支架设计论文范例6篇

支架设计论文

支架设计论文范文1

[关键词]碗扣式支架;连续箱梁

中图分类号:U448.28 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)47-0071-02

在有关城市立交桥的现浇连续箱梁施工以及对城市所在的高架桥梁施工工程中,由于受到了复杂的地理条件和坡度不稳定以及预留通道的影响,整个高架桥的设计和施工存在很大的阻碍和困难。本文研究的重点就是如何保证碗扣式支架法现浇箱梁施工技术在城市高架桥建设中的应用,以常熟市三环路快速化改造工程S1标主线高架跨线桥第三联为案例,深入展开对高架桥施工技术的研究和讨论,也对碗扣式支架法现浇箱梁施工技术进行深入的研究和分析。

1.工程概况

常熟市三环路快速化改造工程S1标主线高架桥第三联上部结构采用变截面预应力钢筋砼现浇箱梁,跨线桥全长125m,共3 跨,整联跨径组合为(35m +55 m +35 m),全幅桥宽25.50 m,截面采用单箱三室,边腹板采用斜度为1:1的斜腹板,中腹板为竖直腹板,箱梁顶宽25.5 m,底宽13.010~15.754 m,两侧悬臂长度3.5 m。中支点处箱梁中心高度3.4 m,跨中箱梁中心梁高2.0 m,梁高以2次抛物线变化,梁高抛物线方程为。

2.支架压重情况分析

首先,该桥梁的设计所采用的支架搭设在老路面结构层上,其中承台、泥浆池、绿化带等区域亚粘土的基础上,而且为了确保其能够承受巨大的承载力,设计的沉降值是比较小的。其次,在支架的底部承台、泥浆池、绿化带等区域地基采用分层5%石灰土、10cm碎石垫层、20cm C15砼硬化以保证支架根基稳定。结合以往的设计经验把支架的基座的沉降的数值保持为3mm合适。另外,非挠度值表现主要在底模顶托及横向仿木上,由于仿木和顶托接触面积受力不均匀,因此可以经过简单的公式计算得出其弹性变形值比较小,一般取值3mm为准。

3.碗扣式支架布置形式与验算

3.1 支架基础处理

对于支架基础具体处理方法:先将支架搭设范围内的泥浆池、绿化带、承台部分等区域清理干净后,分层填筑5%石灰土层厚20cm且压实度高于90%;然后铺设厚10cm级配碎石,并浇筑厚15cm C20素砼,顶面与老路接平。

3.2 预应力砼现浇箱梁支架布置形式

本工程预应力砼现浇箱梁支架采用满堂式支架, 支架布置形式如下图所示。

3.3 支架验算

3.3.1 支架荷载计算

梁体预应力钢筋砼自重取26 KN/m3,模板自重取0.3 KN/m2,支架自重24 KN,横梁自重取0.2 KN/m2,纵梁自重取0.15 KN/m2,施工人员及机具重量2.5 KN/m2,砼灌注振捣取2.0KN/m2,经过组合计算得均布荷载为41.69 KN/m。按三跨连续梁计算得立杆的最大轴力为26.48 KN。

3.3.2 立杆自由计算长度

LO=步距+ 2a=120 cm(a为模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度,取30 cm)。

3.3.3 杆件(钢管)截面特性

外直径50mm,壁厚3.5mm,截面积A=5.11 cm2,惯性矩I=13.90 cm4, 回转半径r=1.65cm。

3.3.4 立杆稳定性计算

长细比λ= LO/r=72.73,查表知折减系数=0.773,N/(A) =65.11 MPa< f =175 MPa。

结论:立杆稳定性满足结构要求。

3.3.5 10cm×15cm方木挠度计算(支架顶托上使用的横梁)

取一根木方(跨径0.6m)为计算单元,按最不利情况进行计算。

木方的截面抗弯惯性矩I和截面抗弯模量W分别为:

I=100×1503/12 =28.13×106 mm4;

W=100×1502/6 =3.75×105 mm3;

方木按照均布荷载作用下支撑在钢管上的三跨连续梁计算,横桥向支架间距为30 cm,取L=30 cm。

⑴荷载计算

a)静荷载(包括钢筋混凝土梁、模板面板和内楞的自重):

q1 = 26×0.6×(0.7×3.4+0.2×(0.67+0.46))/0.9+(0.3+0.2+0.15)×0.6 =45.56 KN/m;

b)施工荷载(4.5 KN/m2):

q2 =4.5×0.6=2.7 KN/m;

⑵强度计算

取荷载最不利作用下最大弯矩值进行验算:

其中:1.2×45.56+1.4×2.7= 58.45 KN/m;

最大弯矩M=0.1×58.45×0.32 =0.53 KN・m;

方木最大应力计算值σ=M/W=530000/375000 =1.41 Mp

⑶剪应力验算

其中剪力Q=0.6ql=0.6×58.45×200=7014N,A=15000 mm2

3×7014/(2×15000)=0.7 Mp

⑷变形验算(挠度验算)

挠度计算公式为

其中q = 45.56+2.7=48.26 KN/m

方木最大挠度计算值 w = 0.677×48.26×3004/(100×10000×28130000)=0.01 mm< [w]=300/400=0.75 mm。

结论:10 cm ×15 cm 木方在最不利情况组合荷载作用下满足结构要求。

4.支架预压施工方案

箱梁砼浇注前对支架进行预压(一般梁跨荷载标准安全系数是1.2),必须完全消除支架的非弹性变形,测出支架的弹性变形。支架的预压时间应大于7天,且连续3天内支架累计沉降量小于2 mm可视为稳定。

5.碗扣式支架施工方案

5.1 测量放样

平面测量:首先要在施工硬化路面上,按设计图纸平面位置将第三联箱梁边缘投影线和中线准确放样。其次,根据该联箱梁设计图横断分布和支架纵断高度来搭设现浇箱梁支架,采用立杆顶设置短钢管配合顶托进行支架顶标高调节。在支架搭设且加载完成当天间隔12小时沉降一次观测,以后为24小时一次,直至沉降量小于2 mm,则可以进行地基和支架变形度观测工作。

5.2 支架尺寸

支架立杆腹板处、端横梁处纵横向步距为0.6 m,跨中箱室处和翼缘板处立杆横向步距为0.9 m、纵向步距0.6 m,中横梁立杆横向步距为0.6 m、纵向步距0.3 m。支架四周及中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距应小于或等于4.5 m;同时保证纵、横竖直剪刀撑与地面夹角应在450~600之间;现场可根据实际情况调整剪刀撑的布置,但必须确保剪刀撑与地面的夹角在450~600的范围内,剪刀撑的斜杆应每步与立杆扣接。

5.3 搭设顺序及搭设方法

碗扣支架搭设施工顺序为:计算立杆组拼高度安放KTZ-60底座调整底脚螺栓在同一水平面拼立杆及横杆,锁紧碗扣安装U型KTC-60托撑调整托撑螺栓形成横、纵坡粗调标高铺设方木支架试压精调标高,并适时安装剪刀撑和扫地杆。

碗扣支架立杆底脚支撑先用60 cm可调KTZ―60底座,支架立杆顶选用60 cm高度可调U型KTC―60托撑以满足桥跨纵横坡的变化。

根据碗扣支架搭设进度,箱梁支架架构渐趋牢靠,剪刀撑设置工作必须同步进行。一旦剪刀撑等部件安置完毕,要立刻进行安全网设置工作。

6.结论

在城市高架桥实际施工中,由于地理环境以及各种因素影响,对于施工技术有着苛刻要求。本文通过常熟市三环路快速化改造工程S1标主线高架桥第三联箱梁的建造,对于高架桥变截面预应力砼现浇箱梁采用碗扣式支架法施工技术进行研究,并对该技术中施工方案和部分数据计算进行具体详细探究,希望本文能为高架桥变截面预应力砼现浇箱梁建设中相关工作人员提供科学依据和理论参考,推动我国高架桥建设进程。

参考文献

支架设计论文范文2

提出一些杜绝事故发生的方法。

关键词:高大模板;支撑系统

为满足现代化城市建设的需要,多功能、大跨度、大空间结构设计的建筑越来越多,使得在具体工程项目施工中会经常遇到大截面和大跨度的梁板混凝土结构的高大支模安全施工问题,该部分施工不仅是安全生产的重点也是一个难点。对于高大模板工程建设部在《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家审查办法》(建质[20041213号)中规定将水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8 m,或跨度超过18 m,施工总荷载大于10 kN/m2 、线荷载大于15 kN/m的模板支撑系统定义为高大模板工程。

1 几起典型的高支模重大安全事故

工程在屋盖混凝土浇筑中发生了高支模的整体模板坍塌重大事故,造成死亡6人,11人重伤,24人轻伤。浙江省某研究发展中心工程门厅(结构高度28.1m、净跨24 m)模板倒塌事件,造成死13人、伤17人的特大事故。

某项目工地(建筑面积20 5276m。),施工人员在浇筑混凝土时,模板支撑体系突然坍塌,造成6人死亡、21人受伤、2人下落不明的重大事故。上述事故都是比较典型的高大模板支撑坍塌事故,给国家和各企业造成了不可挽回的损失。

2 高支模倒塌安全事故的原因分析

在高架支模的架体中,主要架体形式为扣件式钢管脚手架,碗口式钢管支架以及门式钢管支架,从已发生的国内坍塌高支模事故来看,主要集中在用扣件式钢管搭设的支架。扣件式钢管支架具有搭设灵活,适应复杂结构支模的优点,但也有搭设随意性大,受作业工人影响大的缺点。同时由于缺少系统试验和研究,因而尚无包括其设计计算方法的专项标准。文献[1]中“模板支架计算”,由于存在着不足之处,特别是针对于高大模板支撑的设计计算的内容比较少,使设计计算容易出现不能完全确保安全的结果。

2.1 模板支撑系统计算数学模型

目前施工现场模板支撑系统设计计算时,其计算数学模型和简图与实际情况有较大不同,在文献[2]中指出在计算简图采用钢结构节点为铰接,理论上认为各杆件交于一点。而现场实际操作用中钢管搭设的模板支撑系统、内外脚手架立杆与横杆、斜杆用扣件连接,一个扣件只能连接两根杆件,因此其所有杆件不能交于一点,这就产生偏心问题,其数学模型也无法考虑这个问题。回转扣件连接其锁扣能力为8 kN,十字扣件只有6 kN,一字扣件只有2.5 kN,与钢管本身强度相差较大,不相匹配[1]。

2.2 钢管节点的处理

在模板支架的设计中,钢管支架的连接可假设成理想铰接或完全刚接的计算模式。理想铰接的假设意味着立杆与水平杆之间不能传递力矩,用铰连接在一起的立杆与水平杆将独立的发生转动。而完全刚接的假设意味着钢管支架发生变形时,立杆与水平杆之间没有相对转角,其夹角保持不变。虽然上述对节点性能所作的理想化假设大大地简化了钢管支架的分析和设计过程,但是所预测的结构反应可能与实际不符,事实上,在荷载作用下,没有一种连接是完全刚

性或理想铰接的。

2.3 诱发荷载的问题

根据文献[3],规定高大模板支撑系统还必须考虑诱发荷载,即当支撑体系受一水平力作用时,在基础处有另一个大小相等、方向相反的反力与之平衡,这组力组成一力偶;若整个支撑体系不发生转动,在支撑的各立杆中心应存在竖向力与之平衡,该竖向荷载称为诱发荷载。在实际施工操作过程所谓的诱发荷载是指支撑系统在动活载的瞬间作用下引发的如风荷、输送混凝土泵管的水平冲力、混凝土震捣器的振动波对钢管立杆承压能力的削弱乃至扣件抗滑移与抗扭转的能力的降低[4 ]。动活载会使结构自身产生微弱的变形,结构自身微弱的变形也会使结构内部产生的应力比按静力计算方法计算的结果高出很多,但目前在施工结构计算中主要依靠静力计算来核算材料的强度,实际上是一种模糊简化方法。

2.4 模板支架立杆计算长度取值

立杆的计算长度[1]L。为

Lo=h+ 2a (1)

Lo=kuh (2)

其中,k为计算长度附加系数,其值取1.155;h为支架立杆的步距;a为支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度; 为计算长度系数Ⅲ 。

此计算式没有考虑高支架的不利影响因素,当立杆步距相同时,高支架与低支架的承载力计算结果相同,显然是不合理的。

2.5 忽略支模架斜杆作用

在文献[1]中对钢管支撑系统中斜杆(剪刀撑)只提出构造上要求,未列入设计计算要求,因此模板钢管支撑系统设计时,不对斜杆进行力学计算,对于搭设高度较高的高大支模架往往存在抗侧向位移的能力不足,特别是当高大支模架的混凝土柱与楼层梁板一起浇筑时,其支模架抗侧向变形较差。容易产生失稳现象。而在很多模板倒塌事故中,并不是钢管承载能力不足造成的,而是钢管支撑系统失稳或杆件局部失稳造成的。而钢管支撑系统失稳是该系统抗侧向变形能力不足造成的,也就是说该系统的斜杆(剪刀撑)数量不足或布置不合理。

2.6 忽略立杆偏心受压因素

文献[1]规定“当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55 mm 时,立杆稳定性计算可不考虑此偏心距的影响”。因此,模板支撑系统立杆通常按立杆中心受压杆件进行设计。但实际施工中,模板支撑系统存在众多小偏心荷载,由于扣件的连接而产生的偏心弯矩是不可忽略的,然而模板支撑系统设计中忽视这一因素,这可能是导致立杆失稳而倒塌的原因之一。同时在一些高大模板支撑的工程中,往往需要用数根短柱拼接起来。在拼接的过程中往往由于现场施工操作的问题,也会引起立杆的偏心受压。因此立杆的偏心问题也是高大模板支撑安全的一个关键。

2.7 架体的结构组合问题

由于架体构成的任意性,架体结构特别是高大模板支撑架体的承载能力将受到其几何构成的极大影响,由于没有以结构理论作指导,在文献[1]中只借鉴了国外的近似“几何不可变杆系结构”力学模型的计算方法,由于扣件式钢管的安装质量受人为的因素的影响较大,使按传统习惯搭设的扣件式钢管模板支撑架不易达到“几何不可变杆系结构”的力学要求,同时这方面存在的重大隐患没有被工程师意识到。

3 预防模板支撑系统倒塌事故的措施

3.1 模板支撑系统计算数学模型

(1)对立杆进行稳定性验算时不仅要考虑轴向荷载,还要考虑由于钢管之间用扣件连接,导致所有杆件不能交于一点而产生的偏心荷载。

(2)回转扣件的抗滑能力文献[1]规定回转扣件抗滑设计值为8 kN,这与施工现场的实际情况有很大的出入,由于施工现场大量使用回转扣件,从现场实际使用情况来看,回转扣抗滑能力一般很难达到规范要求。某工地曾对扣件进行检测,其合格率为零。故模板支架设计时,回转扣件抗滑值应比规范中规定的要小。根据现场实际笔者建议取为5 kN。

3.2 钢管节点的处理

由于在实际情况下,钢管节点既不是铰接也不是完全刚接,因此在设计和计算过程中应该根据实际情况考虑,从已有的试验结果和实践经验分析,采用“铰接计算”是比较符合实际的。

3.3 诱发荷载的问题

为了解决在高支模过程中的诱发荷载问题,在目前可以采用文献E63中提到的以较为精确的静力学方法计算诱发荷载引起的瞬时结构应力。诱发荷载包括;安装偏差荷载,按竖向永久荷载的1%计算;安全荷载,按竖向永久荷载的2.5%计算;风荷载,分别作用在模板上和支撑系统上。

3.4 模板支架立杆计算长度取值的改进考虑高支撑架不利因素,采用的立杆计算长度为

LO=k1k2(k+2a)(3)

其中,k1为计算长度附加系数,按表1取值;k2为考虑搭设高度影响的立杆计算长度附加系数。

表1 立杆计算长度附加系数

利用(1)、(2)、(3)式计算比较:对支架立杆计算长度计算,若步距h=1.5 m,立杆横距L =0.8m,计算高度H。取12m,连墙件按三步三跨设置,a取为0.4 m,由文献[1]查得u=1.7m(双排架)则由(1)、(2)、 3)式分别得2.3 m、2.945 m、2.44 m,即立杆的计算长度为(2)> (3)>(1)。因此,为确保高大模板支撑安全建议用(2)、(3)式计算为好。并用其中的一个最大值进行立杆稳定计算。

3.5 消除立杆的偏心和进行剪刀撑设计计算

立杆的接头应采用对接,对于搭接方式由于搭接时存在偏心,对接立杆的承载力比搭接立杆的承载力高得多。荷重较大的高大模板支架采用双立杆和双横杆的搭设方案,水平横杆传给立杆的偏心荷载由于双立杆连接成整体后得到平衡,该组合立杆可用中心受压构件进行计算。

剪刀撑的设置不仅提高立杆的极限承载能力,并且是支架整体稳定性的重要保证。特别是支撑高度大于4.5 m 的高大支撑架,合理设置剪刀撑能有效防止泵送混凝土对模板支撑的冲击所造成的架体整体失稳,根据相关试验表明,合理设置剪刀撑的支撑体系其极限承载能力可提高17% ,因此,满堂的模板支承架应沿架体四周外立面满设竖向剪刀撑,竖向剪刀撑均由底至顶连续设置。支撑架较高时,为提高架体的整体刚度,在架体顶部、底部设扫地杆处、以及中部每隔4~6 m处必须设置满堂水平剪刀撑,剪刀撑必须与立杆相连接。由于文献[13中对支架剪刀撑设计计算未提出具体要求,但由于剪刀撑在支架支撑稳定中的重要作用,笔者建议对剪刀撑受力进行估算,同时需满足构造要求。对于高大模板支撑系统的水平剪刀撑加强层和垂直剪刀撑可参照文献[3]设置。

3.6 架体的结构组合问题

脚手架(包括模板支撑架,以下统称脚手架)的承载能力首先依靠于其结构计算简图,可以说,现在的任何建筑结构计算都不能免除这一环节。在绘制计算简图时,对杆件体系的连接点视为“铰接”还是“刚接”。在计算简图基础上,首先要解决其“几何构成”问题。其中最重要的是必须保持其静定或超静定,凡不能保持静定的,则架体不能承载。这些结构力学的基本原理可以说是指导脚手架技术的重中之重。在这些问题解决之后,才能进行杆件强度计算。而在杆件强度计算中,立杆作为受压杆件,其计算长度又成为问题的关键。由于脚手架杆件的截面是固定的,因而其长细比(Lo/i)就决定于Lo。此外长细比应当说有一个限值,也就是在钢结构规范中,稳定系数表中所列出的最大值250。凡长细比 大于250应当认为是超过限值而不能使用。

支架设计论文范文3

通用技术课堂如何从“技能”掌握转变为“素养”习得,是当前通用技术教师应该认真探讨的问题之一。技术理论课是技术试验课、绘图课、制作课的基础,是学生掌握系统设计思想和设计方法的前提,把握这一类型的课堂是上好通用技术课的关键。

1 技术理论型课堂的教学现状

由于学科的特殊性,以及人们长期以来思想观念等因素的影响,通用技术课一直被外界甚至部分通用技术教师误认为是手工操作课,而把当中的技术理论课看成是一般的讲授课,采用单向的讲授法,其课堂教学的一般模式如图1所示。

通用技术的理论知识非常丰富,这些理论知识都是学习通用技术的基础。如技术发展规律、技术的性质及影响、设计的基本方法和基础知识、设计的一般过程和设计中的技术语言等。为更顺利开展教学,教师一般采用单向的讲授法,力图将这些知识以最全面的方式展示给学生。但这一方法过分强调教师的主导作用,忽视了学生学习的积极性和主动性、学生的主体地位,也忽略了通用技术理论课的特殊性。因此,有必要以新的教育教学理念为指导,改变通用技术理论课课堂教学现状。

2 支架式教学的概述

支架式教学的最直接理论基础源于前苏联著名心理学家维果斯基的“最近发展区”理论。“支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学生对问题的进一步理解所需要的。为此,事先要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学生的理解逐步引向深入。”

依据支架式教学理念,首先将教学内容转化为一个需要学生探究的大问题/任务,在教学过程中再将这一大问题/任务转化为若干层层递进的子问题/任务。让学生根据提供的架构,从底层逐步开始建构自己的认知结构。每当解决1个子问题/任务的成果能够为下一阶段的问题支架服务。在此过程中,上一阶段的脚手架可以慢慢拆除,以此类推。

支架式教学一般由搭脚手架、进入情境、独立探索、协作学习和效果评价5个环节组成。其教学流程如图2所示。

结合通用技术学科特点以及本校学生的实际情况,在支架式教学理念指导下,将技术理论课课堂设计成以下5个模块。

2.1 “创设问题情境”模块

设计的思想与方法等内容是相对抽象的,教师可以从生活中的案例入手,创设学习情境,引出课题,并提出本节课需要解决的问题。

2.2 “启发引导”模块

此步骤主要为学生搭建问题支架,提供有效资源,形成一个概念框架,所以是开展支架式教学的关键。该模块在课后要求教师做好充分准备,对课堂要有整体把握,支架问题间要有区分度,同时又能较适宜地引导学生从一个阶段进入到更高的一个阶段的学习。而在授课过程中则要求教师在原有支架问题的基础上,能根据学生现场生成的问题来修改完善下一步的支架。

2.3 “自主探究”模块

此阶段是学生自主学习的关键阶段。为从引导探索逐渐过渡到学生的自主探究,依靠教师已经建好的问题支架结构,再结合学生原有的认知结构,不断解决问题,完善知识框架。

2.4 “合作建构”模块

技术理论课课堂虽然较枯燥,有较多的系统理论知识,但最终的目的并不在于对这些知识本身的认识与了解,而在于学生如何应用这些理论知识解决生活中的问题,加深对技术的理解。提升学生的技术素养。因此该环节十分重要,是学生在拆除脚手架后的主动建构知识框架和分享交流的环节,更能体现学生的主体地位。

2.5 “交流反馈”模块

这是支架学习的最后阶段。是学生自主学习、合作学习建构知识框架过程的交流、分享阶段。在互相交流评价的过程中不断修正完善知识架构。教师在此阶段可以主要通过提问的方式帮助学生进行归纳总结。

3 支架式教学在课堂中的应用案例

为更好阐释支架式教学在通用技术技术理论型课堂中的应用,以“必修一”第二章第二节“技术设计的原则”教学为例加以说明。

3.1 “创设问题情境”模块

首先展示两幅图片:魁北克大桥建筑结构图;魁北克大桥坍塌图。

提出两个问题:该桥为什么会非正常坍塌?在对桥梁进行设计时需要注意什么原则?

通过这个现实中常出现的问题,创设了生动情境,引出本节课的教学内容,在设计过程中需要遵循一定的原则。为了解决这一大问题,必须解决的支架问题有:为什么在设计中需要遵循相关原则,这些原则具体有哪些,在设计过程中如何应用这些原则。

3.2 “启发引导”模块

本环节的关键是给学生建立具体学习支架。首先以一个经典案例进行引导。展示方形西瓜图片,提问学生对方形西瓜的态度与看法,在学生对这种新型西瓜产生浓厚兴趣时建立第一个学习支架:为什么西瓜要变成方形。紧接着我让学生参考书本内容,并邀请不同的学生发表意见看法,让大家对方形西瓜遵循了什么样的设计原则进行思维的碰撞,建立第二个学习支架:方形西瓜主要体现了设计中需要遵循的经济性原则。最后让学生以小组形式展开讨论为什么要遵循经济性原则,建立第三个学习支架:应用该原则的意义。

通过这三个支架的架设以及层层递进,帮助学生深入理解经济性原则的内涵。从而为学习更多的设计原则做好铺垫,打好基础。

3.3 “自主探究——合作建构”模块

该环节主要在脚手架的支撑下形成对经济性的设计原则的理性认识,然后逐渐拆除脚手架,形成相关的自主学习其余的设计原则。

首先为学生准备好充足的素材,制作成学案,通过资料的阅读,既拓展了知识面,也为系统学习设计的原则提供生动的探究案例。

学生自主探究过后,还需要进行小组的讨论,通过讨论使知识更加丰满充实,以更好达到教学目标,建构知识框架。

3.4 “交流反馈”模块

反馈是教学的重要过程,而以往的课堂较多的把教师的总结归纳作为反馈,其实学生与学生间交流的反馈对提高学生学习积极性的作用更大。邀请小组上台汇报小组的思路和答案,并让其余小组对该组进行评价,完善该小组的系统框架。

在通用技术理论课课堂上运用支架式教学法,取得了较好的教学效果。基本摆脱了理论课课堂教师教—学生听的枯燥局面,给了学生更多主动参与学习的时间,成为课堂真正的主人。当然,支架式教学模式是一个不断完善的过程,有些方面还需要进一步细化,引导学生方向清晰地去解决一个个问题,优化学生的认知结构,帮助他们逐步扎实地达到最后的学习目标。

参考文献

[1]赵敏.支架式教学在信息技术操作型课堂中的应用研究[J].中小学信息技术教育,2011(7):100-101.

[2]王志忠.“支架式教学”在信息技术教学中的应用研究[J].中小学信息技术教育,2009(Z1).

[3]徐强.支架式教学和先行组织者教学的比较[J].科教导刊.2011(8).

支架设计论文范文4

[关键字]中心支撑钢框架;梁塑性转动;弹性分析

0 引言

延性较好的的建筑结构,在地震发生时会表现出优越的抗震性能,因此,为了保证结构的鲁棒性,有必要去估算结构构件是否满足延性需求。地震作用下,梁塑性铰先在梁弯矩较大的一端出现,随后在梁的另一端出现。而在有侧向支撑的钢框架结构中,由于侧向支撑摇摆效应的影响,会使与之相连的梁产生较大的塑性转动,所以有必要考察钢框架侧向支撑摇摆效应对梁塑性转动的影响。

构件的塑性转动需求可以通过非线性分析得出,然而,构件的设计强度由弹性分析决定。本文提出一种简化方法,可以在弹性分析结果上估算构件的塑性转动需求,从而为结构的塑性性能提供参考。

1 梁塑性转动的估计

有中心支撑的钢框架结构可以看成是纯钢框架结构附依在有支撑框架部分上,所以中心支撑钢框架的整移,可以拆分为纯钢框架结构产生的位移和支撑部分摆动效应产生的位移两部分。在考虑框架构件位移时,将梁两端简化为半钢支座。根据梁塑性铰的转动特征和发展过程,可以将需求转动分为两个阶段。

1.1第一阶段:梁一端端首先形成塑性铰

此处我们假定梁右端首先出现塑性铰。由图1(a)可以看到当梁右端形成塑性铰时的转角及弯矩值。此时,弯矩是线性分布的。所以可以将其拆分为两个两端由半钢支座约束的梁模型,其附加弯矩分别为一梁左端 和一梁右端屈服后弯矩 。

根据材料力学公式,可得两端固结简支梁模型的剪力、弯矩、转角。

1.3框剪结构摆动效应产生的位移

2 算例与模拟对比分析

图3表示了一榀6层3跨中心支撑框架,跨度为9000、9000、12000,层高4200。1~4层边柱采用H-424*400*20*32,中柱采用H-440*400*25*40,5~6层边柱和中柱分别为H-400*400*11*18,H-400*400*13*16,边梁截面采用H-500*300*10*20,中间梁截面采用600*300*10*16。右边框支撑采用H-350*250*10*16。有支撑的边跨梁与左边两跨框架结构刚性连接。重力荷载代表值的分布如图4所示。

假定梁的临界截面和塑性铰产生于距节点表面100mm+0.5塑性铰区长度的位置。梁端采用M3铰,柱采用PMM铰。右边跨释放铰支端扭矩T,弯矩M22及弯矩M33[3]。本文采用SAP2000进行pushover静力弹塑性分析,分析结果如图5所示,理论计算结果与数值模拟结果吻合度良好。

3 结论

对于高级的抗震计算和设计,需要准确地去估算构件的塑性变形和层间位移角。现有的抗震设计方法使用复杂的非线性分析去估算梁、柱、墙的塑性转动,然而,在初步设计中难以使用非线性分析。本文基于弹性分析的结果,提出了一种可以估算梁塑性转动需求的简化方法,梁的塑性转动需求按层间位移角来表达,从而可应用于按强柱弱梁和强节点设计的钢框架,计算的塑性转动和非线性分析结果吻合度良好。

参 考 文 献

[1] Roger L.Brockenbrough,Frederick S.Merritt,et al .美国钢结构设计手册[M].上海:同济大学出版社,2006:102-107

支架设计论文范文5

关键词:满堂支架 设计 验算 施工 技术要点

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

满堂支架施工是梁体现浇施工中较为成熟的一种工艺,具有造价相对较低、操作方便灵活、适应性强、占用施工场地少、节约制架设备投资等特点,对于保证质量、提高工效十分有利。以下内容即为结合实际工点阐述的满堂支架施工工法。

工程概况

洪富中桥为谷架旱桥,为跨越山间谷地而设,桥址处植被茂密,无大型水沟,河流。根据现场地形及设计要求,洪富中桥1-24+1-32m简支梁采用支架法现浇。本简支箱梁截面类型均为单箱单室等高度简支箱梁,梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。设计线间距为5.0m,梁体中心梁高为3.05m,防护墙内侧净宽8.8m,箱梁顶桥宽为12.0m,桥梁建筑总宽12.28m。

满堂支架设计及验算

2.1 支架设计要求

(1)支架结构必须有足够的强度、刚度、稳定性。

(2)支架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内。

(3)支架部分地基的沉降量控制在5mm以内,地基承载(压)力达200kPa。(支架设计完后进行验算)

(4)支架顶面与梁底的高差应控制在理想值范围内,且应与预留拱度通盘考虑。

2.2支架搭设设计

测量人员根据原地面标高及梁底标高计算满堂支架高度及硬化混凝土基础顶面标高,然后根据原地面地质情况确定换填碎石垫层厚度,换填并碾压密实,并对地基承载力及地基沉降进行检测和检算,确保地基具有良好的承载力,满足施工荷载下地基承载检算要求,通过检算地基承载力不得小于200KPa;然后在经过处理压实平整的地基上浇筑30cm厚C20混凝土作为支架基础。搭设WDJ碗扣式多功能钢支架,横桥向方向,梁体腹板下支架间距为30cm,其余为60cm;顺桥向方向,支架间距为60cm,步距0.6m。支架四周设剪刀撑,内部沿桥梁纵向每4排立杆搭设一排横向剪刀撑,支架高度通过可调托座和可调底座调节。

图1 支架验算单元图

2.3支架结构检算

根据碗扣式支架的布置方案,采用WDJ碗扣式多功能钢支架,对其刚度、强度、稳定性必须进行检算。钢管的内径Ф41mm外径Ф48mm。

断面积

转动惯量

回转半径

截面模量

钢材弹性系数

钢材容许应力

2.3.1 一般截面箱身支架结构验算

荷载计算及荷载的组合

A、钢筋混凝土梁重:(钢筋混凝土梁重量按26kN/m3计算)

B、支架模板重

① 模板重量:(内模未计)

(钢模重量按82.64kN/m3计算)

② I20工字钢重量:

(工字钢重量按31.54KG/m计算)

③ 方木重量:

(方木重量按8.33KN/m3计算)

④ 支架重量:

根据现场情况按3米高支架进行检算。

(《JGJ166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》说明3m立杆重量16.84kg、0.6m横杆重量2.82kg)

C、人员及机器重

(《JGJ166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》)

D、振捣砼时产生的荷载

( 《JGJ166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》)

E、倾倒混凝土时冲击产生的水平荷载

(采用汽车泵取值3.0KN/m2)

前载组合:

按照最不利位置计算单元1中单根立杆受力:

2.3.2立杆强度及稳定性验算

(1)、立杆强度验算

式中:安全系数;支架钢管设计抗压强度;钢管有效截面积;计算单元对立杆的压力。

参见《路桥施工计算手册》。

(2)立杆稳定验算

,由《路桥施工计算手册》查得

结论:立杆满足强度及稳定性要求。

2.3.3 纵向方木强度和刚度验算

支架中采用90×90mm纵向方木,间距0.25m,验算时按简支梁计算。

A、纵向方木强度验算

式中:—方木设计抗弯强度,;

—方木截面抵抗矩;

—方木所受弯矩;

B、纵向方木刚度验算

式中:—方木挠度;

结论:纵向方木满足强度和刚度要求。

2.3.4 整体验算检验:

查图纸得出,每跨现浇箱梁钢筋混凝土V=334.3m3,

按箱梁底部支架承重计算:整个支架系统承重为: KN

安全系数k=3.4也满足施工要求。

结论:以上模板、支架及支架基础处理能满足32m简支箱梁的施工要求。

满堂支架施工

3.1 原地面处理

根据设计提供地质资料结合我分部施工期间现场勘探,现浇梁地质无不良软弱地质,也无岩溶发育区段,在回填碎石土前需要采用挖机进行清除地表虚碴,清除墩或台间表层耕植土、有机土等杂物,当纵横向地面坡度变化时,做成高1.2m,宽2m台阶,确保边坡稳定。

3.2回填

地面处理完毕,报验合格后,采用碎石土回填,回填最大粒径不宜超过15cm,采用YZ-20JC压路机分层碾压,底层按厚度不大于50cm控制,压实系数不得小于0.8,面层1m内深范围按虚铺厚度35cm控制,压实系数应大于0.9。

3.3地面硬化处理

基底处理好后压实度和地基承载力检测合格后,浇筑30cm厚C20混凝土基础。地面横向坡度按水平考虑,纵向坡度按线路坡度设置,以便于顶底托的调节。硬化宽度为梁边线外侧1.5m。

3.4排水系统

为了有效及时排出地表水,在硬化边纵向两侧开挖40×30cm的排水沟,排水沟采用M10砂浆铺底,厚10cm,排水沟分段开挖形成坡度,低点开挖集水坑以便排水。

3.5 施工技术交底

支架搭设前工程技术负责人应按已批准的支架搭设方案的要求对搭设和使用人员进行技术和安全交底。

3.6 测量放样

测量人员用全站仪放样箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上四周轮廓标志线,现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的纵、横向中心线,同样用白灰线做上标记。再根据中心线分别向前后及左右对称布设碗扣支架立杆处可调底座坐标位置。

3.7布设立杆可调底座

根据立杆位置布设可调底座,挂线控制线形、标高,放置平整、牢固,底部无悬空现象。

3.8碗扣支架安装

根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装立杆(先长后短)、横杆。不同规格长度的立杆要交错布置,一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后,安装斜杆,保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接,安装时尽量布置在框架结点上。底层水平框架的纵向直线度应≤L/200;横杆间水平度应≤L/400。支架全高的垂直度应≤L/500,最大允许偏差应小于100mm。

3.9可调托撑安装

为便于在支架上高空作业,安全省时,可在地面上大致调好可调托撑伸出量,再运至支架顶部安装。根据梁底高程变化决定顺桥向控制断面间距,横桥向设左、中、右三个控制点,精确调出可调托撑标高。然后用明显的标记标明可调托撑伸出量,以便校验。最后再用拉线内插方法,依次调出每个可调托撑的标高,可调托撑伸出量一般控制在30cm以内为宜。

3.10支架的检查和验收

(1)支架检查的重点内容为:

① 保证架体几何不变形的斜杆、十字撑等设置是否完善;

② 基础是否有不均匀沉降现象,立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况;

③ 立杆上碗扣是否可靠锁紧;

④ 立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度;

(2)支架应随施工进度定期进行检查,达到设计高度后进行全面的检查和验收。

(3)停工超过一个月恢复时应进行检验。

(4) 支架验收时,应具备下列技术文件

① 施工组织设计及变更文件;

② 专项施工设计方案;

③ 周转使用的支架构配件使用前的复验合格记录;

④ 搭设的施工记录和质量检查记录;

(5)验收合格后,应对支架进行等荷载预压后,方可投入使用。

3.11纵横梁及外模安装

可调托撑标高调整完毕后,在其上安放I20a工字钢横梁,采用9cm×9cm方木置于工字钢上作小楞,作为模板支撑。

结论

本文结合满堂支架设计与施工经验,对现浇箱梁满堂支架的施工技术作了阐述。实践表明,采用进行满堂支架的施工技术,不仅克服了施工现场的各种困难,使工程质量和工程进度得到了保证,而且使得箱梁无错位、无裂缝,颜色一致,顺畅美观,保证了箱梁的刚度和稳定性要求。

参考文献:

[1] 赵志缙,应惠清主编《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008) 2004

[2] 周水兴,何兆益等主编《路桥施工计算手册》 人民交通出版社2001

[3] 《无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁(双线)》(通桥(2008)2322A-Ⅵ)

[4] 范钦珊主编 《材料力学》高等教育出版社2006

支架设计论文范文6

现场安装调整很不方便的缺点。本论文对蝶形弹簧支吊架进行设计说明,主要完成以下内容:介绍弹簧支吊架在国内的使用情况,本着节能环保的目的提出改进弹簧支吊架的必要性。说明自限式弹簧支吊架的主要部分以及工作原理,明确了设计改造自限式弹簧支吊架的重要性。

关键词:自限式弹簧支吊架设计 支吊架 集锁紧系统 限位系统。

根据国家可持续发展规划要求,在生产生活中都要努力降低能源消耗和降低废气物等对环境污染。

市场前景广阔。自限式弹簧支吊架主要用于锅炉本体、电厂的汽、水、烟、风四大管道,化工设备及管道以及燃烧器的悬吊部分,产品主要用于国内外各大石油化工产区、电厂,其中国内用于整个油田市场年建安生产产值总量在600亿左右,且年需求量正在以20%的速度递增。项目产品主要为中、外石油及石化产业相关装置配套,随着“中石油”、“中石化”在海外业务快速拓展,产品销售前景广阔。

1、行业经济运行情况

2003 年我国支吊架行业总产值为200亿元,2012年,中国支吊架产业继续速迅猛发展,支吊架行业总体经济效益均稳步上涨。全行业销售收入600亿元,同比增长90.4%;

单位:万元

中国的管道支吊架产业,它既不是“朝阳产业”,也不是“夕阳产业”,而是与人类共存的永恒产业,且在中国还是一个不断发展的产业。20世纪80年代以后,中国的经济发生了突飞猛进的变化,管件行业更加突出,全国管道支吊架制造厂家近千家,并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力,产品的技术性能已接近发达国家水平。管道支吊架是经济发展时代不可缺少的商品,未来将如何发展,是非常值得研究的。

中国管道支架制造业取得了长足的进步,目前已可以生产多种不同规格,品种的管道支吊架,已成为当今世界管道支吊架生产和使用最多的国家。同时,轻工纺织、能源化工、电力等支吊架相关产业的迅速发展给支吊架行业带来了广阔的发展空间和发展动力。

2、行业生产技术情况

国内生产普通支吊架的的企业很多,主要有大庆油田装备制造公司等企业。现有的弹簧支吊架是按GB10182-88及华东电力设计院,西北电力设计院的技术标准等设计制造。由于使用了圆柱螺旋弹簧支吊架体积大,重量重,特别是对于一些大载荷、小位移要求的场合,用传统的支吊架,不但材料难以组织、国内工艺加工水平很困难,而且成本很高、重量重,结构不尽合理,现场安装调整很不方便。而自限式弹簧支吊架架克服了上诉缺点,在应用范围、生产效率、生产成本上有绝对优势。

管道在工作状态下承受的应力分为一次应力和二次应力。一次应力是指管道在内压、自重和其它持续外载(包括支吊架反力等)作用下所产生的应力;二次应力是指管道在热胀、冷缩或其它位移受约束时产生的应力。

自限式弹簧支吊架克服了以往的不足,满足外部及内部的力或力矩的平衡法则。自限式弹簧支吊架集锁紧系统、限位系统及防护系统于一体,便于现场安装位、维护及调试。考虑了一次应力的特点是没有自限性的缺陷,使管道在使用过程中不会受压变形。同样,自限式弹簧支吊架也充分对管道使用时易受到二次应力的破坏进行了解决。采用绝热管托同时具有隔热、保冷和承重的双重作用,它采用保温垫层和保冷垫层,有效地解决了管道的热量损失和冷量损失的问题,从而保证了管道热介质和冷介质的安全运行,与非绝热管托相比可节能70%。

产品结构、制造工艺流程

2.1产品结构

自限式弹簧支吊架按其结构分为:管部、根部结构件、功能件及连接件。功能件主要包括恒力弹簧支吊架、可变弹簧支吊架、液压阻尼器等。

图1自限式弹簧支吊架结构件图

2.2 制造工艺流程

详见图2 制造工艺流程图

结论:

本文在自限式弹簧支吊架的设计上,采用蝶形弹簧 ,自限式弹簧支吊架集锁紧系统、限位系统及防护系统于一体,便于现场安装位、维护及调试;可在高温和恶劣工作条件下工作;在承受冲击作用时固有频率基本保持不变,且在大冲击负载作用产生共振时,具有限制系统响应振幅的功能;具有低频特性并可承受超载;结构紧凑。整个机构的厚度尺寸方面,其尺寸更小,减小了体积、减轻了重量,降低了成本并且可使用于很多空间的夹紧的装置。通过试验校核可知:设计结果能够以自限式弹簧支吊架为研究对象,设计的重点是自限式弹簧支吊架,将所学专业的理论知识与实际机械的设计相结合,通过对自限式弹簧支吊架的结构分析,设计自限式弹簧支吊架总体结构及各组成零件。该设计满足工作要求。

图2

参考文献:

[1]JB/T8130.1-1999 恒力弹簧支吊架 上海发电设备成套设计所 中国机械工业出版社

[2]HG/T20644-1998 变力弹簧支吊架