上副廠房引水鋼管預留洞模板支撐計算書

1、上副廠房引水鋼管預留洞模板支撐計算書1、概述：根據(jù)相關設計圖紙，上副廠房安裝引水鋼管前設計有預留洞，預留洞頂拱跨度為11.8m，起弧高程為258m-263.9m，計劃261m至264.5m一倉澆筑。預留洞頂拱采用木桁架上鋪設廊道頂拱模板施工，支撐型式采用規(guī)劃采用216雙槽鋼做主、次梁，四管柱做支撐施工，具體支撐型式詳見下圖1。為保證預留洞模板支撐系統(tǒng)穩(wěn)定和安全，現(xiàn)特對模板支撐進行受力計算。圖1：預留洞支撐型式詳圖2、荷載取值：（1）、主要砼荷載取值澆筑砼時，木桁架1#可看作全部只承受混凝土側壓力，木桁架1#混凝土側壓力按照下式計算得：f1 =0.22ct012 =0.222460.21/2=1

2、4.16kn/式中f1新澆砼對模板的最大側壓力；c砼重力密度，取24kn/ m3；t0新澆筑砼的初凝時間，取6h；1外加劑影響修正系數(shù)，取1；2砼坍落度修正系數(shù)，取1；v砼澆筑速度，取0.2m/h；有效壓頭：h=f1/c=14.16240.6m。（2）、其他荷載取值 模板自重荷載（0.33kn/m2），人群荷載（2kn/m2）與砼側壓力進行組合，恒荷載分項系數(shù)取1.2，活荷載分項系數(shù)取1.4。（3）、木桁架1#側壓力線荷載取值如下：q1 =1.2固定荷載+1.4可動荷載=1.2(14.16+0.33)0.75+1.420.75=15.14kn/m木桁架1#側壓力簡圖近似如下圖2所示：圖2：木桁

3、架1#側壓力簡圖（4）、木桁架2#既承受混凝土垂直壓力又承受側壓力，則所受線荷載取值如下： q2 =1.2固定荷載+1.4可動荷載=1.2(241.2+0.330.75+1.420.75=28.3kn/mq3 =1.2固定荷載+1.4可動荷載=1.2(14.16+0.33)0.75+1.420.75=15.14kn/m則按平均荷載取值q=21.7 kn/m木桁架2#側壓力簡圖近似如下圖3所示：圖3：木桁架2#側壓力簡圖（5）木桁架3#可看作只承受混凝土垂直壓力，所受線荷載取值如下：q4=1.2固定荷載+1.4可動荷載=1.2(240.9 +0.33)0.75+1.420.75=21.84kn/

4、m；q5=1.2固定荷載+1.4可動荷載=1.2(240.6 +0.33)0.75+1.420.75=15.4kn/m；木桁架3#受力簡圖如下圖4所示：圖4：木桁架3#垂直壓力簡圖3、受力計算（1）、材料力學性能經(jīng)查閱施工結構計算方法與設計手冊和建筑施工手冊可得方木、216槽鋼、等力學性能如表1所示：表1： 方木、216、等力學性能表 材料性能單位數(shù)值備注方 木（10cm12cm）截面面積（a）cm2120木桁架及支撐截面抵抗矩(w)cm 3240回轉半徑（i）cm3.47方 木（5cm10cm）截面面積（a）cm250截面抵抗矩(w)cm 383.3回轉半徑（i）cm2.89216槽鋼截面面

5、積（a）250.3預埋槽鋼，鋼桁架上、下弦桿截面抵抗矩(w)3233.6面積距（s）3108.2q235鋼材屈服強度（fm）n/2215抗剪強度（fv）n/2125方木抗彎強度（fm）n/217抗剪強度（fv）n/21.7（2）、木桁架1#由受力分析可知，木桁架1#受力近似為兩等跨連續(xù)梁結構，按全跨最大均布荷載q=15.1kn/m計算，計算簡圖如下圖5所示：圖5：木桁架1#橫桿受力簡圖抗彎承載力計算查建筑施工手冊得：b點彎矩最大mmax=-0.12515.11.25=-2.95kn.m則該處最大彎曲應力為：max=mmax/w=2.95106/2.4105=12.3n/mm 2fm=17n/m

6、m2符合規(guī)范要求?？辜魪姸闰炈鉧、c兩點剪力va= vc =0.37515.11.25=7.08kn； b點剪力：vb左=-0.62515.11.25=-11.8kn；vb右=0.62515.11.25=11.8kn；最大剪力發(fā)生在支座b處，以b點為計算點，該點剪切應力max=1.5vb左/a方=1.511.81000/12000=1.475n/mm2 fv=1.7n/mm2 ,符合規(guī)范要求。桿件穩(wěn)定性驗算由上述計算結果可知，各節(jié)點豎桿承受的壓力分別為：豎直方向：nb= （vb左+vb右）cos46o=23.6cos46o=16.4kn；nc=7.08cos46o=4.9kn；斜桿方向：b點斜

7、桿桿受力nb斜=（vb左+vb右）cos23o=21.7kn；a、b點斜撐b點斜撐采用510方木，平行于受力方向，該桿件受壓，需對穩(wěn)定性進行驗算，荷載nb斜=21.7kn，斜撐長度為l=1.38m。長細比：l=l/i=138/2.89=47.75，穩(wěn)定系數(shù)=0.39；則max=nb斜/a =21700/0.395000=11.13n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求。b、 b點豎向直撐b點豎直撐采用10cm12cm方木， b點受豎直方向上壓力nb =16.4kn，桿件長度115cm.長細比：l=l/i=115/3.47=33，穩(wěn)定系數(shù)= =0.5；則max=nb/a =16.4103/0.51

8、2000=2.7n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求。c、c點豎向直桿件c點垂直撐采用1012方木，所受垂直壓力為nc =4.9kn，桿件長度為1.9m， 則長細比：l=l/i=190/3.47=54.8，穩(wěn)定系數(shù)=0.35；則max=nc/a=4900/0.3512000=1.17n/2fm=17n/2,滿足規(guī)范要求。（3）、木桁架2#根據(jù)圖3，由受力分析可知，木桁架2#受力近似為兩等跨連續(xù)梁結構，按全跨最大均布荷載q=25.05kn/m計算。 抗彎承載力計算查建筑施工手冊得：d點彎矩最大mmax=-0.12521.71=-2.71kn.m則該處最大彎曲應力為：max=mmax/w=2.71

9、106/2.4105=11.3n/mm 2fm=17n/mm2符合規(guī)范要求?？辜魪姸闰炈鉩、e兩點剪力ve= vc =0.37521.71=8.14kn； d點剪力：vd左=-0.62521.71=-13.5kn；vd右=0.62521.71=13.5kn；最大剪力發(fā)生在支座d處，以d點為計算點，該點剪切應力max=1.5vd左/a方=1.513.51000/12000=1.68n/mm2 fv=1.7n/mm2 ,符合規(guī)范要求。桿件穩(wěn)定性驗算由上述計算結果可知，各節(jié)點豎桿承受的壓力分別為：豎直方向：nd= （vd左+vd右）cos27o=27cos27o=24.1kn；nc=8.14cos3

10、5o=6.7kn；ne=8.14cos16o=7.8kn；斜桿方向：d點斜桿桿受力nd斜=（vd左+vd右）cos17o=25.9kn；a、d點斜撐d點斜撐采用510方木，平行于受力方向，該桿件受壓，需對穩(wěn)定性進行驗算，荷載nd斜=25.9kn，斜撐長度為l=1.23m。長細比：l=l/i=123/2.89=42.6，穩(wěn)定系數(shù)=0.43；則max=nb斜/a =25900/0.435000=12.05n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求。b、 c點豎向直撐c點豎直撐采用10cm12cm方木，c點受豎直方向上壓力nc =6.7kn，桿件長度2.5m.長細比：l=l/i=250/3.47=57.6

11、，穩(wěn)定系數(shù)= =0.34；則max=nb/a =6.7103/0.3412000=1.64n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求。c、d點豎向直桿件d點垂直撐采用1012方木，所受垂直壓力為nd =24.1kn，桿件長度為2.6m， 則長細比：l=l/i=260/3.47=75，穩(wěn)定系數(shù)=0.27；則max=nc/a=24100/0.2712000=7.4n/2fm=17n/2,滿足規(guī)范要求。c、e點豎向直桿件e點垂直撐采用1012方木，所受垂直壓力為ne =7.8kn，桿件長度為3m， 則長細比：l=l/i=300/3.47=86.5，穩(wěn)定系數(shù)=0.23；則max=nc/a=7800/0.23

12、12000=2.8n/2fm=17n/2,滿足規(guī)范要求。（4）、木桁架3# 木桁架3#上弦桿近似看作三等跨連續(xù)梁，按照跨中平均荷載19.2kn/m計算，受力簡圖如下圖6所示：圖6：木桁架3#橫桿受力簡圖、抗彎強度驗算查建筑施工手冊得：支座g、f點彎矩最大，即mmax=-0.119.212=-1.92knm彎應力max=mmax/w=1.92106/240000=8n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求 。、抗剪強度驗算e、h兩點剪力：ve=vh=0.419.21=7.68kn；f、g兩點剪力：vf左=-0.619.21=-11.52kn，vf右=0.519.21=9.6kn；vg左=-0.519

13、.21=-9.6kn，vg右=0.619.21=11.52kn；由計算結果得：f、g點剪力最大，故取f點進行驗算，max=1.5vf左/a方=1.511.521000/12000=1.44n/mm2fm=1.7n/mm2，符合規(guī)范要求。桿件穩(wěn)定性驗算由上述計算結果可知，各節(jié)點豎桿承受的壓力分別為：豎直方向：nf= ng=（vg左+vg右）=21.12kn；ne= nh=7.68kn；斜桿方向：e、h點斜桿桿受力nh斜=ne斜= necos37o=6.13kn；a、e、h點斜撐e、h點斜撐采用510方木，平行于受力方向，該桿件受壓，需對穩(wěn)定性進行驗算，荷載n斜=6.13kn，斜撐長度為l=1.1

14、4m。長細比：l=l/i=114/2.89=39.4，穩(wěn)定系數(shù)=0.45；則max=n斜/a =6130/0.455000=2.7n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求。b、 e、h點豎向直撐e、h點豎直撐采用10cm12cm方木，e、h點受豎直方向上壓力ne =7.68kn，桿件長度0.7m.長細比：l=l/i=70/3.47=20.2，穩(wěn)定系數(shù)= =0.64；則max=ne/a =7.68103/0.6412000=0.98n/2fm=17n/2，滿足規(guī)范要求。c、f、g點豎向直桿件f、g點豎直撐采用1012方木，所受垂直壓力為nf=21.12kn，桿件長度為0.87m， 則長細比：l=l/

15、i=87/3.47=25.07，穩(wěn)定系數(shù)=0.58；則max=nf/a=21120/0.5812000=3.03n/2fm=17n/2,滿足規(guī)范要求。、八字撐穩(wěn)定驗算撐桿主要承受木桁架3#傳遞下來的集中荷載，由上面計算可得，n八字撐 =（nf + n e斜cos66o）cos24o =25.84kn，支撐采用1012方木，由表一可知方木回轉半徑i=3.47cm，方木截面面積a=12000mm2，支撐桿件長度l=244cm。則長細比：l=l/i=244/3.47=70.3，穩(wěn)定系數(shù)=0.28 則max=n/a=25.841000/0.2812000=7.69n/2fm=17n/2,滿足規(guī)范要求。

16、（5）、次梁受力計算 次梁為216組合型槽鋼，單側共布置4排次梁，從右到左分別為1#、2#、3#、4#，取最大跨距次梁在最不利情況下進行計算，取4#次梁進行受力計算，承受木桁架2#、3#支撐e傳遞下來的集中荷載15.48kn及八字撐傳遞下來的集中荷載23.6kn，則f=15.48+23.6=39.08kn,則次梁受力簡圖如下圖圖7所示：圖7：次梁受力簡圖 抗彎承載力計算圖7可看作簡支梁，查施工結構計算方法與設計手冊可得， mmax=(39.081.2/2.6)（20.8+0.6）=39.68kn.m,則最大彎曲應力為max=mmax/w=39.68106/233.6103=169.9n/mm

17、2fm=215n/mm2，符合規(guī)范要求。 抗剪強度計算根據(jù)次梁受力簡圖分析，查施工結構計算方法與設計手冊可得， vmax =45.09kn查建筑施工手冊得：216組合槽鋼面積距s=108.23,腹板厚度t0 =17，截面慣性距i=18694。最大剪應力max= vmaxs / it0 =45.09103108.2103/186910417=15.35n/2fv=125n/2，滿足規(guī)范要求。 撓度驗算查施工結構計算方法與設計手冊可得，max=5.47l/400=6.5,滿足規(guī)范要求。（6）、主梁受力計算 每榀鋼桁架受每根次梁傳遞的集中荷載為f次1= 16.4kn；f次2= 30.9kn；f次3=

18、 24.1kn；f次4=39.08kn，則主梁受力簡圖如圖8：圖8：主梁受力簡圖 抗彎承載力計算圖8可看作簡支梁，查施工結構計算方法與設計手冊可得， mmax=fa=30.90.9=27.81kn.m,則最大彎曲應力為max=mmax/w=27.81106/233.6103=119n/mm 2fm=215n/mm2，符合規(guī)范要求。 抗剪強度計算根據(jù)次梁受力簡圖分析，查施工結構計算方法與設計手冊可得， vmax =30.9kn查建筑施工手冊得：216組合槽鋼面積距s=108.23,腹板厚度t0 =17，截面慣性距i=18694。最大剪應力max= vmaxs / it0 =30.9103108.2103/186910417=10.52n/2fv=125n/2，滿足規(guī)范要求。 撓度驗算查施工結構計算方法與設計手冊可得，max=5.83l/400=6.875,滿足規(guī)范要求。（7）、四管柱受力計算按圖8所示，a點支座反力ra =65.4kn，b點支座反力rb=45kn.受最大荷載的組合四管柱長度是8m,最大壓力n=ra =65.4kn組合四管柱兩端鋼板480480mm，中間有斜綴16，管柱為1.5英寸鋼管。查施工結構計算方法與設計手冊得，四管柱i=0.289h=138.72mm，a=（d2-d12