承载力计算

现浇箱梁施工力学性能验算

一、门式支架稳定性计算

由于横梁处混凝土浇筑一次性完成，对底模的强度和刚度的要求较高。因此取横梁处(其他段腹板位置也按照此次验算进行布设)横桥向1m宽的模板进行验算，单位体积钢筋混凝土最大重量2.66T。

q=1.5×1×2.66＝3.99t/m

采用容许应力法进行计算

1.1 最不利位置支架稳定性计算

根据现场实际情况及设计图纸01102—04—I048判断，拱上立柱端梁处为支架高度最大（H=18米），承载力最大，此处为最不利位置。

根据容许应力法设计原则，脚手架稳定承载力计算满足下式

N K≤[N]

N K——荷载标准值对脚手架计算单元产生的轴心力(按超载1.1倍计算)

N K=[1.2×H×(N GK1+N GK2)+∑N Gik]×1.1/16

端梁处每米宽设置两跨门式支架,门式支架步距0.3米,横距为0.6米，13.5/(1.2+0.6)= 8榀,故每米宽有24榀门式支架。H取最高20米。

[N] ——一榀门架稳定承载力的容许值；

1、承载力的容许值计算

[N]=

K A

cr ⨯

σ

σcr——临界应力；

A——一榀门架立杆截面积A=2A0=4.89×2=9.78cm2；K——安全系数,取2.0。

(1)临界应力计算

σcr =α×2

2λπE ⨯ E ——钢材弹性模量 Q235钢材为2.06×105；

λ——门架在其平面外的长细比；

α——系数，当λ≥100时, α=1.0

(2)长细比计算

λ=i h 0=0

1900A I

=101≥100 故α=1.0 I=I 0 +0

1h h I 1=12.19+19001550×6.08=17.15cm 4 σcr =1.0×25

21011006.2⨯⨯π=203.3N/mm 2

∴ [N]= 2

1078.93.2032

⨯⨯=99.4KN 2、荷载标准值对脚手架计算单元产生的轴心力计算

N GK1——每米高脚手架自重产生的轴心力标准值

查《建筑施工脚手架实用手册》表5—11得 N GK1=27KN/m

N GK2——每米高脚手架附件自重产生的轴心力标准值

查《建筑施工脚手架实用手册》表5—12得 N GK2=0.08 KN/m

∑N Gik ——一个跨距施工荷载产生的轴心力标准值

拱上立柱横梁处每米宽荷载总值G 总=G 钢+ G 砼+ G 方+ G 模+ G 人+ G 机

=1.5×2.66×14.5+(3×14.5×0.15×0.15+24×1×0.15×0.15)×0.6

+0.131+1.4+0.5=60.80T=608.0KN/M

N K =[1.2×20×(27+0.08)+608.0]×1.1÷24=57.7KN ≤[N]=99.4 KN

满足要求，∴6#、7#、8#横梁处按照此处同样方式布置门式支架

1.2 其他位置支架稳定性计算

支架顺桥向间距（步距）为1.2米，横桥向间距为0.6米,横向布置8榀门式架。

平均高度为15.5米,桥面平均宽度为13.5米,木头比重为0.6T/m3。

∑N Gik=0.22×2.5×13.5+(1×13.5×0.15×0.15+16×1×0.15×0.15)×0.6

+0.122+1.4+0.5=9.85T=98.5KN/M

按超载1.1倍计算，得

N K=[1.2×15.5×(27+0.08)+98.5]×1.1÷6.7=98.9KN≤[N]=99.4 KN

满足要求。

二、方木(方木截面尺寸0.15m×0.1m)及底版的强度、刚度计算

2.1 验算位置的选取

取最不利段进行验算，横梁处承载最大，故验算此处方木的强度及刚度。底板下顺桥向方木间距为0.3米，顺桥向方木下铺设的横向方木间距为0.5米。

2.1.1 横向方木的强度验算

1、荷载的取值，现浇砼h＝1.5米

q＝1.5×0.3×2.66＝1.197t/m

2、跨度的取值

分配梁最大间距为0.5米，取lq＝0.5米。

3、跨数的取值

因施工中有可能出现单跨受力，故取跨数n＝1。

4、绘制计算简图

q=1.197t/m

5、计算最大弯矩及剪力值

Mmax＝1/8ql2=1/8×1.197t/m×0.52m2＝0.037t·m

Qmax＝1/2ql＝1/2×1.197 t/m×0.5m＝0.30t

6、正应力及剪应力验算

σmax＝Mmax÷W

＝0.037t·m÷(1/6×0.10m×0.152m2)＝98.7t/m2

＝1.0Mpa＜[σ]＝8.0Mpa

正应力满足要求。

τ＝QmaxS÷(Ib)

其中S＝1.25×10-4m3

I＝8.33×10-6m4

b＝0.10m

τ＝(0.30t×1.25×10-4 m3)÷(8.33×10-6 m4×0.10m)＝45.0 t/m2＝0.45Mpa＜[τ]＝1.3Mpa

方木的剪应力满足要求。

2.1.2 方木刚度验算

fmax＝5ql4÷(384EI)

其中E＝9×103Mpa＝9×109pa

I＝8.33×10-6 m 4

q＝1.197t/m＝1.197×104N/m

l＝0.5m

fmax＝(5×1.197×104×0.54)÷(384×9×109×8.33×10-6) =1.3×10-4m＝0.13mm＜[L/400]＝1.25mm

方木的刚度满足要求。