资源描述
结构模板支撑体系计算设计方案
晏公花园安置房工程 ;工程建设地点:无为县东二环(锁埂路东侧,肖河路西侧);属于框剪结构;地上18层;地下1层;建筑高度:52。65m;标准层层高:2。9m ;总建筑面积:220000平方米;总工期:900天。
本工程由无为县重点工程建设管理局投资建设,南通建工集团组织施工;由陈戎担任项目经理,王轶西担任技术负责人。
结构梁断面最大尺寸为400×1000,普通梁为200×600;结构板厚120mm、180 mm、300 mm;结构标准层层高分别为2.9米;柱断面最大尺寸为600×600;剪力墙厚度为300。
模板支撑体系的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)、《混凝土结构设计规范》GB50010—2010、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB 50017—2011)等规范编制.
本方案仅计算设计模板支撑体系,其余施工工艺、计划、安全保证措施等参见本工程施工组织设计.
第一章 剪力墙模板设计
墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成:直接支撑模板的为次龙骨,即内龙骨;用以支撑内层龙骨的为主龙骨,即外龙骨。组装墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结,每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。
根据《建筑施工手册》,当采用容量为0.2~0.8m3 的运输器具时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为3.00kN/m2;
一、参数信息
1。基本参数
次楞间距(mm):300;穿墙螺栓水平间距(mm):600;
主楞间距(mm):500;穿墙螺栓竖向间距(mm):500;
对拉螺栓直径(mm):M12;
2.主楞信息
主楞材料:圆钢管;主楞合并根数:2;
直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.00;
3.次楞信息
次楞材料:木方;次楞合并根数:2;
宽度(mm):50。00;高度(mm):90。00;
4。面板参数
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量(N/mm2):6000.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13。00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;
5。木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13。00;方木弹性模量E(N/mm2):9000.00;
方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50;
钢楞弹性模量E(N/mm2):206000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;
墙模板设计简图
二、墙模板荷载标准值计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F=0。22γtβ1β2V1/2
F=γH
其中 γ -— 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T —- 混凝土的入模温度,取20。000℃;
V —— 混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H -— 模板计算高度,取3.000m;
β1—— 外加剂影响修正系数,取1。200;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
分别计算得 17.031 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值17.031 kN/m2作为本工程计算荷载.
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=17。031kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 3 kN/m2。
三、墙模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据《建筑施工手册》,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。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
1.抗弯强度验算
弯矩计算公式如下:
M=0。1q1l2+0.117q2l2
其中, M--面板计算最大弯矩(N·mm);
l——计算跨度(次楞间距): l =300.0mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1。2×17。031×0。500×0。900=9.197kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1。4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m;
其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
面板的最大弯矩:M =0.1×9。197×300。02+0。117×1。890×300。02= 1。03×105N·mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
σ = M/W〈 f
其中, σ -—面板承受的应力(N/mm2);
M ——面板计算最大弯矩(N·mm);
W --面板的截面抵抗矩 :
W = bh2/6 = 500×18.0×18.0/6=2.70×104 mm3;
f ——面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:σ = M/W = 1.03×105 / 2.70×104 = 3。8N/mm2;
面板截面的最大应力计算值 σ =3。8N/mm2 小于 面板截面的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2。抗剪强度验算
计算公式如下:
V=0.6q1l+0.617q2l
其中,V--面板计算最大剪力(N);
l-—计算跨度(次楞间距): l =300.0mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1。2×17。031×0。500×0.900=9。197kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1。4×3。00×0.50×0。90=1.890kN/m;
面板的最大剪力:V = 0.6×9.197×300。0 + 0。617×1。890×300.0 = 2005.3N;
截面抗剪强度必须满足:
τ= 3V/(2bhn)≤fv
其中, τ——面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
V—-面板计算最大剪力(N):V = 2005.3N;
b-—构件的截面宽度(mm):b = 500mm ;
hn--面板厚度(mm):hn = 18.0mm ;
fv-—面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: τ =3×2005。3/(2×500×18。0)=0。334N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1。500N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值 τ=0.334N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [τ]=1。5N/mm2,满足要求!
3。挠度验算
根据《建筑施工手册》,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
挠度计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中,q-—作用在模板上的侧压力线荷载: q = 17。03×0.5 = 8.516N/mm;
l—-计算跨度(次楞间距): l = 300mm;
E--面板的弹性模量: E = 6000N/mm2;
I——面板的截面惯性矩: I = 50×1.8×1.8×1。8/12=24。3cm4;
面板的最大允许挠度值:[ν] = 1。2mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×8。52×3004/(100×6000×2.43×105) = 0.32 mm;
面板的最大挠度计算值: ν=0。32mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ν]=1。2mm,满足要求!
四、墙模板主次楞的计算
(一).次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,次楞采用木方,宽度50mm,高度90mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5×9×9/6×2= 135cm3;
I = 5×9×9×9/12×2= 607.5cm4;
次楞计算简图
1。次楞的抗弯强度验算
次楞最大弯矩按下式计算:
M = 0.1q1l2+0。117q2l2
其中, M—-次楞计算最大弯矩(N·mm);
l—-计算跨度(主楞间距): l =500.0mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1。2×17.031×0.300×0。900=5。518kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3。00×0.30×0.90=1.134kN/m,其中,0。90为折减系数。
次楞的最大弯矩:M =0.1×5。518×500.02+0.117×1.134×500。02= 1。71×105N·mm;
次楞的抗弯强度应满足下式:
σ = M/W〈 f
其中, σ ——次楞承受的应力(N/mm2);
M ——次楞计算最大弯矩(N·mm);
W ——次楞的截面抵抗矩,W=1.35×105mm3;
f -—次楞的抗弯强度设计值; f=13.000N/mm2;
次楞的最大应力计算值:σ = 1。71×105/1。35×105 = 1。3 N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
次楞的最大应力计算值 σ = 1。3 N/mm2 小于 次楞的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.次楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
V=0.6q1l+0.617q2l
其中, V-次楞承受的最大剪力;
l——计算跨度(主楞间距): l =500.0mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1。2×17.031×0.300×0.900/2=2.759kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1。4×3。00×0.30×0.90/2=0.567kN/m,其中,0.90为折减系数。
次楞的最大剪力:V = 0。6×2。759×500.0+ 0.617×0.567×500.0 = 1002。6N;
截面抗剪强度必须满足下式:
τ=3V/(2bh0)
其中, τ——次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);
V——次楞计算最大剪力(N):V = 1002.6N;
b——次楞的截面宽度(mm):b = 50.0mm ;
hn-—次楞的截面高度(mm):h0 = 90.0mm ;
fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1。500 N/mm2;
次楞截面的受剪应力计算值:
τ =3×1002。6/(2×50。0×90.0×2)=0.167N/mm2;
次楞截面的受剪应力计算值 τ =0.167N/mm2 小于 次楞截面的抗剪强度设计值 fv=1。5N/mm2,满足要求!
3。次楞的挠度验算
根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。
挠度验算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中, ν—-次楞的最大挠度(mm);
q——作用在次楞上的线荷载(kN/m): q = 17.03×0.30=5。11 kN/m;
l——计算跨度(主楞间距): l =500。0mm ;
E--次楞弹性模量(N/mm2):E = 9000。00 N/mm2 ;
I-—次楞截面惯性矩(mm4),I=6.08×106mm4;
次楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×10。22/2×5004/(100×9000×6。08×106) = 0.04 mm;
次楞的最大容许挠度值: [ν] = 2mm;
次楞的最大挠度计算值 ν=0。04mm 小于 次楞的最大容许挠度值 [ν]=2mm,满足要求!
(二).主楞承受次楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算.
本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W =4.493×2= 8.986cm3;
I =10.783×2= 21。566cm4;
E = 206000N/mm2;
主楞计算简图
主楞计算剪力图(kN)
主楞计算弯矩图(kN·m)
主楞计算变形图(mm)
1。主楞的抗弯强度验算
作用在主楞的荷载:
P=1。2×17.03×0.3×0.5+1。4×3×0.3×0。5=3.696kN;
主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm;
强度验算公式:
σ = M/W< f
其中,σ-- 主楞的最大应力计算值(N/mm2)
M —- 主楞的最大弯矩(N·mm);M = 2.99×105 N·mm
W —- 主楞的净截面抵抗矩(mm3); W = 8.99×103 mm3;
f ——主楞的强度设计值(N/mm2),f =205。000N/mm2;
主楞的最大应力计算值: σ = 2.99×105/8.99×103 = 33.3 N/mm2;
主楞的最大应力计算值 σ =33.3N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm2,满足要求!
2。主楞的抗剪强度验算
主楞截面抗剪强度必须满足:
τ=2V/A≤fv
其中, τ-—主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);
V—-主楞计算最大剪力(N):V = 2715.8N;
A -—钢管的截面面积(mm2):A = 848.23mm2 ;
fv——主楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 120 N/mm2;
主楞截面的受剪应力计算值:
τ =2×2715.8/848.230=6.404N/mm2;
主楞截面的受剪应力计算值 τ =6.404N/mm2 小于 主楞截面的抗剪强度设计值 fv=120N/mm2,满足要求!
3。主楞的挠度验算
主楞的最大挠度计算值: ν= 0。33mm;
主楞的最大容许挠度值: [ν] = 2。4mm;
主楞的最大挠度计算值 ν=0.33mm 小于 主楞的最大容许挠度值 [ν]=2。4mm,满足要求!
五、穿墙螺栓的计算
计算公式如下:
N〈[N]=f×A
其中 N —— 穿墙螺栓所受的拉力;
A —- 穿墙螺栓有效面积 (mm2);
f —— 穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2;
查表得:
穿墙螺栓的型号: M12 ;
穿墙螺栓有效直径: 9。85 mm;
穿墙螺栓有效面积: A = 76 mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10—5 = 12.92 kN;
主楞计算的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,则穿墙螺栓所受的最大拉力为: N = 4。93 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力 N=4.933kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=12。92kN,满足要求!
第二章结构板模板设计
第一节120厚结构板模板设计
板模板(扣件钢管架)计算书
晏公花园安置房工程 ;工程建设地点:无为县东二环(锁埂路东侧,肖河路西侧);属于框剪结构;地上18层;地下1层;建筑高度:52。65m;标准层层高:2.9m ;总建筑面积:220000平方米;总工期:900天.
本工程由无为县重点工程建设管理局投资建设,设计,地质勘察,监理,南通建工集团组织施工;由陈戎担任项目经理,王轶西担任技术负责人。
模板支架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010—2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1。00;步距(m):1。50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0。10;模板支架搭设高度(m):2.90;
采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;
2。荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25。000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000;
3.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
木方弹性模量E(N/mm2):9000。000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1。400;木方的间隔距离(mm):300.000;
木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):90.00;
图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×1.82/6 = 54 cm3;
I = 100×1。83/12 = 48。6 cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算.
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1 = 25×0.12×1+0.35×1 = 3。35 kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 1×1= 1 kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:q=1.2×3。35+1。4×1= 5。42kN/m
最大弯矩M=0.1×5。42×3002= 48780 N·mm;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 48780/54000 = 0.903 N/mm2;
面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 0。903 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q =q1= 3。35kN/m
面板最大挠度计算值 ν= 0。677×3.35×3004/(100×9500×48。6×104)=0。04 mm;
面板最大允许挠度 [ν]=300/ 250=1。2 mm;
面板的最大挠度计算值 0。04 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×9×9/6 = 67.5 cm3;
I=b×h3/12=5×9×9×9/12 = 303.75 cm4;
方木楞计算简图(mm)
1。荷载的计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1= 25×0。3×0。12+0。35×0.3 = 1.005 kN/m ;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 1×0。3 = 0。3 kN/m;
2。强度验算
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载 q = 1.2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1。2×1.005+1.4×0.3 = 1.626 kN/m;
最大弯矩 M = 0。1ql2 = 0。1×1。626×12 = 0。163 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0。163×106/67500 = 2.409 N/mm2;
方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 2.409 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3。抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ = 3V/2bhn 〈 [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×1。626×1 = 0。976 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×0.976×103/(2 ×50×90) = 0.325 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1。4 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0。325 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2,满足要求!
4。挠度验算
计算公式如下:
ν=0。677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载 q = q1 = 1.005 kN/m;
最大挠度计算值 ν= 0。677×1.005×10004 /(100×9000×3037500)= 0.249 mm;
最大允许挠度 [ν]=1000/ 250=4 mm;
方木的最大挠度计算值 0.249 mm 小于 方木的最大允许挠度 4 mm,满足要求!
四、板底支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.626kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0。547 kN·m ;
最大变形 Vmax = 1.399 mm ;
最大支座力 Qmax = 5.913 kN ;
最大应力 σ= 547354。96/5080 = 107。747 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 107.747 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为 1.399mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求!
五、扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0。80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12。80kN 。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5。2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -— 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN;
R—-———--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R= 5.913 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0。129×2.9 = 0.374 kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×1×1 = 0。35 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25×0。12×1×1 = 3 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.724 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载
活荷载标准值 NQ = (1+2 ) ×1×1 = 3 kN;
3.立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1。2NG + 1。4NQ = 8。669 kN;
七、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ =N/(φA)≤[f]
其中 N -—-— 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8。669 kN;
φ—--- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到;
i -—-— 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1。58 cm;
A --—- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2;
W -—-— 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3;
σ---————- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]———- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
L0-—-- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1.155×1。7×1.5,1.5+2×0。1]=2。945;
k ——-- 计算长度附加系数,取1.155;
μ ———- 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,取1.7;
a ——-— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m;
得到计算结果:
立杆计算长度 L0=2。945;
L0 / i = 2945.25 / 15。8=186 ;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0。207 ;
钢管立杆受压应力计算值;σ=8669。268/(0.207×489) = 85。645 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ= 85.645 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205 N/mm2,满足要求!
第二节180厚结构板模板设计
一、参数信息
1。模板支架参数
横向间距或排距(m):0.90;纵距(m):0。90;步距(m):1。40;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0。10;模板支架搭设高度(m):2。90;
采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0。350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):1。000;
3。材料参数
面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
木方弹性模量E(N/mm2):9000。000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13。000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):300。000;
木方的截面宽度(mm):50。00;木方的截面高度(mm):90。00;
图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 90×1.82/6 = 48.6 cm3;
I = 90×1。83/12 = 43。74 cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1 = 25×0。18×0。9+0。35×0。9 = 4。365 kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 1×0。9= 0.9 kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0。1ql2
其中:q=1。2×4。365+1。4×0。9= 6。498kN/m
最大弯矩M=0。1×6。498×3002= 58482 N·mm;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 58482/48600 = 1。203 N/mm2;
面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 1.203 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为:
ν=0。677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q =q1= 4。365kN/m
面板最大挠度计算值 ν= 0.677×4.365×3004/(100×9500×43。74×104)=0。058 mm;
面板最大允许挠度 [ν]=300/ 250=1.2 mm;
面板的最大挠度计算值 0.058 mm 小于 面板的最大允许挠度 1。2 mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×9×9/6 = 67.5 cm3;
I=b×h3/12=5×9×9×9/12 = 303。75 cm4;
方木楞计算简图(mm)
1。荷载的计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1= 25×0。3×0。18+0.35×0。3 = 1.455 kN/m ;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 1×0。3 = 0.3 kN/m;
2.强度验算
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载 q = 1.2 × q1+ 1。4 ×q2 = 1.2×1.455+1。4×0。3 = 2。166 kN/m;
最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0。1×2。166×0.92 = 0。175 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0。175×106/67500 = 2.599 N/mm2;
方木的抗弯强度设计值 [f]=13。000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 2.599 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3。抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×2.166×0。9 = 1.17 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.17×103/(2 ×50×90) = 0。39 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1。4 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.39 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2,满足要求!
4.挠度验算
计算公式如下:
ν=0。677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载 q = q1 = 1.455 kN/m;
最大挠度计算值 ν= 0.677×1。455×9004 /(100×9000×3037500)= 0.236 mm;
最大允许挠度 [ν]=900/ 250=3。6 mm;
方木的最大挠度计算值 0.236 mm 小于 方木的最大允许挠度 3。6 mm,满足要求!
四、板底支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1。949kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0。468 kN·m ;
最大变形 Vmax = 1.083 mm ;
最大支座力 Qmax = 6.368 kN ;
最大应力 σ= 467972。951/5080 = 92.121 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 92.121 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为 1.083mm 小于 900/150与10 mm,满足要求!
五、扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16。00kN,按照扣件抗滑承载力系数0。80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2。5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取12。80 kN;
R——-—-——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R= 6.368 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.135×2.9 = 0.392 kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×0。9×0。9 = 0.284 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25×0.18×0.9×0.9 = 3。645 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.32 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载
活荷载标准值 NQ = (1+2 ) ×0.9×0.9 = 2。43 kN;
3。立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 8.586 kN;
七、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ =N/(φA)≤[f]
其中 N -——- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8。586 kN;
φ-——- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到;
i —-—- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1。58 cm;
A —-—— 立杆净截面面积(cm2):A = 4。89 cm2;
W ---— 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3;
σ--——-—-— 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]--—— 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
L0—--- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1。155
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