2017年岩土工程师专业知识箱梁支架受力

　　【摘要】环球网校提醒：2017年岩土工程师考试已进入备考阶段。根据学员对箱梁支架受力的反馈，同时为进一步加深大家对箱梁支架受力的了解，环球网校老师为大家整理了“2017年岩土工程师专业知识箱梁支架受力”，希望对大家有所帮助。

　　箱梁支架受力

　　箱梁支架受力计算书K135+199.445分离立交桥箱梁支架受力计算取右幅箱梁支架进行受力计算。

　　一、荷载计算

　　1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：

　　G=777m3×26KN/m3=20202KN

　　偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：

　　F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷(12.4m×72m)=27.153KN/㎡

　　2、施工荷载：取F2=2.5KN/㎡

　　3、振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/㎡

　　4、箱梁芯模：取F4=1.5KN/㎡

　　5、竹胶板：取F5=0.1KN/㎡

　　6、方木：取F6=7.5KN/m3

　　二、底模强度计算

　　箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。

　　1、模板力学性能

　　(1)弹性模量E=0.1×105MPa。

　　(2)截面惯性矩：I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4

　　(3)截面抵抗矩：W=bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3

　　(4)截面积：A=bh=30×1.5=45c㎡

　　2、模板受力计算

　　(1)底模板均布荷载：

　　F=F1+F2+F3+F4=27.153+2.5+2.0+1.5=33.153KN/㎡ q=F×b=33.153×0.3=9.946KN/m

　　(2)跨中最大弯矩：M=qL2/8=9.946×0.32/8=0.112KN·m

　　(3)弯拉应力：σ=M/W=0.112×103/11.25×10-6=9.9MPa<[σ]=11MPa竹胶板板弯拉应力满足要求。

　　(4)挠度：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 =(0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)

　　=0.65mm

　　综上，竹胶板受力满足要求。

　　三、横梁强度计算

　　横梁为10×10cm方木，跨径为0.9m，中对中间距为0.4m。

　　截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3

　　截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4

　　作用在横梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.4=(33.153+0.1)×0.4=13.3KN/m

　　跨中最大弯矩：M=qL2/8=13.3×0.92/8=1.35KN·m

　　落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa

　　1、横梁弯拉应力：σ=M/W=1.35×103/1.67×10-4=8.08MPa<[σ]=14.5MPa横梁弯拉应力满足要求。

　　2、横梁挠度：f=5qL4/384EI =(5×13.3×0.94)/(384×11×106×8.33×10-6)

　　=1.24mm

　　综上，横梁强度满足要求。

　　四、纵梁强度计算

　　纵梁为10×15cm方木，跨径为0.9m，间距为0.9m。截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m4 0.9m长纵梁上承担3根横梁重量为：0.1×0.1×0.6×7.5×3=0.135KN

　　横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.135÷0.9=0.15KN/m作用在纵梁上的均布荷载为：q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.15=33.253×0.9+0.15=30.078KN/m跨中最大弯矩：M=qL2/8=30.078×0.92/8=3.045KN·m落叶松容许抗弯应力[σ]=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa

　　1、纵梁弯拉应力：σ=M/W=3.045×103/3.75×10-4=8.12MPa<[σ]=14.5MPa纵梁弯拉应力满足要求。

　　2、纵梁挠度：f=5qL4/384EI =(5×30.078×0.94)/(384×11×106×2.81×10-5)

　　=0.83mm

　　综上，纵梁强度满足要求。

　　五、支架受力计算

　　1、立杆承重计算碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根。

　　(1)每根立杆承受钢筋砼和模板重量：N1=0.9×0.9×29.13=23.59KN

　　(2)横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9×3×0.1×0.1×7.5=0.20KN

　　(3)纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.9×0.1×0.15×7.5=0.10KN

　　(4)支架自重：立杆单位重：0.06KN/m，横杆单位重：0.04KN/m N4=[5×5.77+5×(0.9+0.9)×5.12]/100=0.75KN

　　每根立杆总承重：N=N1+N2+N3+N4=23.59+0.20+0.10+0.75=24.64KN<30KN立杆承重满足要求。

　　2、支架稳定性验算立杆长细比λ=L/i=1200/[0.35×(48+41)÷2]=77由长细比可查得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.732立杆截面积Am=π(242-20.52)=489m㎡由钢材容许应力表查得弯向容许应力[σ]=145MPa所以，立杆轴向荷载[N]=Am×φ×[σ]=489×0.732×145 =51.9KN>N=24.64KN支架稳定性满足要求。

　　综上，碗扣支架受力满足要求。

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