方钢管弹性模量计算方式_箱形系梁贝雷支架受力计算书
一、支架布設說明
1、支架采用梁柱式支架,立柱分別采用l=3.765m的30#工字鋼和 Φ48mm*3.5mm的普通鋼管,底模下承重縱梁采用單層雙排貝雷桁架;
2、系梁跨中貝雷桁架下采用滿堂式鋼管支架,沿高度方向橫桿步距為125cm;
3、鋼管支架布置密度為:順橋向*橫橋向=5排*6排,間距對應為50cm*60cm;
4、鋼支撐立桿可調(diào)頂托上順橋向置雙拼10號槽鋼或16號工字鋼作貝雷桁架支撐梁;
5、貝雷桁架上順橋向置放31根l=8m長16號工字鋼作為底模分配梁,工字鋼中心間距為50cm,上面再安放大塊系梁鋼模底模,其下鋪設脫模之木楔;
6、鋼管支架立桿地基基礎平面:長*寬*厚=3.4m*2.4m*0.15m范圍內(nèi)需先用C25砼硬化處理,而30#工字鋼立柱與墩帽接觸面應澆筑30cm厚砼固結(jié),確保不被水流沖涮,而致使地基塌陷或下沉。
二、設計參數(shù)
1、槽鋼、工字鋼允許軸向應力[σ]=140MPa,允許彎曲正應力[σw]=145MPa,彈性模量E=2.1×105MPa;
2、Φ48mm*3.5mm鋼管允許軸向正應力[σ]=180MPa,允許彎曲應力[σw]=215MPa,允許長細比[λ]=150,i=15.78mm,彈性模量E=2.1×105MPa;
3、16#工字鋼 Wx=109.2cm3,I=873cm4,g=15.89kg/m;
4、30#工字鋼 Wy=49.9cm3,imin=2.69cm,A=46.48cm2,g=36.49kg/m;
5、貝雷桁架 I0=250500cm4,W0=3570cm3,[M0]=975KN.m,g=270kg/片。
桁架銷子重量3kg/個
三、荷載計算
1、砼、鋼筋、鋼鉸線及錨具等恒載重
砼重Gh=41.4m3×2.4t/m3=99.36t
鋼筋重Gg=6.3t
鋼鉸線、波紋管及錨具重Gb=0.9t
恒載重G=Gh+Gg+Gb=99.36+6.3+0.9=106.56t
2、模板重量
(1)底模:①竹膠板模 G1=16.04m*2.0m*12kg/m2 =384.96Kg
②鋼模 G2=16.04m*2.0m*70kg/m2=2245.6Kg≈2.25T
(2)內(nèi)竹膠板側(cè)模 G內(nèi)=s*g=75.09m2*15kg/m2=1126.35kg≈1.13T
(3)外側(cè)模 G外=16.04m*2.8*2m*70kg/m2=6287.68Kg≈6.3T
驗算強度時,全部按鋼模重量計算,故G2=2.25+1.13+6.3=9.68T
3、施工人員及施工荷載重
G3=200kg/m2*16.04m*2m=6.42t,作用在貝雷桁架上單位荷載為q=6.42t/2/18
=0.178t/m 4、振搗砼產(chǎn)生的荷載重
G4=200kg/m2*16.04m*2m=6.42t,作用在貝雷桁架上單位荷載為q=6.42t/2/18
=0.178t/m
5、順橋向16#工字鋼重量
G5=31根×8m/根×15.89kg/m=3940.72kg=3.94t
6、貝雷桁架自重 橫橋向墩柱兩側(cè)各設一排貝雷桁架作為支架主承重梁,共需貝雷桁架數(shù)量 2排*7片/排=14片
G61=14片*270kg/片=3780kg
銷子重量,12個*2*3kg/個=72kg
貝雷片+銷子重量=3780+72=3852kg,故總重量取G6=3.85t
7、計算受力時的幾種不同荷載組合方式
(1)組合I:砼恒載等重量+鋼模自重+施工荷載及振搗砼產(chǎn)生的荷載+16#工字鋼自重GI=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t=133.02t
(2)組合II:砼恒載等重量+鋼模自重+施工荷載及振搗砼產(chǎn)生的荷載+16#工字鋼自重+貝雷桁架自重GII=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t+3.85t=136.87t
四、順橋向16#工字鋼受力計算
1、強度計算(如圖一示)
其上荷載采用組合I,GI=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t=133.02t
共31根工字鋼,且工字鋼凈跨為2.8m,故作用于工字鋼上的力為
q=133.02t/31/2.8m=15.32KN/m
其最大彎矩
最大彎曲應力
故其強度滿足要求。
2、驗算工字鋼剛度
故16#工字鋼剛度也滿足要求。
3、最不利荷載位置工字鋼強度驗算
箱形系梁在靠近墩柱1.05m處自重最大,其下工字鋼所受力最大,為16#工字鋼的最不利荷載位置。
該截面工字鋼所受的外荷載為:混凝土、鋼筋、鋼絞線自重g1、模板自重g2、施工荷載g3、傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載g4和16#工字鋼自重g5,對該處工字鋼強度進行單獨驗算如下:
g1=1.05m*2.0m*2.8m*2.6t/m3=15.288t
g2=(1.05m*2.0m+1.05m*2.8m*2)*70kg/m2=558.6kg=0.56t
g3=200kg/m2*1.05m*2m=420kg=0.42t
g4=200kg/m2*1.05m*2m=420kg=0.42t
g5=3 *8m*15.89kg/m=381.36kg=0.38t
Σg=g1+g2+g3+g4+g5=17.068t
該處16#工字鋼強度所受均布荷載為q=17.068*10KN/3/2.8m=20.32KN/m
驗算該處強度不滿足。
為此,在16#工字鋼總量不變的情況下,增加該處工字鋼數(shù)量,原布設3根,重新布設為4根,該處工字鋼之間間距調(diào)整為105cm/3=35cm,并略調(diào)整其他位置工字鋼間距。
調(diào)整后的均布荷載q1、σmax1為:
q1=17.068*10KN/4/2.8m=15.24KN/m
重新布設后其強度滿足要求。
五、貝雷桁架受力計算
1、強度計算
其上荷載采用組合II,GII=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t+3.85t=136.87t,作用在貝雷桁架上的均布荷載q=136.87t/2/18m=38KN/m
Mmax=0.07ql2=0.07*38KN/m*9.02m2=251.46KN.m<[M0]=975KN.m
強度滿足要求
2、剛度驗算
故其剛度足夠。
六、計算支架30#工字鋼立柱受力
1、強度計算
其上荷載采用組合II,GII=106.56t+9.68t+6.42*2t+3.94t+3.85t=136.87t,
作用在貝雷桁架上的均布荷載q=136.87t/2/18m=38KN/m
該支架為一次超靜定體系,其下支點反力分別為:
RA==RC=0.375ql=0.375*38KN/m*9m=128.25KN,
RB=2*0.625*ql=2*0.625*38KN/m*9m=427.50KN
因30#工字鋼下端固定,上端鉸支,故其μ=0.7,則
故30#工字鋼立柱強度滿足要求。
2、剛度驗算
因工字鋼僅受軸向壓力,支點彎矩為0,其抗彎剛度足夠。
七、跨中鋼管立桿穩(wěn)定性驗算
因貝雷片跨中支點反力為427.5KN,其下按橫向*縱向=6*5排共布設30根鋼管立桿成一小型滿堂支架,故單根鋼管立桿承受荷載為
故單根立桿容許荷載為:
[N]= ΦA[σw]=0.651*489mm2*215N/mm2=68.4KN>N1=14.25KN
立桿承載力滿足設計要求。
八、立桿下擴大基礎地基承載力驗算:
1、荷載重量=立桿、橫桿自重+跨中支點反力
設立桿高6m,大、小橫桿各長3.4m和2.4m,則其重量為Gl+h=(3.4*6*5+2.4*6*6+6*5*6)m*3.84kg/m=14.15KN
故驗算荷載G=Gl+h+RB=14.15+427.5=441.65KN
2、承載力計算
支架立桿下砼擴大基礎受力為:
混凝土擴大基礎下為極軟紅砂巖基礎,其容許承載力為[σ]=200KPa>54.12KPa,故地基基礎強度足夠。
原地面經(jīng)整平、夯實后,在其上澆筑2.4m*3.4m厚約15cm的C25混凝土擴大基礎后即可搭設鋼管支架。
通過以上計算可知,整個箱形系梁支架結(jié)構(gòu)體系受力是安全、穩(wěn)定的,能夠滿足施工需要。
總結(jié)
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