深水导管架湿拖稳性及阻力计算分析
58卷增刊1
2017年11月SHIPBUILDING O F CHINA
中 国造船Vol.58 Special 1 Nov . 2017文章编号：1000-4882 (2017) Sl -0252-06
深水导管架湿拖稳性及阻力计算分析
于文太，梁学先，李可，江锦，何敏
(海洋石油工程股份有限公司安装公司，天津300452)
摘 要
论文以南海某深水导管架为例，应用MOSES 软件对导管架湿拖状态下的完整稳性和浮态进行了评估校
核，同时对导管架湿拖时的阻力进行了分析，并验证了经验公式的准确性和适用性，为导管架的湿拖阻力评
估提供了设计参考。
关键词：导管架；湿拖；完整稳性；阻力
0引言
深水导管架一般采用滑移下水方式，然后由拖轮和主作业船拖拉至安装厂址进行扶正、座底等一 系列后续作业。在风、浪、流等环境载荷的影响下，导管架受力复杂，其必须具备足够的浮态和稳性 以满足作业需求，同时，湿拖拖力的大小对湿拖方案的确定和拖缆的选型也具有重要的指导作用。
为了得到较为准确的湿拖阻力，一般可采用水池模型试验，但该方法存在费用高以及耗时长的缺点。 在实际工程中，浮式结构物如船体等拖航一般依据规范进行拖航阻力计算[1]，但规范对导管架类型的桁 架结构没有说明，因此，导管架拖航阻力通常根据经验公式粗略估算得出，存在很大的不确定风险。
本文以南海某导管架为例，应用水动力分析软件M O S E S 详细分析了导管架因风、浪、流等环境 荷载引起的阻力，并印证了经验公式结果的准确性和适用性，为确保湿拖过程的安全性和可靠性提供 了理论依据，导管架湿拖示意图参见图1。
中图分类号：U 675.93文献标识码：A
图1
导管架湿拖示意图
(完整word版)流体阻力系数
流体阻力系数 一个物体在流体（液体或气体）中和流体有相对运动时，物体会受到流体的阻力。阻力的方向和物体相对于流体的速度方向相反，其大小和相对速度的大小有关。 在相对速率v 较小时，阻力f的大小与v 成正比： f = kv 式中比例系数k 决定于物体的大小和形状以及流体的性质. 在相对速率较大以致于在物体的后方出现流体漩涡时,阻力的大小将与v平方成正比。对于物体在空气中运动的情形,阻力 f = CρAv v/2 式中，ρ是空气的密度,A 是物体的有效横截面积，C 为阻力系数。 物体在流体中下落时，受到的阻力随速率增大而增大，当阻力和重力平衡时，物体将以匀速下落。物体在流体中下落的最大速率称为终极速率，又称为收尾速率。对在空气中下落的物体，它的终极速率为： 如图
关键字：2.2.4 流体流动阻力的计算 流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。 化工管路系统主要由两部分组成，一部分是直管，另一部分是管件、阀门等。相应流体流动阻力也分为两种： 直管阻力：流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力； 局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力。 1. 流体在直管中的流动阻力 如图1-24所示，流体在水平等径直管中作定态流动。 在1-1′和2-2′截面间列柏努利方程， 因是直径相同的水平管， 若管道为倾斜管，则 由此可见，无论是水平安装，还是倾斜安装，流体的流动阻力均表现为静压能的减少，仅当水平安装时，流动阻力恰好等于两截面的静压能之差。 把能量损失表示为动能的某一倍数。 令 则（2-19） 式（2-19）为流体在直管内流动阻力的通式，称为范宁（Fanning）公式。式中为无因次系数，称为摩擦系数或摩擦因数，与流体流动的Re及管壁状况有关。 根据柏努利方程的其它形式，也可写出相应的范宁公式表示式： 压头损失（2-20） 压力损失 (2-21) 值得注意的是，压力损失是流体流动能量损失的一种表示形式，与两截面间的压力差意义不同，只有当管路为水平时，二者才相等。 应当指出，范宁公式对层流与湍流均适用，只是两种情况下摩擦系数不同。以下对层流与湍流时摩擦系数分别讨论。 （1）层流时的摩擦系数 流体在直管中作层流流动时摩擦系数的计算式： （2-22） 即层流时摩擦系数λ是雷诺数Re的函数。 （2）湍流时的摩擦系数
桥梁支架计算书
**高速公路（贵州境）***合同段 **分离式桥现浇箱梁支架计算书 编制： 复核： 审核： *********有限公司 年月日
**分离式立交桥现浇箱梁支架计算书 一、计算依据： 1、《路桥施工计算手册》； 2、《材料力学》； 3、《结构力学》； 4、《**高速公路两阶段施工图设计变更设计》 二、工程概况： **分离式立交桥为连接原有道路的主线跨线桥，上部结构跨径组合为：2×30m，桥宽5.5m；采用单箱单室截面，梁高150cm，箱梁采用满堂支架现浇施工。 梁体范围内地面为煤系地层，施工满堂支架时需将地面压实，上铺石粉或浇筑混凝土进行找平，支架底托下垫10cm×15cm方木，顶托上纵向铺工字钢，横向铺设10cm×10cm方木。 一、底板纵向分配梁的计算 现浇箱梁跨径组合为2×30m，由于箱梁整体为对称结构，因此计算时纵向只需考虑2个截面即可，及跨中和梁端（见图）。横向分为中间部分、腹板部分和翼板部分，翼板部分荷载较小，不予考虑。采用容许应力计算不考虑荷载分项系数，为了支架安全，总体考虑1.3倍的安全系数进行计算。
根据《路桥施工计算手册》查得，钢材的力学指标取下值： []σ145Μpa =，[]85pa τ=M ，52.110pa E =?M 。 纵梁选用10号工字钢，设计受力参数为： W=49.0cm 3，I=245.0cm 4，S=28.2cm 3，d=0.45cm 一、验算截面分析 我们根据箱梁截面，初步选定支架的纵向间距为90cm ，横向间距为60cm 。根据梁体截面分析，梁端截面为支架受力的最不利截面，因此只需要计算梁端截面处支架的受力情况即可。具体截面如下： 二、计算 支架纵向间距为90cm 处的分配梁计算 梁端截面
满堂支架计算
精心整理 满堂支架计算 1、荷载计算 根据支架布置方案，采用满堂支架，对其刚度、强度、稳定性必须进行检算。 钢管的内径Ф41mm 外径Ф48mm 、壁厚3.5mm 。 截面积 转动惯量 1A W 砼B ((C 、人员及机器重 W=1KN/m 2(《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 W=2KN/m 2(《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荷载 W=3KN/m 2(采用汽车泵取值3.0KN/m 2) F 、风荷载 W 模板W 方木22222893.44)1.48.4(14.34/)(cm d D A =÷-?=-=π2/144444187.1264)1.48.4(14.364/)(cm d D J =÷-?=-=π2/12.0105.33 .01m kN kg W =??=钢管
按照《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》，风荷载W k =0.7u z u s W o 其中u z 为风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》取值为1； u s 为风荷载体型系数，按照《建筑结构荷载规范》取值为0.8； W o 为基本风压，按照贵阳市市郊离地高度5m 处50年一遇值为0.3KN/m 2。 风荷载W k =0.7×1×0.8×3=1.68KN/m 2 由风荷载产生立杆弯矩值： 式中： w M k ωα0l 22.1(1)βγW E N ——欧拉临界力； (2)立杆稳定验算 结论：立杆满足强度及稳定性要求。 (3)横向钢管（次楞）强度和刚度验算 次楞荷载组合N=1.2×（27.2+0.4）+0.9×1.4×（1+2+3+1.68）=42.8KN/m 2 按照次楞最不利位置0.3m 间距布置，单根次楞荷载q=42.8×0.3=12.8KN/m A 、横向钢管抗弯强度验算 []MPa f MPa 1704.761712.278.0108.515.12.019.01089.4728.0102.2743=≤=?-????+???=-）（σ
满堂脚手架设计计算法(最新)
满堂脚手架设计计算方法 钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）、 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(2006年版)(GB 50009-2001)等编制。 一、参数信息: 1.脚手架参数 计算的脚手架为满堂脚手架， 横杆与立杆采用双扣件方式连接，搭设高度为4米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距l a= 1.20米，立杆的横距l b= 1.20米，立杆的步距h= 1.50米。 采用的钢管类型为Φ48×3.5。 横向杆在上，搭接在纵向杆上的横向杆根数为每跨2根 2.荷载参数砼板厚按均布250mm计算 2400X0.25X1=6.0KN/mm2 施工均布荷载为6.0kN/m2，脚手板自重标准值0.30kN/m2， 脚手架用途:支撑混凝土自重及上部荷载。 满堂脚手架平面示意图
二、横向杆的计算: 横向杆钢管截面力学参数为 截面抵抗矩 W = 5.08cm3； 截面惯性矩 I = 12.19cm4； 横向杆按三跨连续梁进行强度和挠度计算，横向杆在纵向杆的上面。 按照横向杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向长杆的最大弯矩和变形。 考虑活荷载在横向杆上的最不利布置(验算弯曲正应力和挠度)。 1.作用横向水平杆线荷载 (1)作用横向杆线荷载标准值 q k=(3.00+0.30)×1.20/3=1.32kN/m (2)作用横向杆线荷载设计值 q=(1.4×3.00+1.2×0.30)×1.20/3=1.82kN/m 横向杆计算荷载简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩为 M max= 0.117ql b2= 0.117×1.82×1.202=0.307kN.m σ = M max/W = 0.307×106/5080.00=60.49N/mm2 横向杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度为 V=0.990q k l b4/100EI = 0.990×1.32×12004/(100×2.06×105×121900.0) = 1.079mm 横向杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求! 三、纵向杆的计算:
管道阻力损失计算
管道的阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。 图6-1-1 直管与弯管 （一）摩擦阻力 1．圆形管道摩擦阻力的计算 根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： （6-1-1） 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为： （6-1-2） 圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为： （6-1-3） 以上各式中 λ——摩擦阻力系数；
v——风秘内空气的平均流速，m/s； ρ——空气的密度，kg/m3； l——风管长度，m； Rs——风管的水力半径，m； f——管道中充满流体部分的横断面积，m2； P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m； D——圆形风管直径，m。 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用： （6-1-4） 式中K——风管内壁粗糙度，mm； D——风管直径，mm。 进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度 v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。当实际使用条件下上述条件不相符时，应进行修正。 （1）密度和粘度的修正 （6-1-5） 式中Rm——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m； Rmo——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m； ρ——实际的空气密度，kg/m3； v——实际的空气运动粘度，m2/s。
扣件式钢管模板支架的设计计算
扣件式钢管 模板支架的设计计算 ××省××市××建设有限公司 二O一四年七月十八日
前言 近几年，国内连续发生多起模板支架坍塌事故，尤其是2000年10月，南京电视台新演播大厅双向预应力井式屋盖混凝土浇筑途中，发生了36m高扣件式钢管梁板高支撑架倒塌的重大伤亡事故。从此以后,模板支架设计和使用安全问题引起了人们的高度注意。 虽然采用钢管脚手架杆件搭设各类模板支架已是现代施工常用的做法，但由于缺少系统试验和深入研究，因而尚无包括其设计计算方法的专项标准。几年来，钢管模板支架和高支撑架(h≥4m的模板支架)，均采用《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）（以下简称《扣件架规范》）中“模板支架计算”章节提供的有关公式及相应规定来进行设计计算的，但是惨痛的“事故”教训和深入的试验研究，已经充分揭示了《扣件架规范》中“模板支架计算”对于高支撑架的计算确实尤其是存在重要疏漏，致使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。 在新规范或标准尚未颁布之前，为了保证扣件式钢管梁板模板支架的使用安全，总工室参考近期发表的论文，论著以及相关的技术资料，收集整理了有关“扣件式钢管梁板模板支架”的设计计算资料，提供给公司工程技术人员设计计算参考使用；与此同时，《扣件架规范》中“模板支架计算”的相关公式、计算资料，相应停止使用。 特此说明！ 总工程师室 二O一四年七月十八日
目录 CONTENTS 第一节模板支架计算………………………………………………1-1 第二节关于模板支架立杆计算长度L有关问题的探讨……………2-1 第三节模板支架的构造要求…………………………………………3-1 第四节梁板楼板模板高支撑架的构造和施工设计要求……………4-1 第五节模板支架设计计算实例………………………………………5-1 第六节附录：模板支架设计计算资料………………………………6-1 [附录A]扣件式钢管脚手架每米立杆承受的结构自重、常用构配件与材料自重[附录B]钢管截面特性 [附录C]钢材的强度设计值 [附录D]钢材和钢铸件的物理性能指标 [附录E]Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数 [附录F]立杆计算长度L修正系数表
现浇箱梁支架计算书-(midas计算稳定性)
温州龙港大桥改建工程 满堂支架法现浇箱梁设计计算书 计算： 复核： 审核： 中铁上海工程局 温州龙港大桥改建工程项目经理部 2015年12月30日
目录 1 编制依据、原则及范围·············- 1 - 1.1 编制依据·················- 1 - 1. 2 编制原则·················- 1 - 1.3 编制范围·················- 2 - 2 设计构造···················- 2 - 2.1 现浇连续箱梁设计构造···········- 2 - 2.2 支架体系主要构造·············- 2 - 3 满堂支架体系设计参数取值···········- 8 - 3.1 荷载组合·················- 8 - 3.2 强度、刚度标准··············- 9 - 3.3 材料力学参数···············- 10 - 4 计算·····················- 10 - 4.1 模板计算·················- 11 - 4.2 模板下上层方木计算············- 11 - 4.3 顶托上纵向方木计算············- 13 - 4.4 碗扣支架计算···············- 14 - 4. 5 地基承载力计算··············- 18 -
温州龙港大桥改建工程 现浇连续梁模板支架计算书 1 编制依据、原则及范围 1.1 编制依据 1.1.1 设计文件 （1）《温州龙港大桥改建工程两阶段施工图设计》（2013年8月）。 （2）其它相关招投标文件、图纸及相关温州龙港大桥改建工程设计文件。 1.1.2 行业标准 （1）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）。 （2）《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ166-2008。 （3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）。 （4）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ130-2011。 （5）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001。 （6）《竹胶合板模板》（JG/T156-2004）。 （7）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2008）。 （8）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。 （9）《路桥施工计算手册》（2001年10月第1版）。 1.1.3 实际情况 （1）通过对施工现场的踏勘、施工调查所获取的资料。 （2）本单位现有技术能力、机械设备、施工管理水平以及多年来参加公路桥梁工程建设所积累的施工经验。 1.2 编制原则 （1）依据招标技术文件要求，施工方案涵盖技术文件所规定的内容。
侧墙模板支架稳定性验算
侧墙模板支架稳定性验算： （1）最大侧压力计算 F=0.22γct0β1β2ν1/2 F=γcH 按上二式计算，并取二式中的较小值。 F=0.22γct0β1β2ν1/2=0.22×25×（200/28+15）×1.2×1.15×21/2=0.22×25×4.65×1.2×1.15×1.414=49.91KN/m2 砼侧压力的计算高度高度取5.6m(取最大值) F=γcH=25×5.6=140 KN/m2 按取最小值，故最大侧压力为49.91KN/m2 （2）有效压头高度 h=F/γc=49.91/25=1.996m （3）荷载组合 1.2×（4.991+0.4）+1.4（0.3+0.4）=7.45t/m2 （4）支架布置 取柱网0.6m×0.6m(纵向×横向)，横杆步距为0.8m，则每根立杆受力：0.6m×0.6m/根×7.45t/m2×2=5.36t/根=107.41N/mm2。（两侧墙同时对称浇筑） （5）立杆的稳定性验算 N/ΨA≤f Ψ=N/Af=53600/(391×205)=0.668 按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130—2001附录C查得长细比λ=89 钢管的回转半径i=1/4√(D2+d2)=16mm Ψ为轴心受压构件稳定系数 由λ=L0 /i可得立杆的允许长度即横杆的步距L0 =λi=89×16=1424mm 所以横杆的步距选择为0.8m满足要求。 （6）模板计算 侧墙面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力，取单位宽度0.6m的面板作为计算单元。 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为： W=60×1.82/6=32.4cm3； I=60×1.83/12=29.16cm4； 模板面板的按照三跨连续梁计算（@200mm）。 1）强度计算 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下: M=0.1×7.45×0.22=0.0298t.m； 面板最大应力计算值σ=29800/32400=0.920N/mm2； 面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2； 面板的最大应力计算值为0.920N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2，满足要求。2）挠度计算 挠度计算公式为 1 / 2
立杆稳定性计算
立杆的稳定性计算: 1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中N ——立杆的轴心压力设计值，N=14.35kN； ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i 的结果查表得到0.26； i ——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 ——计算长度(m),由公式l0 = kuh 确定，l0=2.60m； k ——计算长度附加系数，取1.155； 1）对受弯构件： 不组合风荷载 上列式中S Gk、S Qk——永久荷载与可变荷载的标准值分别产生的力和。对受弯构件力为弯矩、剪力，对轴心受压构件为轴力； S Wk——风荷载标准值产生的力； f——钢材强度设计值； f k——钢材强度的标准值； W——杆件的截面模量；
φ——轴心压杆的稳定系数； A——杆件的截面面积； 0.9，1.2，1.4，0.85——分别为结构重要性系数，恒荷载分项系数，活荷载分项系数，荷载效应组合系数； u ——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50； 表5.3.3 脚手架立杆的计算长度系数μ
A ——立杆净截面面积，A=4.89cm2； W ——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到= 111.83 [f] ——钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算< [f],满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中N ——立杆的轴心压力设计值，N=13.56kN； ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i 的结果查表得到0.26；λ值根据规表进行查表得出，如下图：
桥梁满堂支架计算书说明书
满堂支架及模板方案计算说明书 西滨互通式立体交叉地处厦门市翔安区西滨村附近，采用变形苜蓿叶型方案,利用空间分隔的方法消除翔安大道和窗东路两线的交叉车流的冲突,使两条交叉道路的直行车辆畅通无阻。Q匝道桥为窗东路上与翔安大道相交的主线桥梁，桥跨布置为5×28+5×28+（28+2×35+34+33）+3×27m，预应力砼连续箱梁，梁高2.0m，箱梁顶宽为～，箱梁采用C50混凝土。 以Q桥左线第一联为例，梁高2m，顶宽，支架最高6m，跨径5×28m，支架采用碗扣式多功能脚手杆（Φ搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调顶托，墩旁两侧各范围内的支架采用60×60×120cm的布置形式，墩旁外侧～8m范围内、纵横隔板梁下的支架采用60×90×120cm的布置形式，其余范围内（即跨中部分）的支架采用90×90×120cm的布置形式支架及模板方案。立杆顶设二层方木，立杆顶托上纵向设10×15cm方木；纵向方木上设10×10cm的横向方木，其中在端横梁和中横梁下间距，在跨中其他部位间距。 1荷载计算 荷载分析 根据本桥现浇箱梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：——箱梁自重荷载，新浇混凝土密度取2600kg/m3。 ⑴ q 1 ⑵ q ——箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载，按均布荷载计算，经计算 2 ＝（偏于安全）。 取q 2 ⑶ q ——施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，当计算模板及其下 3 肋条时取；当计算肋条下的梁时取；当计算支架立柱及替他承载构件时 取。 ⑷ q ——振捣混凝土产生的荷载，对底板取，对侧板取。 4 ——新浇混凝土对侧模的压力。 ⑸ q 5 ⑹ q ——倾倒混凝土产生的水平荷载，取。 6 ⑺ q ——支架自重，经计算支架在不同布置形式时其自重如下表所示： 7 1.1.1荷载组合
(完整版)支架承载力计算
支架竖向承载力计算： 按每平方米计算承载力， 中板恒载标准值:f=2.5*0.4*1*1*10=10KN ； 活荷载标准值N Q = (2.5+2 )*1*1=4.5KN ； 则：均布荷载标准值为： P1=1.2*10+1.4*4.5＝18.3KN ； 根据脚手架设计方案，每平方米由2根立杆支撑，单根承载力标准值为100.3KN ，故：P1=18.3/2=9.15KN<489.3*205=100.3KN 。满足要求。 或根据中板总重量（按长20m 计算）与该节立杆总数做除法， 中板恒载标准值:f=2.5*0.4*10*20*19.6=3920KN ； 活荷载标准值NQ = (2.5+2 )*20*19.6=1764KN ； 则：均布荷载标准值为： P1=1.2*3920+1.4*1764＝7173KN ； 得P1＝7173KN<100.3*506=50750KN 。 满足要求。 支架整体稳定性计算： 根据公式： [] N f A σ?≤＝ 式中： N －立杆的轴向力设计值，本工程取15.8kN ； －轴心受压构件的稳定系数，由长细比λ决定，本工程λ＝136，故＝0.367； λ－长细比，λ＝l 0 /i ＝2.15/1.58*100＝136； l 0－计算长度，l 0＝kμh ＝1.155*1.5*1.2＝2.15m ；
k－计算长度附加系数，取 1.155；μ－单杆计算长度系数 1.55；h－立杆步距0.75m。 i－截面回转半径，本工程取1.58cm； A－立杆的截面面积，4.89cm2； f－钢材的抗压强度设计值，205N/mm2。 σ＝15.8/（0.367*4.89）＝88.04N/mm2<[f]=205N/mm。 满足要求. 支架水平力计算 支架即作为竖向承力支架，也作为侧墙内撑支架，因此需计算支架水平支撑力，即侧墙施工时产生的侧压力。 混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值： F=0.22γc t0β1β2V1/2 F= γc*H 式中 F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2） γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取26 kN/m3 t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算；t=200/(25+15)=5 T------混凝土的温度（°）取25° V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/h H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取5.0m β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0； β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—
脚手架稳定性计算学习资料
脚手架立杆的稳定性计算 2010-09-12 外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性 稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。风荷载标准值按照 以下公式计算 Wk=0.7 卩 z 卩 s 3 0 其中3 0 --基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001) 的规定采用： 3 0=0.37kN/m2 ; 卩Z--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001) 的规定采用：卩z= 0.74 , 0.74 ; 卩s--风荷载体型系数：取值为 1.132 ; 经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为 ： Wk 仁0.7 X 0.37 X 0.74 X 1.132=0.217kN/m2 ; Wk2=0.7 X 0.37 X 0.74 X 1.132=0.217kN/m2 ; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 分别为： Mw1=0.85 X 1.4Wk1Lah2/10=0.85 X 1.4 X0.217 X 1.5 X 1.82/10=0.12 5kN?m ; b =N/( ? A) + MW/W < [f] 立杆的轴心压力设计值 ：N=Nd=8.487kN ; 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式 b =N/( ? A) < [f] 立杆的轴心压力设计值 ：N=N'd= 8.991kN ; 计算立杆的截面回转半径 ：i=1.59 cm ; 计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 k=1.155 : 计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技 术规 范》 计算长度，由公式IO=kuh 确定：10=3.118 m ; Mw2=0.85 X 1.4Wk2Lah2/10=0.85 1. 主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。 X 1.4 X 0.217 X 1.5 X 1.82/10=0.125kN?m (JGJ130-2001)表 5.3.3 得 (JGJ130-2001)表 5.3.3 得：卩=1.5
通风管道阻力计算
通风管道阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。 一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： ΔPm=λν2ρl/8Rs 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为： ΔPm=λν2ρl/2D 圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为： Rs=λν2ρ/2D 以上各式中 λ————摩擦阻力系数 ν————风管内空气的平均流速，m/s; ρ————空气的密度，Kg/m3; l ————风管长度，m ; Rs————风管的水力半径，m; Rs=f/P f————管道中充满流体部分的横断面积，m2； P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m； D————圆形风管直径，m。 矩形风管的摩擦阻力计算 我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种； 流速当量直径：Dv=2ab/(a+b) 流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25 在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。 二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
流体流动阻力的测定
实验名称：流体流动阻力的测定 一、实验目的及任务： 1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。 2.测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数。 3.验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数和相对粗糙度的函数。 4.将所得光滑管的方程与Blasius方程相比较。 二、实验原理： 流体输送的管路由直管和阀门、弯头、流量计等部件组成。由于粘性和涡流作用，流体在输送过程中会有机械能损失。这些能量损失包括流体流经直管时的直管阻力和流经管道部件时的局部阻力，统称为流体流动阻力。 1.根据机械能衡算方程，测量不可压缩流体直管或局部的阻力 如果管道无变径，没有外加能量，无论水平或倾斜放置，上式可简化为： Δp为截面1到2之间直管段的虚拟压强差，即单位体积流体的总势能差，通过压差传感器直接测量得到。 2.流体流动阻力与流体性质、流道的几何尺寸以及流动状态有关，可表示为： 由量纲分析可以得到四个无量纲数群： 欧拉数，雷诺数，相对粗糙度和长径比 从而有 取，可得摩擦系数与阻力损失之间的关系：
从而得到实验中摩擦系数的计算式 当流体在管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用压差传感器测出两个截面的静压差，即可求出流体的流动阻力。根据伯努利方程摩擦系数与静压差的关系，可以求出摩擦系数。改变流速可测得不同Re下的λ，可以求出某一相对粗糙度下的λ-Re关系。 在湍流区内摩擦系数，对于光滑管（水力学光滑），大量实验证明，Re在氛围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即 对于粗糙管，λ与Re的关系以图来表示。 3.对局部阻力，可用局部阻力系数法表示： 4. 对于扩大和缩小的直管，式中的流速按照细管的流速来计算。 对一段突然扩大的圆直管，局部阻力远大于其直管阻力。由忽略直管阻力时的伯努利方程 可以得到局部阻力系数的计算式： 式中，、分别为细管和粗管中的平均流速，为2,1截面的压差。 突然扩大管的理论计算式为：，、分别为细管和粗管的流通截面积。 三、实验流程： 本实验装置如图1所示，管道水平安装，水循环使用，其中管5为不锈钢管，测压点之间距，内径；管6为镀锌钢管，测压点间距离，内径22..5mm；管7为突然扩大管，由扩大至。各测量元件由测压口与压差传感器相连，通过管口的球阀切换被测管路，系统流量由涡
脚手架稳定性计算
脚手架立杆的稳定性计算 2010-09-12 外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。 稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz μs ω0 其中ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用： ω0=0.37kN/m2； μz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz= 0.74，0.74； μs -- 风荷载体型系数：取值为1.132； 经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为: Wk1=0.7 ×0.37×0.74×1.132=0.217kN/m2； Wk2=0.7 ×0.37×0.74×1.132=0.217kN/m2； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 分别为: Mw1=0.85 ×1.4Wk1Lah2/10=0.85 ×1.4×0.217×1.5×1.82/10=0.125kN?m； Mw2=0.85 ×1.4Wk2Lah2/10=0.85 ×1.4×0.217×1.5×1.82/10=0.125kN?m； 1. 主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA) + MW/W ≤ [f] 立杆的轴心压力设计值：N=Nd=8.487kN； 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA)≤ [f] 立杆的轴心压力设计值：N=N'd= 8.991kN； 计算立杆的截面回转半径：i=1.59 cm； 计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得： k=1.155 ； 计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：μ=1.5 ；
脚手架立杆稳定性计算
屋面搭设满堂红脚手架立杆稳定性计算 1、钢管脚手架主要验算立杆的稳定性，可简化为按两端铰接的受压杆件计算。 2、荷载统计 钢管支架自重力 钢管：0.8*4*5*3.84*9.8=602n/m 2 扣件：4*5*13.2=264n/m 2 木板：0.8*0.8*0.35=224n/m 2 小计：602+264+224=1090n/m 2 吊篮后支座及配重 （1000+50）*9.8=10290n/m 2 合计：1090+10290=11380n/m 2 3、立杆纵距、横距均800mm ，每区格面积0.8*0.8=0.64m 2。 每根立杆承受的荷载为0.64*11380=7283.2n 。 4、设用ф48*3mm 钢管，A=424mm 2 钢管回转半径 15.9mm 442484d d i 2 221 2=+=+= 按强度计算，立杆的受压力为 2mm 17.17424 2.7283a n ===? 按稳定性计算立杆的受压力为 长细比47.759 .151200i l ===λ 查表得750.0=? 22mm n 215f mm n 90.22424 *750.02.7283a n =?===?? 考虑组合风荷载，计算公式 f w ≤+W M A N ?。 10 h 4.1*85.04.1*85.02 a wk w L W M M K == O W U U W s z k 7.0=，经查表得知，U z =1.27，U s =0.115，W O =0.65，
W K =0.7*1.27*0.115*0.65=0.066 立杆纵距L a =0.8 立杆步距h=1.2 009.010 2.1*8.0*066.0*4.1*85.0Mw 2 == 经计算 223mm n 215f mm n 67.2477.19.2210 *08.5009.090.22=?=+=+- 满堂红脚手架进过计算，立杆稳定性满足要求。
管道阻力计算
管道阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。 一、摩擦阻力 根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： ΔPm=λν2ρl/8Rs 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为： ΔPm=λν2ρl/2D 圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为： Rs=λν2ρ/2D 以上各式中
λ――――摩擦阻力系数 ν――――风管内空气的平均流速，m/s; ρ――――空气的密度，Kg/m3; l ――――风管长度，m Rs――――风管的水力半径，m; Rs=f/P f――――管道中充满流体部分的横断面积，m2； P――――湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D――――圆形风管直径，m。 矩形风管的摩擦阻力计算 我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种； 流速当量直径：Dv=2ab/(a+b) 流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25 在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力 当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。 局部阻力按下式计算： Z=ξν2ρ/2 ξ――――局部阻力系数。局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施： 1. 弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1~2）倍管径；矩形风管弯头断面的长宽比愈大，阻力愈小；矩形直角弯头，应在其中设导流片。 2. 三通三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成的涡流是造成局部阻力的原因。为了减小三通的局部阻力，应注意支管和干管的连接，减小其夹角；还应尽量使支管和干管内的流速保持相等。
支架稳定性验算方法
现浇梁板支架稳定性的验算方法摘要：结合芜湖长江大桥南岸接线立交工程G205国道高架桥现浇连续箱梁施工，介绍支架稳定性的验算方法。 关健词：现浇箱梁、施工方案、支架模板、内力验算 1 前言 随着我国目前公路建设的飞快发展，城市立交桥、高速公路桥梁对外观要求越来越高，只要条件允许，其梁板均采用现浇方法施工。目前现浇梁板支承体系主要依赖于脚手架，而脚手架的施工成本与项目的经济效益、质量、安全等诸多因素密切相关，怎样采用科学的计算方法从诸多因素中找出最佳平衡点，是体现项目的技术能力和管理水准的一个重要方面。下面就结合芜湖长江大桥南岸接线立交工程G205国道高架桥工程施工，介绍支架稳定性的验算方法。 2 工程概况 芜湖长江大桥南岸接线立交工程G205国道高架桥桥梁总长456.76米，分三联18跨。箱梁采用单箱五室钢筋混凝土斜腹板等宽度等截面连续箱梁，横桥向为双向整体式断面。箱梁梁高1.5米，单幅箱梁顶板宽21.00米，底板宽11.00米，箱梁顶、底板厚分别为0.22米、0.20米，中、边腹板厚分别为0.5米和0.3米，两侧悬臂长均为2.0米。全联仅在桥墩支点截面处设置端、中横梁，其中中横梁宽1.6米，端横梁宽1.4米，桥墩高2.2～6.1米不等。 箱梁采用φ48×3.5mm碗扣式钢管满堂支架，自过渡墩往两端逐跨全断面现浇的方法施工。 3 施工方案 3.1 地基处理 桥宽范围内有一部分是原沥青路面，不做处理直接架设支架；剩余部分先清除表面杂草和废弃垃圾等，然后用素土分层回填碾压到位；个别软弱地段抛填片石，进行加固处理后填筑素土，结构层做10cm厚二灰结石，面层浇注10cm厚C20素混凝土，并做好排水处理。3.2 支架架设、立模方法 首先进行测量放线（中心轴线和中心点法线），然后在搭设支架的带状位置用干硬性水泥砂浆精平地面，再铺上厚5cm×宽15cm的木板，最后在木板上搭设支架。支架以两桥墩（或桥台）中心连线为轴线，并垂直于中心点法线往两翼及跨两端对称搭设。竖杆纵横向间距为90cm×90cm，支架步距视架子实际高度采用120cm或60cm，利用可调下托调整支架横杆使之保持整体水平。在支架搭设过程中结合模板、横梁、纵梁厚度，通过跟踪测量调整支架高度，同时确保可调U型顶托螺旋调节幅度不超过25 cm。在支架U型顶托上沿线路纵向摆放横截面为10cm×10cm方木作为纵梁，在纵梁上横向摆放横截面为5cm×10cm、间距25cm 方木作为横梁，方木均使用东北红杉。最后在横梁上铺设模板（“宝庆”牌厚1.2cm的竹胶板），模板接头之间放置海绵双面帖，以防止因模板摆放时间过长热胀冷缩造成模板鼓起或缝隙过大。支架架设结构（见图1）。
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算［摘要］当模板支架、施工用操作架等脚手架不设连墙杆时，必须首先对脚手架进行抗倾覆验算，然后才是强度、刚度和稳定性计算。而现行的国家标准中没有倾覆验算和稳定性验算内容。根据国家有关标准导出了脚手架倾覆验算公式，并有2个算例辅以说明。最后指出脚手架高宽比与脚手架的倾覆有关，与脚手架稳定性承载能力无关。 ［关键词］脚手架;倾覆;稳定性;验算 结构设计中，“倾覆”与“稳定”这两个含义是不相同的，设计时都应考虑。《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068-2001第条第一款规定承载能力极限状态包括:“①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)……。④结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)”。可见它们同属于承载能力极限状态，但应分别考虑。《建筑结构设计术语和符号标准》gb/t 50083-97，对“倾覆”和“稳定”分别作出了定义，并称“倾覆验算”和“稳定计算”。《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002，关于地基稳定性计算就是防止地基整体(刚体)滑动的计算。《砌体结构设计规范》gb50003-2001对悬挑梁及雨篷的倾覆验算都有专门规定。施工现场的起重机械在起吊重物时也要做倾覆验算。对于脚手架，由于浮搁在地基上，更应该做倾覆验算。 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》jgj130-2001及《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》jgj128-2000中都没有
倾覆验算的内容，这是因为这两本规范规定的脚手架都设置了“连墙杆”，倾覆力矩由墙体抵抗，因此就免去了倾覆验算。如果不设连墙杆，则脚手架的倾覆验算在这两本规范中就成为不可缺少的内容了。所以，对于模板支架、施工用的操作架等无连墙杆的脚手架，首先应保证脚手架不倾覆而进行倾覆验算，然后才是强度、刚度和稳定性计算。如果需要，还可进行正常使用极限状态计算。 1脚手架的倾覆验算 通用的验算公式推导 无连墙杆的脚手架，作为一个刚体应按如下表达式进行倾覆验算: （1）式中:γg1、cg1、g1 k分别为起有利作用的永久荷载的分项系数、效应系数、荷载标准值;γg2、cg2、g2 k分别为起不利作用的永久荷载的荷载分项系数、效应系数、荷载标准值;cq1、q1 k 分别为第一个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;cqi、qik分别为第i个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;ψci为第i个可变荷载的组合值系数。当风荷载与一个以上的其它可变荷载组合时采用;当风荷载仅与永久荷载组合时采用。 对于平、立面无突出凹凸不平的脚手架，以下简称为规整脚手架，其倾覆验算应按如下表达式进行: （2）式中:为起有利作用的永久荷载的荷载分顶系数;cw、wk为风荷载的效应系数、风荷载的标准值。 对于规整脚手架，其上作用的永久荷载、可变荷载是抗倾覆的，