资源描述
北京电视中心工程 模板设计与施工方案附件-计算书
北京电视中心工程
模板设计与施工方案附件-计算书
北京城建一公司北京电视中心项目经理部
二零零四年四月十二日
目 录
1、柱模 3
1.1平板玻璃钢圆柱模板 3
1.1.1荷载计算 3
1.1.2玻璃钢圆柱模计算 3
1.2方柱模板 5
1.2.1面板计算 5
1.2.2竖肋计算 5
1.2.3柱箍计算 6
2、顶板模板及支撑计算 6
2.1面板计算 7
2.1.1荷载计算 7
2.2.2强度验算 7
2.2.3刚度验算 8
2.2次龙骨计算 8
2.2.1荷载标准值计算 9
2.2.2强度验算 9
2.2.3刚度验算 10
2.3主龙骨计算. 10
2.3.1荷载标准值计算 10
2.3.2强度验算 11
2.3.3刚度验算 11
2.4支架立柱计算 11
2.4.1荷载标准值计算 11
2.4.2支架立柱承载力验算 12
3、高度大于800MM梁模板 12
3.1梁底模及支撑 12
3.1.1荷载计算 13
3.1.2梁底模计算 13
3.1.3梁底次龙骨计算 13
3.1.4梁底主龙骨计算 14
3.1.5钢管脚手架计算 14
3.2梁侧模板计算 15
3.2.1侧压力计算 15
3.2.2梁侧面板计算 16
3.2.3梁侧竖肋计算 16
3.2.4梁侧背楞计算 17
3.2.5对拉螺栓计算 17
4、高度等于800MM梁模板 17
4.1梁底模及支撑 17
4.1.1荷载计算 17
4.1.2梁底模计算 18
4.1.3梁底次龙骨计算 18
4.1.4梁底主龙骨计算 19
4.1.5碗扣脚手架计算 19
4.2梁侧模板计算 20
4.2.1侧压力计算 20
4.2.2梁侧面板计算 21
4.2.3梁侧竖肋计算 21
4.2.4梁侧背楞计算 22
4.2.5对拉螺栓计算 22
5、凌空墙模板及支撑 22
6、86系列全钢大模板计算 22
6.1荷载计算 22
6.2面板计算 23
6.2.1计算简图 23
6.2.2强度、刚度验算 23
6.3竖肋计算(槽钢[8#) 24
6.3.1计算简图 24
6.3.2强度、刚度验算 24
6.4横楞计算(槽钢2-[10#) 25
6.4.1计算简图 25
6.3.2强度、刚度验算 26
6.5穿墙螺栓计算 27
6.6吊钩计算 27
6.6.1吊环截面验算 27
6.6.2螺栓验算 28
1、柱模
1.1平板玻璃钢圆柱模板
1.1.1荷载计算
柱子模板计算承载能力时,需考虑参与组合的荷载项为新浇筑混凝土对模板侧面的压力和倾倒混凝土时产生的荷载两项。
根据工程施工的实际,混凝土柱浇注速度按4m/h计算,新浇筑混凝土对模板侧面的压力:
F=0.22γct0β1β2v1/2
=0.22×24×6×1.2×1.15×41/2
=87.4KN/m2
F=γcH=24×4=96 KN/m2
取F=87.4 KN/m2
倾倒混凝土时产生的荷载标准值取6 KN/m2(偏安全)
荷载设计值为
p=87.4×1.2+6×1.4=113.28 KN/m2
1.1.2玻璃钢圆柱模计算
取单位长度的圆筒来研究
∵t<<D
∴假定纵截面上各点处的正应力σ是相等的。
N=σ·1·t
∴Rp=
=
=
∴
∴σ=
对于玻璃钢,(玻璃钢的允许应力)
∴
根据以往的加工经验,取板厚为3mm。
1.2方柱模板
方柱模面板采用18mm厚多层板; 竖肋采用50×100mm方木,间距为23cm;柱箍采用2-[10#,间距为50cm;用地锚、钢管斜撑校正模板垂直度。
1.2.1面板计算
方柱砼侧压力:F=113.28KN/m2=0.113N/mm2
取1 mm宽的木覆合板板带进行计算, 其几何特性和物理特性为:
Ix=bh3/12=486mm4
Wx=bh2/6=54mm3
E=7.5×103N/ mm2,
抗弯强度f=15N/ mm2
面板按五等跨连续梁计算,荷载为:q1=F×1mm=0.113 N/mm
Mmax=-0.105 q1l2=0.105×0.113×L2=0.0112L2N.mm
强度验算: σmax= Mmax/Wx=0.0112L2/54<[f]=15N/mm2,L=268.9mm
挠度验算: fmax=kwql4/(100EI)=0.990×L4×0.113/(100×7.5×103×486) <[V]=1mm,L=238.9。
方木间距取L=230mm。
1.2.2竖肋计算
竖肋用50×100方木, 其几何特性和物理特性为:
Wx=bh2/6=1/6×50×1002=8.3×104 mm3
Ix=bh3/12=1/12×50×1003=4.1666×106 mm4
E=7.5×103N/ mm2
q1=F3×l=0.113×230=25.99N/mm2
柱箍间距分别按500mm间距布置,起始间距为250mm。
竖肋按5跨连续梁计算,支座负弯矩为
Mmax= -0.105*25.99*5002=682237.5N·mm
σmax= Mmax/Wx=564075/(8.3×104)=8.22N<[f]=15N
满足强度要求
跨中部位挠度计算:
fmax=0.644q1×l4/100EIx=0.644*25.99×5004×/(100×7500×4166666)=0.33mm<500/500=1.0mm
满足挠度要求。
1.2.3柱箍计算
柱箍采用2-[10#,间距为50cm, 其几何特性和物理特性为:
Wx= 79400 mm3
Ix= 3960000 mm4
E=2.06×105N/ mm2
柱箍按单跨简支梁近似计算。
Mmax=0.113*500*12002/8=1.02*107N.mm
σmax =Mmax/Wx=1.02*107/79400 =128.46<[f]=215N
挠度计算:
fmax=5×q×l4/384EI
=5*0.113*500*12004/384*2.06*105*3960000=1.87mm<L/500=2.4mm
2、顶板模板及支撑计算
本方案中顶板模板及支撑计算仅验算普通顶板部位,演播室大跨度预应力空心楼板模板及支撑计算详见《北京电视中心大跨度预应力空心楼板模板方案附件-计算书》。
2.1面板计算
顶板厚度为200mm,支撑高度7.5m,顶板模板采用15mm厚多层板模板,次梁选用50×100方木,主梁选用100×100方木,支撑体系选用碗扣式脚手架。
2.1.1荷载计算
①顶板模板自重: 0.3KN/m2
②新浇筑混凝土自重: 24×0.2=4.8KN/m2
③钢筋自重: 1.1×0.2=0.22KN/m2
④施工荷载(均布) 2.5KN/m2
(集中) 2.5KN/m2
汇总得:qk=①+②+③=0.3+4.8+0.22=5.32KN/m2
qf=qk×1.2+④×1.4=1.2×5.32+1.4×2.5=9.884KN/m2
次龙骨间距300mm,取1000mm宽计算单元按五跨连梁进行验算
2.2.2强度验算
(1)施工荷载为均布时
荷载设计值: qf1=9.884×1.00=9.884N/mm
支座弯矩: MB1=-0.105×q×L2=-93403.8N.mm
(2)施工荷载为集中力时,取最不利受力状态计算
qf2=1.2×5.32×1.00=6.384N/mm
P=1.4×2.5=3.5KN
AB跨跨中弯矩:
M1=0.078×qL2+0.20×PL=0.078×6.384×3002+0.20×3500×300
=254815.68N.mm
支座弯矩:
MB2=-0.105×qL2-0.100×PL
=-0.105×6.384×3002-0.1×3500×300
=165328.8N.mm
(3)强度验算:
取MB1、M1、MB2中的最大值,M1=254815.68N进行验算。
多层板截面抵抗矩:W=1000×152/6=37500mm3
σ=M1/W=254815.68/37500=6.80N/mm2
<[σ]=15N/mm2
满足要求。
2.2.3刚度验算
E=7500N/mm2
多层板截面惯性矩:I=1000×153/12=562500mm4
f=0.644qL4/100EI=0.644×5.32×3004/(100×7500×562500)
=0.1mm ≤ L/300=1.00 mm
且≤1mm
满足要求。
2.2次龙骨计算
次龙骨选用50×100方木,取主龙骨间距即次龙骨跨度1200mm按五跨连续梁计算。
2.2.1荷载标准值计算
①模板传来荷载:(0.3+4.8+0.22)×0.3=1.596KN/m
②方木自重: 6.0×0.05×0.1=0.03KN/m
③施工荷载(均布) 2.5×0.3=0.75KN/m
(集中) 2.5KN
2.2.2强度验算
(1)施工荷载为均布时
荷载设计值:qf1=1.2×(①+②)+1.4×③
=1.2×(1.596+0.03)+1.4×0.75=3.00KN/m
支座弯矩:MB1=-0.105×qL2
=-0.105×3.00×12002=453600N.mm
(2)施工荷载为集中力时,取最不利受力状态计算,
qf2=1.2×(①+②)=1.2×(1.596+0.03)=1.95KN/mm
P=1.4×2.5=3.5KN
跨中弯矩:
M1=0.078×qL2+0.20×PL=0.078×1.95×12002+0.20×3500×1200
=1.06×106N.mm
支座弯矩:
MB2=-0.105×qL2-0.100×PL=-0.105×1.95×12002-0.1×3500×1200=714840N.mm
(3)强度验算:
取MB1、M1、MB2三者中的最大值,M1=1.06×106N.mm进行验算。
次龙骨截面抵抗矩:W=(50×1002/6)mm3
σ=M1/W=1.06×106/(50×1002/6)
=12.72N/mm2<[σ]=13N/mm2
满足要求。
2.2.3刚度验算
qk=1.596+0.03=1.626N/mm
f=0.644×qL4/100EI
其中:I-次龙骨截面惯性矩,取(100×1003/12)mm4
E-次龙骨静曲弹性模量,取7500N/mm2
f=0.644×1.626×12004/(100×50×1003×7500/12)
=0.69mm ≤ L/500=2.4mm
且≤1.5mm
满足要求。
2.3主龙骨计算.
主龙骨选用100×100方木,取支架立柱间距即主龙骨跨度1200mm进行计算,按五跨连续梁计算。每跨内由次龙骨传来三个集中荷载,简化为分布荷载计算。
2.3.1荷载标准值计算
①次龙骨传来荷载: (1.596+0.03)*3/1.2=4.878KN/m
②主龙骨自重: 0.06KN/m
③施工荷载 2.5×1.2=3KN/m
2.3.2强度验算
荷载设计值:P=1.2×(①+②)+1.4×③=1.2×(4.878+0.06)+1.4×3=10.13 KN/m
MB=-0.105×qL2 =-0.105×10.13×12002
=-1.53×106N.mm
σ=MB/W=1.53×106/(100×1002/6)
=9.19N/mm2<[σ]=13N/mm2
满足要求。
2.3.3刚度验算
挠度:f=0.644×(4.878+0.06)×12004/(100×100×1003×7500/12)
=1.06mm≤L/1000=1.2mm
且≤1mm
满足要求。
2.4支架立柱计算
支架立柱间距为1200mm×1200mm,立柱高度7.5m,横杆步距为1.2m
2.4.1荷载标准值计算
①顶板模板及龙骨自重: 0.3+0.03×4×1.2+0.06×1.2=0.52KN/m2
②新浇筑混凝土自重: 24×0.2=4.8KN/m2
③钢筋自重: 1.1×0.2=0.22KN/m2
④施工荷载 1.0KN/m2
汇总得荷载设计值:
q=1.2×(①+②+③)+1.4×④
=1.2×(0.52+4.8+0.22)+1.4×1.0=8.048KN/m2
2.4.2支架立柱承载力验算
单根立杆承受荷载:8.048×1.2×1.2=11.59KN。
碗扣脚手架自重:0.1409KN/m*7.5m=1.06KN
用φ48×3.5mm碗扣架A=489mm2,
钢管回转半径为:i=(d2+d12)1/2/4=(482+412)1/2/4=15.78mm
按强度计算:支柱的受压应力为
σ=N/A=12650/489=25.87N/mm2<205N/mm2,满足。
稳定性计算:根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)规定,立杆计算长度l0按以下公式计算。
l0=K1μh
l0=h+2a
其中,h-横杆步距,取1.2m
K1-计算长度附加系数,取1.155
μ-计算长度系数,取1.50
a-立杆上端伸出顶层横杆中心线直模板支撑点的长度,取a=0.40m
l0=1.155*1.5*1.2=2.079m
l0=1.2+2*0.4=2.0m
长细比λ= l0/i=2079/15.78=131.7
查《钢结构设计规范》(GBJ17-88)附表3.14-47得ψ=0.388
支柱的受压应力为:
σ=N/ψA=12650/(0.388×489)=66.67N/mm2<205N/mm2,满足。
3、高度大于800mm梁模板
3.1梁底模及支撑
选梁截面600×1500mm为例,其支撑净高为7.5m,梁底模板采用15mm厚多层板模板,次龙骨选用100×100方木,间距为200mm,主龙骨选用50×100×3.0方钢,支撑体系选用碗扣式脚手架
3.1.1荷载计算
①多层板自重 0.2KN/m2
②方木及方钢自重 0.25 KN/m2
③新浇砼自重 37.65 KN/m2
④施工荷载 2.5KN/m2
3.1.2梁底模计算
取1 mm宽的多层板板带进行计算,
Ix=bh3/12=281.25mm4
Wx=bh2/6=37.5mm3
E=7.5×103N/ mm2,抗弯强度f=15N/ mm2
q1=(①+③)×1.2+④×1.4=0.04916N/mm,
面板按三等跨连续梁计算,荷载分布图如下:
q1=0.04916 N/mm
Mmax=-0.1 q1l2=0.1×0.04916×2002=196.64Nmm
强度验算:
σmax= Mmax/Wx=196.64/37.5=5.24<[f]=15N/mm2,满足。
挠度验算:
w=kwql4/(100EI)=0.04916*2004*0.677/(100*7500*281.25)=0.25<1mm,满足。
3.1.3梁底次龙骨计算
次龙骨用100×100方木,间距200mm,沿混凝土梁方向放置,梁底共计四道,主梁间距为900mm,垂直混凝土梁放置,次梁按三跨连续梁计算。
Ix=bh3/12=8.3×106mm4
Wx=bh2/6=1.6×105mm3
荷载计算:
q2=([①+②+③)×1.2+④×1.4]×200×10-6=9.844 N/mm
Mmax=-0.1q2l2=-0.1×9.208×9002=745848N.mm
σmax= Mmax/Wx=1325952/(1.6×105)=4.66<[f]=15N/mm2
wmax=0.644ql4/(100EI)=0.644*9.844×9004/(100×1.0×104×8.3×106)=0.50mm<l/1000=900/1000=0.9mm
3.1.4梁底主龙骨计算
主龙骨采用50×100×3.0方钢,间距900mm,垂直混凝土梁方向放置,钢管架支撑间距为600mm,主梁按单跨简支梁计算。
Ix=121200mm4 Wx=22420mm3 E=2.06×105N/mm2
荷载计算:
p=q2×900=9.844×900=8859.6N
Mmax=0.25q3l=0.25×8859.6×600=1.33*106N.mm
σmax= Mmax/Wx=1.65*106/22420=59.27<[f]=215 N/mm2
wmax=pl3/(48EI)= 8859.6×6003/(48×2.06×105×1121200)=0.17mm<l/500=600/500=1.2mm
3.1.5钢管脚手架计算
钢管架立管立于方木与方钢十字相交处,每区格面积为0.9m×0.6m=0.54m2,
每根立杆承受荷载为
0.54×[(①+②+③)×1.2+④×1.4]=0.54×49.22=26.58KN,
钢管脚手架自重:0.1409KN/m*7.5m*2=2.12KN
用φ48×3.5mm碗扣架A=489mm2,
钢管回转半径为:i=(d2+d12)1/2/4=(482+412)1/2/4=15.78mm
按强度计算:支柱的受压应力为
σ=N/A=27800/489=56.85N/mm2<215N/mm2,满足。
稳定性计算:根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)规定,立杆计算长度l0按以下公式计算。
l0=K1μh
l0=h+2a
其中,h-横杆步距,取1.2m
K1-计算长度附加系数,取1.155
μ-计算长度系数,取1.50
a-立杆上端伸出顶层横杆中心线直模板支撑点的长度,取a=0.40m
l0=1.155*1.5*1.2=2.079m
l0=1.2+2*0.4=2.0m
长细比λ= l0/i=2079/15.78=131.7
查《钢结构设计规范》(GBJ17-88)附表3.14-47得ψ=0.388
支柱的受压应力为:
σ=N/ψA=27800/(0.388×489)=146.5N/mm2<205N/mm2,满足。
3.2梁侧模板计算
梁侧模采用15mm厚的多层板后加50*100mm方木做竖肋间距260mm,用Φ48×3.5钢管做横楞。
3.2.1侧压力计算
新浇砼的侧压力:F1=0.22rc tβ1β2V1/2
砼重rc=24kn/m3 ,砼添加外加剂β1 =1.2,坍落度12~15cm,β2=1.15,砼浇注速度V=2m/h。浇注温度T=200C,t=200/(T+15)=5.714
F1=0.22×24×5.714×1.2×1.15×21/2=49.07kn/m2 (1)
F1=rcH=24×1.5=36 kN/m2 (2)
取(1)、(2)中最小值即:F1=36kN/m2×1.2=43.2kn/m2
查表得泵送砼侧压力:F2=3 kN/m2×1.4=4.2 kN/m2
侧压力F3= F1 +F2=43.2+4.2=47.4kN/m2。
3.2.2梁侧面板计算
取1mm宽的多层板带进行计算,竖肋间距为260mm。
Wx=bh2/6=1×152×1/6=37.5mm3
I=bh3/12=1×153/12=281.25mm4
弹性模量E=7.5×103 N/mm2,抗弯强度f=15 N/mm2。
荷载计算:q=0.0474N/mm2×1mm=0.0474N/mm
面板长度超过五跨,按五跨连续梁计算。
Mmax=-0.105ql2=0.105*0.0474*2602=336.4N.mm
强度计算:δmax= Mmax/rcWx=8.97<[f]=15N/mm2
挠度计算:V=0.644ql4/100EI=0.644*0.0474×2604/(100×7.5×103×281.25)=0.66<1mm
3.2.3梁侧竖肋计算
竖肋为50×100方木,竖向布置,间距为260mm。横楞选用2根Φ48×3.5钢管,间距为250mm/500mm/500mm/250mm。竖肋按两跨连续梁计算,不考虑两端悬臂部分对竖肋受力的有利作用。
Wx=bh2/6=1/6×50×1002=8.3×104 mm3
Ix=bh3/12=1/12×50×1003=4.1666×106 mm4
q1=F3×l=0.0474×260=12.32N/mm
Mmax=0.125*12.32*5002=385000 N.mm
σmax= Mmax/(rc·Wx)=365625/1×8.3×104=4.64N<[f]=15N 满足强度要求。
挠度计算:
Vmax=0.521*q1×l4/100EIx
=0.521*12.32*5004/100×10000×4.1666×106=0.1mm<800/200=4mm
满足挠度要求
3.2.4梁侧背楞计算
选用2根Φ48×3.5钢管,对拉螺栓间距为600mm。
Ix=2*121805mm4 Wx=2*5075mm3,
q=0.0474×500=23.7N/mm
内力计算:
Mmax=-0.105×q1×l2=0.105×23.7×6002=895860N.mm
σmax= Mmax/(rc·Wx)= 895860/1.0×5075×2=88.26N<[f]=215N 满足强度
挠度计算:
Vmax=0.644*q*l4/100EI=0.644*23.7*6004/100*206000*2*121805=0.79mm <600/500=1.2mm 满足挠度
3.2.5对拉螺栓计算
F5=F3×lxly=0.0474×500×600=14220N
选用M16螺栓,其对拉强度为43KN,满足要求。
4、高度等于800mm梁模板
4.1梁底模及支撑
选梁截面600×800mm为例,其支撑净高为7.5m,梁底模板采用15mm厚多层板模板,次龙骨选用100×100方木,间距为200mm,主龙骨选用100×100方木,支撑体系选用碗扣式脚手架
4.1.1荷载计算
①多层板自重 0.2KN/m2
②方木及方钢自重 0.25 KN/m2
③新浇砼自重 25.1*0.8=20.08KN/m2
④施工荷载 2.5KN/m2
4.1.2梁底模计算
取1 mm宽的多层板板带进行计算,
Ix=bh3/12=281.25mm4
Wx=bh2/6=37.5mm3
E=7.5×103N/ mm2,抗弯强度f=15N/ mm2
q1=(①+③)×1.2+④×1.4=0.0278N/mm,
面板按三等跨连续梁计算,荷载分布图如下:
q1=0.0278 N/mm
Mmax=-0.1 q1l2=0.1×0.0278×2002=111.2Nmm
强度验算:
σmax= Mmax/Wx=111.2/37.5=2.97<[f]=15N/mm2,满足。
挠度验算:
w=kwql4/(100EI)=0.0278*2004*0.677/(100*7500*281.25)=0.14<1mm,满足。
4.1.3梁底次龙骨计算
次龙骨用100×100方木,间距200mm,沿混凝土梁方向放置,梁底共计四道,主梁间距为900mm,垂直混凝土梁放置,次梁按三跨连续梁计算。
Ix=bh3/12=8.3×106mm4
Wx=bh2/6=1.6×105mm3
荷载计算:
q2=([①+②+③)×1.2+④×1.4]×200×10-6=5.63 N/mm
Mmax=-0.1q2l2=-0.1×5.63×9002=455803.2N.mm
σmax= Mmax/Wx=1325952/(1.6×105)=2.85<[f]=15N/mm2
wmax=0.644ql4/(100EI)=0.644*5.63×9004/(100×1.0×104×8.3×106)=0.29mm<l/1000=900/1000=0.9mm
4.1.4梁底主龙骨计算
主龙骨采用100*100方木,间距900mm,垂直混凝土梁方向放置,钢管架支撑间距为600mm,主梁按单跨简支梁计算。
Ix=121200mm4 Wx=22420mm3 E=2.06×105N/mm2
荷载计算:
p=q2×900=5.63×900=5040N
Mmax=5040×200=1.01*106N.mm
σmax= Mmax/Wx=1.01*106/(1.6×105)=6.3<[f]=15 N/mm2
wmax=pa(3*l2-4*a2)l3/(24EI)= 5040*200*(3*6002-4*2002) /(24×104×8.3×106)=0.47mm<l/500=600/500=1.2mm
4.1.5碗扣脚手架计算
碗扣架立管立于方木与方钢十字相交处,每区格面积为0.9m×0.6m=0.54m2,
每根立杆承受荷载为
0.54×[(①+②+③)×1.2+④×1.4]=0.54×28.14=15.19KN,
碗扣脚手架自重:0.1409KN/m*7.5m*2=2.12KN
用φ48×3.5mm碗扣架A=489mm2,
钢管回转半径为:i=(d2+d12)1/2/4=(482+412)1/2/4=15.78mm
按强度计算:支柱的受压应力为
σ=N/A=17310/489=35.41N/mm2<215N/mm2,满足。
稳定性计算:根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)规定,立杆计算长度l0按以下公式计算。
l0=K1μh
l0=h+2a
其中,h-横杆步距,取1.2m
K1-计算长度附加系数,取1.155
μ-计算长度系数,取1.50
a-立杆上端伸出顶层横杆中心线直模板支撑点的长度,取a=0.40m
l0=1.155*1.5*1.2=2.079m
l0=1.2+2*0.4=2.0m
长细比λ= l0/i=2079/15.78=131.7
查《钢结构设计规范》(GBJ17-88)附表3.14-47得ψ=0.388
支柱的受压应力为:
σ=N/ψA=17310/(0.388×489)=91.23N/mm2<205N/mm2,满足。
4.2梁侧模板计算
梁侧模采用15mm厚的多层板后加50*100mm方木做竖肋,间距300mm,用Φ48×3.5钢管做横楞。
4.2.1侧压力计算
新浇砼的侧压力:F1=0.22rc tβ1β2V1/2
砼重rc=24kn/m3 ,砼添加外加剂β1 =1.2,坍落度12~15cm,β2=1.15,砼浇注速度V=2m/h。浇注温度T=200C,t=200/(T+15)=5.714
F1=0.22×24×5.714×1.2×1.15×21/2=49.07kn/m2 (1)
F1=rcH=24×0.8=19.2 kN/m2 (2)
取(1)、(2)中最小值即:F1=19.2kN/m2×1.2=23.04kn/m2
查表得泵送砼侧压力:F2=3 kN/m2×1.4=4.2 kN/m2
侧压力F3= F1 +F2=23.04+4.2=27.24kN/m2。
4.2.2梁侧面板计算
取1mm宽的多层板带进行计算,竖肋间距为300mm。
Wx=bh2/6=1×152×1/6=37.5mm3
I=bh3/12=1×153/12=281.25mm4
弹性模量E=7.5×103 N/mm2,抗弯强度f=15 N/mm2。
荷载计算:q=0.0272N/mm2×1mm=0.0272N/mm
面板长度超过五跨,按五跨连续梁计算。
Mmax=-0.105ql2=0.105*0.0272*3002=257.04N.mm
强度计算:δmax= Mmax/rcWx=6.85<[f]=15N/mm2
挠度计算:V=0.644ql4/100EI=0.644*0.0272×3004/(100×7.5×103×281.25)=0.67<1mm
4.2.3梁侧竖肋计算
竖肋为50×100方木,竖向布置,间距为300mm。横楞选用2根Φ48×3.5钢管,居中布置,间距为400mm/400mm。竖肋按受力的最不利状态,即悬臂梁计算。
Wx=bh2/6=1/6×50×1002=8.3×104 mm3
Ix=bh3/12=1/12×50×1003=4.1666×106 mm4
q1=F3×l=0.0272*300=8.16N/mm
Mmax=0.5*8.16*4002=652800 N.mm
σmax= Mmax/(rc·Wx)=652800/1×8.3×104=7.87N<[f]=15N 满足强度要求。
挠度计算:
Vmax=0.125*q×l4/EIx
=0.125*8.16*4004/10000×4.1666×106=0.63mm<800/200=4mm
满足挠度要求
4.2.4梁侧背楞计算
选用2根Φ48×3.5钢管,对拉螺栓间距为800mm。
Ix=2*121805mm4 Wx=2*5075mm3,
q=0.0272×800=21.76N/mm
内力计算:
Mmax=-0.105×q1×l2=0.105×21.76×8002=1462272N.mm
σmax= Mmax/(rc·Wx)= 1462272/1.0×5075×2=144.07N<[f]=215N 满足强度
挠度计算:
Vmax=0.644*q*l4/100EI=0.644*21.76*8004/100*206000*2*121805=1.14mm <600/500=1.2mm 满足挠度
4.2.5对拉螺栓计算
F5=F3×lxly=0.0272×800×800=17408N
选用M16螺栓,其对拉强度为43KN,满足要求。
5、凌空墙模板及支撑
B1区和中心舞台区的凌空墙模板及支撑计算详见《北京电视中心凌空墙支撑架及悬挑架施工方案附件-计算书》。
6、86系列全钢大模板计算
墙体模板采用86系列全钢组合大模板,大模板结构形式为: 面板为6mm热轧平板,横边框及竖肋为8#槽钢,间距300mm;模板横楞为双10#槽钢,连接加强竖楞为双10#槽钢。穿墙螺栓采用M30,材料Q235。
6.1荷载计算
按GB 50204-2002,设墙体浇筑高度为7.65m,混凝土浇筑速度为2m/h,入模温度为15℃,坍落度为180mm,不加缓凝剂。
F=Min(0.22γctoβ1β2V1/2,γcH)
F1=0.22×24×200/ (15+15)×1.0×1.15×21/2
=57.2kN/m2
F2=24×7.65=183.6kN/m2
取F=57.2KN/ m2
砼倾倒荷载(采用导管供料):P=2kN/m2
有效压头高度h=57.2/24=2.383m,侧压力分布见下图。
6.2面板计算
6.2.1计算简图
面板为6mm钢板,取10mm宽板条计算,根据面板受力情况,按五跨连续梁计算,跨度为300mm。
6.2.2强度、刚度验算
取10mm宽板条为计算单元:
qf=1.2×57.2KN/ m2×10mm=0.69N/mm
qy=57.2KN/ m2×10mm=0.57N/mm
截面惯性矩:Ix=1/12×10×63=180mm4
截面抵抗矩:Wx=1/6×10×62=60mm3
内力计算:
Mmax=-0.105×q1×l2=0.105×0.69×3002=6520.5N.mm
σmax= Mmax/Wx= 6520.5/60=108.7N<[f]=215N 满足强度
挠度计算:
Vmax=0.644*q*l4/100EI=0.644*0.57*3004/100*206000*180=0.80mm≤1.0mm
且≤Lx/300=300/300=1.0mm
满足要求。
6.3竖肋计算(槽钢[8#)
6.3.1计算简图
槽钢[8#的几何特性:Ix=1010000mm4,Wx=25300mm3,A=1024.8 mm2。
竖肋以横楞为支座,按实际受力情况,模板底部横楞间距为700mm,竖肋处于混凝土侧压力矩形区,按五跨连续梁计算,跨度为700mm。
6.3.2强度、刚度验算
qf=1.2×57.2KN/ m2×0.3m=20.59N/mm
qy=57.2KN/ m2×0.3m=17.16N/mm
Mmax=-0.105×q1×l2=0.105×20.59×7002=1059355.5N.mm
竖肋与面板共同工作承受外力,计算时,先算出荷载作用下组合截面的应力值,再查表确定组合截面的有效宽度。
组合截面的形心:y1=S /A
面积矩:S=6×300×3+1024.8×46=52540.8mm3
截面积:A=6×300+1024.8=2824.8 mm2
y1=S /A=52540.8/2824.8=18.60 mm
y2=67.40mm
截面惯性矩:I=300×63/12+300×6×(18.60-3)2+1010000+1024.8×(67.40-40)2=2222826.85 mm4
截面抵抗矩:
W上=I/y1=2222826.85 /18.60=119506.82 mm3
W下=I/y2=2222826.85 /67.40=32979.63 mm3
σmax= Mmax/Wx=1059355.5/32979.63=32.12N<[f]=215N
根据 σ=32.12N/ mm2、b / h =300/6 =50 , 查《建筑施工手册(第四版)》(表8-78),得:b1=0,即可不考虑与面板的共同工作,仅由竖肋受力。
σ=Mmax/Wx=1059355.5/25300=41.87N<< [σ]=215N/ mm2
挠度计算:
Vmax=0.644*q*l4/100EI=0.644*17.16*7004/100*206000*1010000=0.13mm≤1.0mm
且≤Lx/300=300/300=1.0mm
满足要求。
6.4横楞计算(槽钢2-[10#)
6.4.1计算简图
槽钢2-[10#的几何特性:Ix=3960000mm4,
Wx=79400mm3, A=2549.6 mm2
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