施工方案中力学计算的应用.doc

施工方案中力学计算的应用 葛涛 李振华 靳景润 （中国水利水电第四工程局有限公司） 摘要：对于重要的分部分项工程、典型的施工工序，施工中技术难度要求高的关键部位、关键工序,需要分别编制专项施工方案，审批上报，施工方案中涉及到结构安全的部分，还需要进行力学计算或力学验证，技术方案中力学计算部分编制难度高，需要有扎实的力学基础知识，丰富的现场施工经验。现对编制、审批完成的施工方案，其中涉及到力学计算的方案，举1个实例，通过例子进行介绍，论述编制施工方案时，如何应用力学计算。 关键词：施工方案 力学计算 建模 规范值 施工方案中的力学计算应用过程，分以下几个步骤来实现，现详细介绍如下：施工方案初步确定以后，首先，要查明支撑构件所受的各种荷载，并区分哪些是静荷载，哪些是动荷载；其次，根据设计、施工经验确定支撑形式，支撑材料，支撑材料的规格，间距等；第三步，把现实问题中荷载、承载力转化为典型的力学模型，如板、梁、柱、排架、拉力绳等，把三维空间问题转化为二维平面问题，建立力学模型进行计算验证，也可以借助力学求解器等设计软件帮助分析；第五步，选用相应的设计规范，查阅设计规范值，验证第四步力学分析的结果是不是都在规范的要求范围之内；第六步，验证结果是否满足设计规范要求，若满足规范要求，说明方案可行，若安全储备值很大，说明方案还可以通过优化，降低成本，若不满足规范要求，说明方案满足不了安全要求，必须调整，使方案调整后满足规范要求，通过以下这个工程应用实例，介绍上述力学应用过程步骤。 施工方案应用实例：青海省海东高铁新区A-3小区施工过程中，施工建筑材料垂直运输施工方案中，采用塔基运输，塔基把建筑材料运到每一层楼的卸料平 作者简介：葛涛 男（1974～） 工程师 中国水电四局第四分局海东高 铁新区项目部 常务经理 李振华 男（1979~） 工程师 中国水电四局第四分局海东高铁新区项目部 副总工 靳景润 男（1987~） 助工师 中国水电四局第四分局海东高???新区项目部 技术员 台上，通过卸料平台进入各楼层。由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大，悬空高度超高，并且需要长期使用，失事后对工程安全影响巨大，因此必须对卸料平台进行详细设计并进行力学计算和力学验算。 第一步，查明支撑构件所受的各种荷载参数 脚手板：木脚手板，脚手板自重标准值(kN/m2)：0.35； 栏杆、挡板类别：栏杆竹笆片，栏杆、挡板脚手板自重标准值(kN/m2)：0.15； 施工人员等活荷载(kN/m2):2.00，最大堆放材料荷载(kN):7.00。 第二步，根据设计、施工经验确定支撑形式，支撑材料，支撑材料的规格，间距等参数 1.悬挑参数 内侧钢绳与墙的距离(m)：1.8m，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：2m； 上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m)：5.8m； 钢丝绳安全系数K：7.50，悬挑梁与墙的接点按铰支计算； 2.水平支撑梁 主梁槽钢型号：16号槽钢 ；次梁槽钢型号：10号槽钢槽口水平 ； 次梁槽钢间距(m)：0.8m，最里端次梁与墙的最大距离(m)：1.1m。 3.卸料平台参数 水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：4.3m，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：1.00； 平台计算宽度(m)：2.5m。 4.卸料平台搭设样式图 第三步，把现实问题中荷载、承载力转化为典型的力学模型，如板、梁、柱、排架、拉力绳等，把三维空间问题转化为二维平面问题，建立力学模型 卸料平台空间受力状态可以转化为如下力学模型：平台内脚手板（包括板自重）所受荷载，传递到 10号槽钢上，10号槽钢是受均布荷载的一个简支梁；槽钢通过两端支座把荷载传递到两侧16号槽钢上，16号槽钢是受点荷载的多跨连续外伸梁；16号槽钢通过绳子的拉力，墙内的，锚固把荷载传递给拉力绳和一端的墙壁，拉力绳承受拉力，这就是卸料平台的受力状态，建模完成。 第四步，运用理论力学，材料力学，结构力学等经典力学方法对力学模型进行计算验证，也可以借助力学求解器等设计软件帮助分析 1、次梁的验算 次梁选择 10号槽钢槽口水平 ，间距1.20m，其截面特性为： 面积 A=12.74cm2； 惯性距 Ix=198.30cm4； 转动惯量 Wx=39.70cm3； 回转半径 ix=3.95cm； 截面尺寸：b=48.0mm, h=100.0mm, t=8.5mm。 1.1、次梁受力分析 (1)脚手板的自重标准值：采用木脚手板