钢管桩支架受力验算

. .18#墩现浇段钢管桩支架受力验算书一、计算依据建筑施工碗扣钢管脚手架安全技术规钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程（ 钢结构上、下册 /中国工业 结构力学/高等教育材料力学/高等教育二、工程概况新邕宁邕江特大桥92+168+92米连续梁边跨现浇段对应节段为23#段，节段长7.9m，中心梁高9m，梁底宽为6.5m,梁顶板宽9m，顶板厚55，腹板厚45，底板厚50，设计混凝土方量为165m3。三、现浇钢管桩支架模板方案钢管桩立柱基础采用C30混凝土条形基础，基础宽1-1.2m，高1m。钢管立柱下部通过焊接与预埋在基础上的80*80*2cm钢板相连，钢管桩立柱高23m，纵向间距2.25m，横向间距腹板下2.5-3.97m。横梁梁采用2I40工字钢，I40工字钢上横向铺设I32工字钢，间距0.6m。在I32工字上搭设碗扣支架支撑梁体底模，支架横纵向步距腹板下为0.6m，纵向步距0.6m，水平杆步距0.6m。支架顶托上横向铺1515cm方木，在1515cm方木上纵向铺1010cm方木为加劲肋木，方木净距为20cm。底模板采用18mm优质竹胶板，侧模采用18mm优质胶木板，加劲肋木为1010cm方木，间距30cm，背楞采用210槽钢，背楞间距60cm，拉杆采用20精扎螺纹钢，间距80cm。 通过设计文件该地段位于邕江岸边，为弱风化灰岩，承载力为400Kpa。清楚表层草皮与泥土到弱风化灰岩基础，按照钢管桩支架横向布置设置三道C30砼横梁，宽度1.2m，长度10m，高度1m。每道横梁在中部设置一道伸缩缝，按照钢管桩布置位置埋好预埋件。预埋前必须由测量班用全站仪对平面控制点位置进行精确放样。支架模板具体布设尺寸见支架模板布设示意图。四、受力检算1、计算参数竹胶木板：（横向） E=7.4103Mpa油松、落叶松、松、马尾松： =12MPa(顺纹抗压、抗弯) =1.3MPa E=9*103MPa热轧普通型钢：=190MPa =110MPa E=2.06105MpaI40b: A=96.2cm2，Ix=22800cm4，Wx=1140cm3。I32b: A=76cm2，Ix=11600cm4，Wx=692cm3。钢管柱630*10：A=233cm2 , I=1.113*105cm4 , W=3.53*103cm3，i=21.9cm。2、荷载（取腹板处为计算对象，此处混凝土自重荷载最大）计算钢筋混凝土自重荷载：q1=26KN/m36=156kN/m2施工人员与机具荷载：q2=2.5kN/m2泵送砼冲击荷载：q3=3.5kN/m2振捣砼产生荷载：q4=2kN/m23、底模竹胶板受力检算荷载分项系数取1.2。则作用在底模上的最大均布荷载为：q=1.4*(q1+q2+q3+q4)= 1.2* (156+2.5+3.5+2)=196.8kN/（1）、强度验算 竹胶板厚1.8cm,竹胶板下垫1010cm肋木，肋木间距20cm，则竹胶板净跨距为20cm。按一跨简支进行验算，如以下图所示：q20cm荷载：q =128.156kN/m截面抵抗矩：W=bh2/6=1*0.0182/6=0.000054m3截面惯性矩：I= bh3/12=1*0.0183/12=4.86*10-7 m4跨中弯矩：M=ql2/8=196.8*0.22/8=0.984 kN.m故跨中最大应力：= M/W=0.984/0.000054=18222kPa=18.22Mpa =50Mpa强度满足要求。（2）、刚度验算 从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为： f=0.677qL4/100EI=0.677*196.8*0.24/(100*6.1*106*4.86*10-7) =0.584mm300/400=0.75mm 挠度满足要求。4、底模1010cm方木受力验算：（1）、强度验算腹板下荷载最大，取腹板下的模板肋木进行验算。竹胶板下采用1010cm肋木，肋木间距20cm，肋木下垫1515cm承重方木，1515cm承重方木间距60 cm，故1010cm肋木跨度为60cm，对其按两跨连续梁进行验算，如以下图所示：q60cm60cm作用在肋木上的荷载为：q =196.8*0.2=39.36 kN/m截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1*0.12/6=1.7*10-4m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.1*0.13/12=8.3*10-6 m4最大弯矩：M=0.125ql2=0.125*39.36*0.32=0.44 kN.m故最大弯曲应力：= M/W=0.44/(1.7*10-4)=2588kPa=2.6Mpa =12Mpa最大剪力：V=0.625 ql=0.625*39.36*0.3=7.38 kN=3V/2A=3*7.38/(2*0.01)=1107 kPa=1.1 Mpa =1.3Mpa强度满足要求。（2）、刚度验算挠度：f=5 ql4/384EI=5*39.36*0.64/(384*9*106*8.3*10-6)= 0.08cmf=L/400=60/400mm =0.15cm挠度满足要求。5、腹板下1515cm方木验算1515cm方木主要承受来自1010cm方木传来的集中力作用。计算宽度按支架横桥向布置间距=0.6m，跨度按碗扣支架顺桥向布置间距L=0.6m。（1）、强度验算荷载:q1q1.239.36*1.2=47.232KN/m弯矩M=（1/8）qL2（1/8）47.2320.622.215 KN.m截面抵抗矩：W=bh2/6=0.15*0.152/6=0.00056m3截面惯性矩：I= bh3/12=0.15*0.153/12=0.000042 m4故跨中最大应力：= M/W=2.215/0.00056=3955kPa=3.955 Mpa =12Mpa满足要求。（2）、刚度验算最大挠度：f=5 ql4/384EI=5*47.232*0.64/(384*9*106*4.2*10-5)= 0.02cmf=L/400=60/400mm =0.15cm挠度满足要求。6、2I32b工字钢受力验算I32b工字钢间距0.6m，铺设在I40b工字钢纵梁上，为简便起见，将其上部荷载近似看成均布荷载分布。按三跨连续梁进行验算，荷载布置如以下图所示：g1g13m3m3m1.25m0.45m5.6m0.45m1.25mg2ABCDg3g3荷载：腹板下为：g1=196.8*0.6=118.08kN/m底板下为：g2=1.4*(26*0.5+2.5+3.5+2)*0.6=17.64kN/m翼缘板下为：g3=1.4*(26*0.55+2.5+3.5+2)*0.6=18.672kN/m经结构力学求解器计算：最大弯矩在AB与CD跨中：Mmax=44.95kN.m 最大应力：= M/W=44.95*103/692=64.96Mpa =190Mpa强度满足要求。最大剪力在中支点处：V=37.86kN剪应力：=3v/(2*A)=3*37.86*10/(2*76)=7.42 Mpa =110Mpa满足要求。7、2I40b工字钢受力验算 2I40b工字钢承受来自2I32b工字钢的集中力荷载，计算简图如下：9.6mFAB16*0.6m集中力荷载F取2I32b工字钢验算中的最大支反力R=37.86kN。经结构力学求解器计算可得：最大弯矩：Mmax=392kN.m 最大应力：= M/W=392*103/（2*1140）=171.9Mpa =190Mpa强度满足要求。最大剪力：V=365kN剪应力：=3v/(2*A)=3*365*10/(2*96.2)=56.9 Mpa =110Mpa满足要求。8、630钢管桩立柱受力验算630*12钢管立柱按轴心受压杆件进行验算。最大轴向压力N=365kN。截面面积：A=233cm2 ，回转半径：i=21.9 cm,000强度检算：N/A =365*10/233=15.66Mpa f=190Mpa强度满足要求。弯矩作用平面稳定性检算：计算长度l0=l=0.7*22.68=15.876m。长细比= l0/i=1587.6/21.9=72.5 =100杆件刚度符合要求。由=72.52查表可得稳定系数x=0.813故有 N/(xA) = 365*10/(0.813*233)= 19.3 Mpa f=190Mpa符合要求。9、地基承载力检算630钢管立柱支承在预埋在C30砼条形基础上的80*80*2 cm钢板上，条形基础宽1.2m，高1m。条形基础浇筑在弱风化灰岩上，地基承载力为400kPa以上。C30砼条形基础所受钢板压应力= P/A=365/(0.8*0.8)=570kPa=0.57 Mpa =10Mpa符合要求。混凝土应力扩散按450计算，则地基土所受应力为：= P/A=365/(1.0*2.4)=152.1kPa =400kPa符合要求。综上计算，该钢管桩支架模板受力满足要求。8 / 8