×7114.14×10-8)=0.00117m。W2’＝FL3/(3EI)＝21433×0.9753/(3×2×1011×7114.14×10-8)=0.000465m。θ2＝FL2/(2EI)＝21433×0.9752/(2×2×1011×7114.14×10-8)=0.000716m。 则W2＝0.000465+0.000716×0.35=0.00072mW3’＝FL3/(3EI)＝21433×0.6253/(3×2×1011×7114.14×10-8)=0.000123m。θ3＝FL2/(2EI)＝21433×0.6252/(2×2×1011×7114.14×10-8)=0.000294m。则W3＝0.000123+0.000294×0.7=0.00033mW4’＝FL3/(3EI)＝21433×0.2753/(3×2×1011×7114.14×10-8)=0.00001m。θ4＝FL2/(2EI)＝21433×0.2752/(2×2×1011×7114.14×10-8)=0.000057m。则W4＝0.00001+0.000057×1.05=0.00007mW5＝qL4/(8EI)＝434×1.3254/(8×2×1011×7114.14×10-8)=0.000012m。结论推出悬臂端挠度＝0.00117m＋0.00072m＋0.00033m＋0.00007m＋0.000012m＝2.3mmAC段验算：将AC段简化成外伸简支梁，经分析AC段受力受力满足要求的话，其他也满足要求,受力如下图：0.5m1.575m反力RB反力RCqF    求反力RA及RB由静力平衡原理可得RA＝40.144KN,RB＝109.887KN跨中最大弯矩M=10.71KN.M跨中最大应力＝M/W=10710/(508.15×10-6)=21MPa＜【σ】＝145MPa 3、45＃工字钢经分析45＃工字钢简化成简支梁，受力图如右：6.6m0.522m0.522mF12×F2F12×2×F2F3F36×F4RR   经分析可将4.75m的块段纵向分成1.29m+1.46+2m,分别由三根45＃工字钢承担。⑴、1.29m段的混凝土自重0.75m顶板的重量：W0.75=(0.28*2.4*0.75+0.4*0.75*0.5*2.4+(0.28+0.65)*2*0.5*2+0.55)*2.6*10=85.124KN0.75m底板的重量:W0.75=5.136*2.6*10=133.536KN0.75m腹板的重量523.85KN0.54m顶板的重量：35.55KN0.54m底板的重量：71.81KN0.54m腹板的重量：163.2KN则得出1.29m段混凝土自重1013.07KN ⑵1.46m段的混凝土自重顶板自重＝96.1KN底板自重＝194.2KN腹板自重＝433.4KN则得出1.46m段混凝土自重723.7KN⑶2m段的混凝土自重顶板自重＝131.7KN底板自重＝266KN腹板自重＝575.12KN则得出2m段混凝土自重972.82KN经分析外侧的45＃工字钢受力最大，受力简图如上，整根工字钢承受2m段的腹板，顶板、底板及内模，外侧模和翼缘板的重量，各段重量计算如下：①、2m段腹板的重量30cm厚腹板的重量：107.83KN。50cm厚腹板的重量：179.71KN。12＃工字钢重量：0.68KN28＃工字钢重量：1.7KN施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,则集中荷载为0.6KN振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,则集中荷载为1.2KN则F1＝107.83＋0.729×179.71＋0.68＋1.7＋0.6＋1.2＝243KN②、2m段顶板、底板、内模的重量顶板重量：131.7KN底板重量：266KN内模重量：35KN 12＃工字钢重量：4.87KN28＃工字钢重量：6.94KN方木重量：6.96KN施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,则集中荷载为11.6KN振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,则集中荷载为23.2KN则F4＝（131.7＋266＋35＋4.87＋6.94＋6.96＋11.6＋23.2）/8＝60.8KN则F3＝60.8＋0.271×179.71＝109.5KN③2m段外侧模和翼缘板的重量：翼缘板的重量：71.8KN外侧模的重量：30KN28＃工字钢的重量：5.64KN施工人员和施工材料、机具按均布荷载取值1KPa,则集中荷载为7.5KN振捣混凝土产生对底板的荷载取值为2KPa,则集中荷载为15KN则F2＝（71.8＋30＋5.64＋7.5＋15）＝65KN45a＃工字钢参数：80.38kg/m，Ix＝32241cm4，Wx＝1432.9cm3断面面积102.4cm2综上所述可以推出反力R＝665KN支撑处的剪力373KN跨中最大弯矩M=87.04KN.M跨中最大弯曲应力=M/W＝61MPa＜【σ】＝145MPa4、钢管桩钢管桩长度4.72m钢管桩的长细比为34，小于129.5，属于强度破坏。经分析每根钢管桩最大承受104吨中重量，而实际钢管桩最大只有40吨，满足要求 5、双片40＃槽钢只验算剪应力槽钢承受的最大剪力：665KN,双片40＃槽钢面积150.08cm2则最大剪应力＝665000/0.015008=44.31MPa＜【τ】＝85MPa经上分析，支架满足受力要求。'