美沙2标支架检算.doc

琼海市博鳌核心区沙美内海旅游道路工程美沙内海2标支架检算书编制单位：海南省第一建筑工程公司2012年9月7日一、检算依据1、美沙内海2标支架施工平面布置示意图；2、建筑结构荷载规范 GB50009-2001，中华人民共和国建设部；3、钢结构设计规范 GB50017-2003，中华人民共和国建设部；4、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范，TB 10002.3-2005，中华人民共和国铁道部；5、铁路桥涵设计基本规范，TB10002.1-2005，中华人民共和国铁道部；6、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范；7、木结构设计规范 GB50005-2003，中华人民共和国建设部；8、材料力学，刘鸿文，高教出版社；9、公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ 024-85中华人民共和国交通部；二、系杆拱系梁施工支架强度检算2.1、支架布置根据“美沙内海2标支架施工平面布置示意图”，空间支架分为贝雷支架与满堂支架两部分。贝雷支架按0.45m、0.9m、1.2m三种不同间距进行排列，贝雷支架按采用加强贝雷片布置。左右两端采用满堂支架完成支撑施工。其布置图如下图1所示。图1 支架平面布置示意图贝雷支架各基本构件材料属性情况见表1所示。表1 单排贝雷梁支架材料属性表名称型号密度(kg/m3)弹模（MPa）贝雷架弦杆21078502.1e11竖杆I8腹杆加强弦杆210加强竖杆14b+I82.2、计算方法选择按照规范要求需要计算贝雷支架的强度刚度、承重梁强度刚度、钢管立柱的稳定性，满堂支架稳定性。对于贝雷梁、承重梁检算本处采用有限元软件完成，对于满堂支架及钢管立柱的稳定性依据规范进行计算。三、荷载统计作用在支架上的荷载主要有： 支架自重，由程序自动计入； 根据“美沙内海2标支架施工平面布置示意图”，梁荷载按设计方提供的材料数量表计入。 施工荷载:按1KN/m2计入。 混凝土倾倒冲击荷载：按2 KN/m2计入。 模板荷载；其中，荷载按照槽型梁截面划分为翼板、腹板和底板三部分，按照各部分的面积计算作用在相应表面接触单元上的荷载。计算过程从略。 四、检算结果4.1、有限云模型有限元模型的建立是基于有限元环境下进行。根据贝雷梁空间布设的整体情况，建立整体有限元空间支架模型。贝雷架和其连接杆件均采用空间梁单元模拟，每个结点包括3个平动自由度和3个转动自由度。贝雷片标准构件之间按铰接处理。为方便加载，贝雷架上方建立表面接触单元(surf154)模拟（单元质量为零，仅起加载作用），表面接触单元与梁单元之间采用节点自由度耦合的方法连接在一起。有限元模型如图2所示。边界条件按左端固定支座右端活动支座考虑。图2 支架有限元空间布置示意图4.2、贝雷梁强度计算结果图3 支架弦杆单元左端截面最大组合应力云图（单位：Pa）图4 支架弦杆单元右端截面最大组合应力云图（单位：Pa）图6 槽型梁混凝土z方向应力云图（单位：Pa）图5 支架弦杆单元左端截面最小组合应力云图（单位：Pa）图6 支架弦杆单元右端截面最小组合应力云图（单位：Pa）由图3-6可知，贝雷架梁的最大、最小组合应力如表2所示。表2 贝雷梁应力最值表（单位：MPa）名称应力值备注单元左端截面最大组合拉应力159最小组合拉应力127最大组合压应力-142最小组合压应力-178单元右端截面最大组合拉应力166最小组合拉应力121最大组合压应力-147最小组合压应力-176由此可知：贝雷梁强度满足要求！4.2、贝雷梁变形计算结果为校核贝雷梁支架的刚度，提取支架结构的位移云图如图78所示。图7 贝雷梁支架X方向变形云图（单位：m）图8 贝雷梁支架Y方向变形云图（单位：m）图9 贝雷梁支架Z方向变形云图（单位：m）由图7-9可以看出：支架结构在X、Y、Z三个方向的最大变形为：；; 由此可知： 故贝雷梁支架刚度满足要求。4.3、分配梁检算根据“美沙内海2标支架施工平面布置示意图”，分配梁采用双45b工字钢梁布设。其有限元分析模型的建立同样基于有限元软件环境进行，其中单元共计37个。边界条件按立柱布置情况，在对应结点出施加竖向约束。荷载为贝雷梁支架计算得到的支反力，在相应结点处按集中荷载施加。分配梁单元截面参数如下表3所示。表3 分配梁单元截面参数取值表名称规格面积（）惯性矩（）梁高（m）分配梁2I45a0.0111*20.0003376*20.45此处利用前边计算贝雷梁计算所得反力进行检算承重梁，计算后得到分配梁单元组合应力如图1013所示。图10 单元左端截面最大组合应力云图 图11 单元右端截面最大组合应力云图图12 单元左端截面最小组合应力云图 图13 单元右端截面最小组合应力云图从图1013可以看出：由此可知：该双45b工字钢梁强度满足要求！4.4、钢管立柱检算根据“美沙内海2标支架施工平面布置示意图”，钢管立柱采用壁厚为12mm钢管。参考公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）、材料力学进行立柱强度、稳定性检算。根据分配梁计算，求的分配梁最大支反力为2461KN，只需检算此处支柱即可。根据“美沙内海2标支架施工平面布置示意图”，本处荷载类型依旧采用检算贝雷梁时所用荷载类型，立柱材料采用Q235钢材，取，计算参考桥梁施工工程师手册、材料力学和公路桥涵钢结构及木结构设计规范。立柱的检算按照上部分计算出来的支反力取反力较大者，即节点7号处的立柱进行检算即可。检算过程参考材料力学。立柱的截面积：0.0100028横截面的惯性矩：0.00079226