倒錐殼水塔上、下圓錐面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

倒錐殼水塔上、下圓錐面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

1　下圓錐面支撐結(jié)構(gòu)水箱下圓錐面支撐采用了滿堂鋼管支架 ,以及由現(xiàn)場(chǎng)材料組成的方鋼、鋼筋、方木支撐體系。

下圓錐面滿堂鋼管支架平剖面見圖 1,下面分幾種情況對(duì)滿堂支架立桿進(jìn)行設(shè)計(jì)與驗(yàn)算。

(1)水箱底板下滿堂支架立桿驗(yàn)算已知: <48 ×3.5鋼管 3.84 kg/m,直角扣件 1.32kg/個(gè) ,對(duì)接扣件 1.84 kg/個(gè) ,水箱底板下立桿高度14135m, <48 ×3.5鋼管凈截面 A =489.3mm 。

假定:立桿縱橫最大間距為 110m ×110m,水平桿步距為 1.75m,驗(yàn)算地面第一步立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

①      鋼管支架所承受的模板及連接件自重: q1 =750N/m ;

②      ②鋼管支架自重力: q2 = [3.84 ×(14135 – 2.0)+2 ×1 ×8 ×.84 + 2 ×8 ×1.32 + 2 ×1.84 ] ×10 =1 33616N/m ;

③      新澆筑鋼筋混凝土重力: q3 =25 000×0.4 =10 000N/m ;

④       ④施工荷載 ,按每 m 站 4人計(jì):q4 = 3 000 N/m 。①～④項(xiàng)合計(jì): ∑q = 15 08616N/m ,即單根立桿承受的荷載為 15 08616N。

按強(qiáng)度計(jì)算 ,立桿的受壓應(yīng)力 σ = kN /A = 3 ×15 08616/48913 =92.5N/mm 安全。

按穩(wěn)定性計(jì)算 ,立桿的受壓應(yīng)力:鋼管回轉(zhuǎn)半徑 i=15.78mm,其長(zhǎng)細(xì)比λ= l/i =1 750/15.78 =110.9,查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130—2001)附錄 C,得φ=01510,則σ =kN /φA =(3 ×15 08616) / (01510 ×48913) =18114N/mm 安全。

(2)承重圓環(huán)內(nèi)水箱底板范圍滿堂支架立桿驗(yàn)算下圓錐面施工時(shí)進(jìn)人孔要同時(shí)澆筑至 15.55m高程 ,進(jìn)人孔范圍立桿受力較大。

假定:立桿間距為 0.80m ×0.80m,水平桿步距為1.75m,參照 211(1)的驗(yàn)算方法 ,驗(yàn)算地面第一步立

桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

∑q =35 646.6 N/m ,即單根立桿承受的荷載為35 646.6 ×0.64 =22 8.318N。

按強(qiáng)度計(jì)算 ,立桿的受壓應(yīng)力σ=139.9N/mm 安全。按穩(wěn)定性計(jì)算 ,立桿的受壓應(yīng)力σ=274.3N/m >f =205N/mm 。因此 ,進(jìn)人孔范圍立桿需要加密 ,通過計(jì)算需增加 8根。

(3)勁梁范圍滿堂支架驗(yàn)算

假定:立桿最大間距為 0.80m ×0.90m,按穩(wěn)定性計(jì)算立桿的受壓應(yīng)力 σ = 252.8 N/mm > f = 205N/mm ,但考慮勁梁寬只有 0.40 m,且有 8處支撐在八面承重墻之上 ,故兩墻之間需增加斜撐加強(qiáng)。

(4)水箱圓柱筒壁范圍滿堂支架立桿驗(yàn)算假定:立桿最大間距為 0.60m ×0.80m,按穩(wěn)定性計(jì)算立桿的受壓應(yīng)力 σ = 214.7 N/mm > f = 205N/mm ,但考慮筒壁厚只有 0.30 m,鄰近立桿可分?jǐn)偛糠至?span lang="EN-US"> ,故無須加強(qiáng)。

以上計(jì)算中 K為安全系數(shù) ,依據(jù)《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》(GB50214—2001) , K取 3.0,同時(shí)參考了《建筑施工計(jì)算手冊(cè) 》。計(jì)算中 ,由于正八邊形支架連為一體 ,且采用了短橫桿使支架與塔身混凝土相抵 ,故未計(jì)算風(fēng)荷載。

2　上圓錐面支撐結(jié)構(gòu)

上圓錐面支撐采用了水箱內(nèi)滿堂支架 ,固定于滿堂支架平桿之上的八道邊長(zhǎng)為 15 cm,截面為等邊三角形的圓環(huán)形 <18鋼筋桁架 ,以及捆綁于桁架之上的方木組成的支撐體系。立桿間距 1.10m ×1.10m,水平桿步距 1.40～1.70m,立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算不再贅述。