350*1950梁模板(扣件钢管架支撑)计算书
计算依据:
《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008) 《建筑施工临时支撑结构技术规范》(JGJ300-2013) 《混凝土结构工程施工规范》(GB50666-2011) 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
一、参数信息_
梁段:WKL-16。
1.模板构造及支撑参数
(一) 构造参数
梁截面宽度(m) 楼层高度(m) 立杆沿梁跨度方向间距(m) 混凝土楼板厚度(mm) 梁底承重立杆根数 梁底承重立杆间距(mm) 0.35 10.02 0.4 梁截面高度(m) 结构表面要求 立杆步距(m) 120 1.95 隐藏 0.9 2 梁底两侧立杆间距(m) 250 0.25 (二) 支撑参数
梁底支撑钢管(mm) 钢管钢材品种 钢管屈服强度(N/mm2) Φ48×3 206000 205 钢材Q235钢(>16-40) 钢管弹性模量(N/mm2) 235 钢管抗拉/抗压/抗弯强度设计值(N/mm2) 钢管抗剪强度设计值(N/mm2) 120 钢管端面承压强度设计值(N/mm2) 325 2.荷载参数
新浇筑砼自重标准3值(kN/m) 砼对模板侧压力标准值(kN/m2) 24 19.2 钢筋自重标准值3(kN/m) 梁侧模板自重标准值(kN/m2) 0.25 1.5 0.3 梁底模板自重标准值(kN/m2) 3.梁侧模板参数
加固楞搭设形式:主楞竖向次楞横向设置; (一) 面板参数
面板材料 抗弯设计值(N/mm) 2桦木(平行方向)12mm厚覆面木胶合板 24 面板厚度(mm) 弹性模量(N/mm) 212 10000 (二) 主楞参数
主楞材料 钢材品种 屈服强度(N/mm2) 抗剪强度设计值2(N/mm) 2根Ф48×3.0钢管 钢材Q235钢(>16-40) 235 120 主楞间距(mm) 弹性模量(N/mm2) 抗拉/抗压/抗弯强度设计值(N/mm2) 端面承压强度设计值2(N/mm) 450 206000 205 325 (三) 次楞参数
次楞材料 木材品种 抗压强度设计值(N/mm2) 抗剪强度设计值(N/mm2) 1根40×90木方(宽度×高度mm) 太平洋海岸黄柏 13 次楞间距(mm) 弹性模量(N/mm) 抗弯强度设计值(N/mm2) 1.6 20,170*10 10000 15 (四) 加固楞支拉参数
支拉方式 螺栓直径 螺栓竖向间距(mm) 采用穿梁螺栓支拉 M14 螺栓水平间距(mm) 200,450*3 450 4.梁底模板参数
搭设形式为:2层梁上顺下横顶托承重; (一) 面板参数
面板材料 抗弯设计值(N/mm2) 桦木(平行方向)12mm厚覆面木胶合板 24 厚度(mm) 弹性模量(N/mm2) 12 10000 (二) 第一层支撑梁参数
材料 木材品种 抗压强度设计值2(N/mm) 抗剪强度设计值(N/mm) 21根40×90木方(宽度×高度mm) 太平洋海岸黄柏 13 根数 弹性模量(N/mm) 抗弯强度设计值2(N/mm) 1.6 24 10000 15 (三) 第二层支撑梁参数
材料 钢材品种 屈服强度(N/mm) 抗剪强度设计值(N/mm2) 21根Ф48×3.0钢管 钢材Q235钢(>16-40) 235 120 弹性模量(N/mm) 抗拉/抗压/抗弯强度设计值(N/mm2) 端面承压强度设计值(N/mm2) 2206000 205 325 __
30035030012厚覆面木胶合板19501根40×90木方(宽度×高度mm)2根Ф48×3.0钢管@450M14对拉螺栓35012厚覆面木胶合板1根Ф48×3.0钢管@4001002012001根40×90木方(宽度×高度mm)@117250 模板支撑体系剖面图 350400梁400250 模板支撑体系平面图 3501701701701701701701701701701701950200450450450 梁侧剖面图_ 二、梁侧模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。这里取面板的计算宽度为0.450m。 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: I = 450×123/12= 6.480×10mm4; W = 450×122/6 = 1.080×10mm3; 441.荷载计算及组合 (一) 新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k 实际计算中,采用用户输入的新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k=19.200 kN/m2; 砼侧压力的有效压头高度:h=F/γ=19.200/24.000=0.800m; (二) 砼下料产生的水平荷载标准值Q2k Q2k=2kN/m2; (三) 确定采用的荷载组合 计算挠度采用标准组合: q=19.200×1=19.200kN/m;
计算弯矩和剪力采用基本组合: 有效压头高度位置荷载:
q=0.9×1.1×(1.35×0.9×19.200+1.4×0.9×2)×1=25.590kN/m; 有效压头高度位置以下荷载:
q=0.9×1.1×1.35×0.9×19.200×1=23.095kN/m; 顶部荷载:
q=0.9×1.1×1.4×0.9×2×1=2.495kN/m;
2.内力计算
面板承受均布荷载作用,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
23.095kN/m25.59kN/m2.495kN/m1701701701701030170170170170170800170130
弯矩和剪力计算简图
0.0710570.0580.0550.0550.0.0520.0510.040.0220.0320.051
弯矩图(kN·m)
1.5482.0741.071971.9651.9341.9492.1.7131.3270.7550.5687240.9870.2.3781.8521.8849561.9931.9611.9771.1.434
剪力图(kN)
19.2kN/m1701701701701030170170170170170800170130
变形计算简图
0.162
变形图(mm) 经过计算得到:
从左到右各支座力分别为:
N1=1.548kN N2=4.452kN N3=3.786kN N4=3.963kN N5=3.921kN N6=3.910kN N7=4.049kN N8=3.598kN N9=2.761kN N10=1.742kN N11=1.292kN
最大弯矩 M= 0.071kN·m 最大剪力:V= 2.378kN 最大变形:ν= 0.162mm 最大支座反力:F= 4.452kN
3.面板计算
(一) 面板抗弯强度计算
σ =M/W=0.071×106/1.080×10 =6.530N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=6.530N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=24N/mm2,满足要求!
(二) 面板挠度计算
容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.162mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第2跨最大挠度为0.035mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第3跨最大挠度为0.069mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第4跨最大挠度为0.060mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第5跨最大挠度为0.062mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第6跨最大挠度为0.063mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第7跨最大挠度为0.061mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第8跨最大挠度为0.041mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第9跨最大挠度为0.030mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第10跨最大挠度为0.013mm,容许挠度为0.680mm,满足要求! 第11跨最大挠度为0.036mm,容许挠度为0.520mm,满足要求! 各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
4
三、梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞采用1根40×90木方(宽度×高度mm)为一组,共11组。 次楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=1×40×903/12 = 2.430×10 mm4; W=1×40×902/6 = 5.400×10 mm3; E=10000 N/mm2;
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。 次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
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(a) 计算弯矩和剪力采用:q = 4.452/1=4.452 kN/m; (b) 计算挠度采用:q = 3.701/1=3.701 kN/m; 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×4.452×0.452=0.090kN.m 最大剪力 V=0.6ql=0.6×4.452×0.45=1.202kN 最大支座力 N=1.1ql =1.1×4.452×0.45=2.204kN
最大变形 ν= 0.677ql4/100EI=0.677×3.701×4504/(100×10000.000×2.430×10)=0.042mm
(1) 次楞抗弯强度计算
σ =M/W=0.090×106/5.400×10 =1.670N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=1.670N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=15N/mm2,满足要求!
(2) 次楞抗剪强度计算
τ =VS0/Ib=1.202×1000×40500/(2.430×10×40)=0.501N/mm2;
实际剪应力计算值 0.501 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=1.600 N/mm2,满足要求!
(3) 次楞挠度计算 最大挠度:ν =0.042mm;
容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=1.800mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.042mm小于最大允许挠度值:[ν] =1.800mm,满足要求!
6
4
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2.主楞计算
主楞采用2根Ф48×3.0钢管为一组,间距450mm。 主楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=2×10.78×104= 2.156×10 mm4; W=2×4.49×103= 8.980×10 mm3; E=206000 N/mm2;
主楞承受次楞传递的集中力,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内
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力、变形图如下:
2.204kN1.961kN1.935kN1.781kN0.862kN0.766kN1.874kN1.941kN2.004kN1.367kN0.64kN200170170450170170450170170170450170170280170130
弯矩和剪力计算简图
0.2190.130.1840.0870060.0160.0.1290.0890.1980.0960.0610.0580.076
弯矩图(kN·m)
3.2121.9811.2710.1070.7661.8552.972.6690.6650.4850.8811.7442.2660.64
剪力图(kN)
1.832kN1.632kN1.621kN1.299kN0.265kN0.637kN1.558kN1.61kN1.588kN0.949kN0.6kN200170170450170170450170170170450170170280170130
变形计算简图
0.0130.061
变形图(mm) 经过计算得到:
最大弯矩 M= 0.219kN·m
最大剪力:V= 3.212 kN 最大变形:ν= 0.061mm 最大支座反力:F= 5.066kN (1) 主楞抗弯强度计算
σ =M/W=0.219×106/8.980×10 =24.431N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=24.431N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2) 主楞抗剪强度计算
τ =VS0/Itw=1.606×1000×6084/(2.156×10×3)=15.105N/mm2;
实际剪应力计算值 15.105 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=120.000 N/mm2,满足要求!
(3) 主楞挠度计算
容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.061mm,容许挠度为0.800mm,满足要求! 第2跨最大挠度为0.015mm,容许挠度为1.800mm,满足要求! 第3跨最大挠度为0.027mm,容许挠度为1.800mm,满足要求! 第4跨最大挠度为0.018mm,容许挠度为1.800mm,满足要求! 第5跨最大挠度为0.013mm,容许挠度为1.120mm,满足要求! 各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
5
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3.穿梁螺栓计算
验算公式如下: N<[N]= f×A
其中 N -- 穿梁螺栓所受的拉力; A -- 穿梁螺栓有效面积 (mm2);
f -- 穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 穿梁螺栓型号: M14 ;查表得: 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm;
穿梁螺栓有效面积: A = 105 mm;
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力: N =5.066 kN。
穿梁螺栓所受的最大拉力 N=5.066kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,满足要求!
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四、梁底模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。取面板的计算宽度为1m。 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: I = 1000×12/12= 1.440×10mm; W = 1000×122/6 = 2.400×10mm3;
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1.荷载计算及组合
模板自重标准值G1k=0.25×1=0.250 kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×1×1.95=46.800 kN/m; 钢筋自重标准值G3k=1.5×1×1.95=2.925 kN/m; 永久荷载标准值Gk= G1k+ G2k+ G3k=49.975 kN/m;
施工人员及设备产生的荷载标准值Q1k=2.5×1=2.500 kN/m; (1) 计算挠度采用标准组合: q=49.975kN/m; (2) 计算弯矩采用基本组合:
q=0.9×1.1×(1.35×1×49.975+1.4×0.9×2.500)=69.910kN/m;
2.内力计算
根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下: (1)基本组合荷载作用下的内力计算
69.91kN/m116116116
弯矩和剪力计算简图
0.0940.075
弯矩图(kN·m)
3.2444.0554.8664.8664.0553.244
剪力图(kN) 经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=3.244kN N2=8.921kN N3=8.921kN N4=3.244kN
(2)标准组合荷载作用下的内力计算
49.975kN/m116116116
弯矩和剪力计算简图
2.3192.8993.4783.4782.8992.319
剪力图(kN)
0.0030.043
变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=2.319kN N2=6.377kN N3=6.377kN N4=2.319kN
(3)面板计算采用的计算结果
最大弯矩 M= 0.094kN•m 最大变形 ν= 0.043mm
3.面板抗弯强度验算
σ = M/W =0.094×106/2.400×10 =3.920N/mm2;
实际弯曲应力计算值 σ=3.920N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=24N/mm2,满足要求!
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4.面板挠度验算
最大挠度:ν = 0.043mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=0.467mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.043mm小于最大允许挠度值:[ν] =0.467mm,满足要求!
五、梁底支撑梁的计算
1.第一层支撑梁的计算
支撑梁采用1根40×90木方(宽度×高度mm),共4组,均匀布置在梁底。 支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=1×40×903/12 = 2.430×10 mm4; W=1×40×902/6 = 5.400×10 mm3; E=10000 N/mm2;
支撑梁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。 支撑梁均布荷载计算:
(1) 计算弯矩和剪力采用(考虑支撑梁自重):
q = 8.921+0.029=8.950 kN/m; (2) 计算挠度采用(考虑支撑梁自重):
q = 6.377+0.022=6.398 kN/m;
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×8.950×0.42=0.143kN.m 最大剪力 V=0.6ql=0.6×8.950×0.4=2.148kN 最大支座力 N=1.1ql =1.1×8.950×0.4=3.938kN
最大变形 ν= 0.677ql4/100EI=0.677×6.398×4004/(100×10000.000×2.430×10)=0.046mm
(一) 支撑梁抗弯强度计算
σ =M/W=0.143×106/5.400×10 =2.652N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=2.652N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=15N/mm2,满足要求!
(二) 支撑梁抗剪计算
τ =VS0/Ib=2.148×1000×40500/(2.430×10×40)=0.895N/mm2;
实际剪应力计算值 0.895 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=1.600 N/mm2,满足要求!
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(三) 支撑梁挠度计算 最大挠度:ν =0.046mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=1.600mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.046mm小于最大允许挠度值:[ν] =1.600mm,满足要求!
2.第二层支撑梁的计算
支撑梁采用1根Ф48×3.0钢管,间距400mm。
支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=1×10.78×104= 1.078×10 mm4; W=1×4.49×103= 4.490×10 mm3; E=206000 N/mm2; (一) 荷载计算及组合:
(1) 第二层支撑梁承受第一层支撑梁传递的集中力
按照第一层支撑梁的计算方法计算,这里给出计算结果。 计算弯矩和剪力时从左至右各集中力依次为:
N1=1.440kN N2=3.938kN N3=3.938kN N4=1.440kN
计算挠度时从左至右各集中力依次为:
N1=1.030kN N2=2.815kN N3=2.815kN N4=1.030kN
(2) 梁侧模板传递的自重荷载:
计算弯矩和剪力时N=1.35×0.3×1.83×0.4=0.296 kN; 计算挠度时N=0.3×1.83×0.4=0.220 kN。
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(3) 第二层支撑梁自重均布荷载:
计算弯矩和剪力时取0.045kN/m; 计算挠度时取0.033 kN/m。 (二) 支撑梁验算
根据前面计算的荷载组合,取结构最不利状态进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
1.737kN3.938kN0.045kN3.938kN/m1.737kN150250150100117117117100
弯矩和剪力计算简图
0.0870.0870.1760.1760.176
弯矩图(kN·m)
3.9433.941.7431.7410.0030.0040.0040.0031.7411.7433.943.943
剪力图(kN)
1.249kN2.815kN0.033kN2.815kN/m1.249kN150250150100117117117100
变形计算简图
0.0540.0540.038
变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=5.687kN N2=5.687kN 计算得到:
最大弯矩:M= 0.176kN.m 最大剪力:V= 3.943kN 最大变形:ν= 0.054mm 最大支座反力:F= 5.687kN (1) 支撑梁抗弯强度计算
σ =M/W=0.176×106/4.490×10 =39.125N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=39.125N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2) 支撑梁抗剪计算
τ =VS0/Itw=3.943×1000×3042/(1.078×10×3)=37.094N/mm2;
实际剪应力计算值 37.094 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=120.000 N/mm2,满足要求!
(3) 支撑梁挠度计算 最大挠度:ν =0.054mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.054mm,容许挠度为0.600mm,满足要求! 第2跨最大挠度为0.038mm,容许挠度为1.000mm,满足要求! 第3跨最大挠度为0.054mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
5
3
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
六、稳定性计算
1.基础数据计算
(1) 风荷载标准值
计算风荷载标准值Wk=μz•μs•ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照荷载规范规定采用:ω0=0.25 kN/m2;
μs -- 风荷载体型系数:μs=0.295;
μz -- 风荷载高度变化系数,按照荷载规范的规定采用:
μz=1.000;
经计算得到,风荷载标准值为:
Wk=1.000×0.295×0.25=0.074 kN/m2; (2) 验算立杆长细比λ,确定稳定系数φ 立杆计算长度按下式计算
l0=βHβaμh
式中:μ——立杆计算长度系数,查表取值,得μ=1.632 βa——扫地杆高度与悬臂长度修正系数,查表取值,得βa=1.182; βH——高度修正系数,查表取值,得βH=1.110; h——立杆步距(mm)。
带入数值得,l0=1.110×1.182×1.632×0.9=1.927m 立杆长细比
λ=lo/i=1.927/1.59×10-2=121.21
λ= 121.21,查稳定系数表得,φ=0.445
梁底立杆步距进行加密,得加密区立杆的稳定系数 φ’=1.2φ=1.2×0.445=0.534
立杆长细比验算: 实际长细比λ= 121.21 小于立杆允许长细比180,满足要求!
(3) 计算弯矩设计值
立杆的弯矩设计值M
M=γQMLK =1.4×0.074×0.4×0.92/10=0.003kN·m
2.立杆的轴向力设计值N
脚手架钢管的自重:N1 = 1.2×0.125×7.920=1.185 kN; 纵向钢管的最大支座反力:N2 =5.687 kN; 不组合风荷载时,立杆的轴向力设计值
N =N1+N2=1.185+5.687=6.872 kN; 组合风荷载时,立杆的轴向力设计值
N =N1+N2=1.185+5.687=6.872 kN;
3.单元框架稳定性验算
不组合风荷载时:
σ = N/(φA)=6.872×103/(0.445×4.24×102) = 36.44N/mm2;
不组合风荷载时,钢管立杆稳定性计算 σ = 36.44N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205N/mm2,满足要求!
七、支撑架抗倾覆验算
架体整体抗倾覆稳定性应按下式计算:
式中:gk——支撑结构自重标准值与受风面积的比值(kN/m2),gk=G2K/LH;
G2K——支撑结构自重标准值(kN); L——支撑结构纵向长度(m); B——支撑结构横向长度(m); H——支撑结构高度(m); ωk——风荷载标准值(kN/m2)。
带入数值得 H/B=10.02/4=2.505
0.54gk/ωk=0.54×0.125×4×6×10.02/(7×10.02×0.074)=3.132
经比较,H/B≤0.54gk/ωk,支撑架抗倾覆验算满足要求!
120厚板模板(扣件钢管架支撑)计算书
计算依据:
《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008) 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
一、参数信息_
1.模板构造及支撑参数
(一) 构造参数
楼层高度(m) 楼板厚度(mm) 立杆纵向间距(m) 10.02 120 0.8 结构表面要求 立杆步距(m) 立杆横向间距(m) 隐藏 1.8 0.8 (二) 支撑参数
板底支撑钢管(mm) 钢管钢材品种 钢管屈服强度(N/mm2) 钢管抗剪强度设计值(N/mm2) Φ48×3 206000 205 325 钢材Q235钢(>16-40) 钢管弹性模量(N/mm2) 235 120 钢管抗拉/抗压/抗弯强度设计值(N/mm2) 钢管端面承压强度设计值(N/mm2) 2.荷载参数
新浇筑砼自重标准值(kN/m3) 24 钢筋自重标准值(kN/m3) 0.25 1.1 板底模板自重标准值(kN/m2)
3.板底模板参数
搭设形式为:2层梁扣件承重; (一) 面板参数
面板材料 抗弯设计值(N/mm2) 桦木(平行方向)15mm厚覆面木胶合板 22 面板厚度(mm) 弹性模量(N/mm2) 15 10000 (二) 第一层支撑梁参数板底
材料 木材品种 抗压强度设计值(N/mm2) 抗剪强度设计值(N/mm2) 1根40×90木方(宽度×高度mm) 东北落叶松 15 间距(mm) 弹性模量(N/mm2) 抗弯强度设计值(N/mm2) 1.6 200 10000 17 __
板段:板厚120。
15厚覆面木胶合板1根40×90木方(宽度×高度mm)@2001根Φ48×3钢管@80010020剪刀撑(按规范构造要求设置)800800 模板支撑体系剖面图 800800800800 钢管排列平面示意图_ 二、模板面板计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。这里取面板的计算宽度为0.800m。 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: I = 800×153/12= 2.250×10mm4; W = 800×152/6 = 3.000×10mm3;
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1.荷载计算及组合
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.800 + 24×0.800×0.12 + 1.1×0.800×0.12=2.610 kN/m;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.800=2.000 kN/m; 计算模板面板时用集中活荷载进行验算P=2.5 kN; (1) 计算挠度采用标准组合: q=2.610kN/m; (2) 计算弯矩采用基本组合:
A 永久荷载和均布活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×2.610 =2.818kN/m; q2=0.9×1.4×2.000 =2.520kN/m; 由永久荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.35×2.610=3.171kN/m; q2=0.9×1.4×0.7×2.000=1.764kN/m; B 永久荷载和集中活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×2.610 =2.818kN/m; P1=0.9×1.4×2.5 =3.150kN; 由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×1.35×2.610 =3.171kN/m; P2=0.9×1.4×0.7×2.5 =2.205kN;
2.面板抗弯强度验算
σ = M/W < [f]
其中:W -- 面板的截面抵抗矩,W =3.000×10mm;
M -- 面板的最大弯矩(N·mm), M=max(Ma,Mb)=0.143kN·m; Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2=0.100×2.818×0.22 +0.117×2.520×0.22=0.023kN·m;
Mb=0.080×q×l2+0.213×P×l=0.080×2.818×0.22 +0.213×3.150×0.2=0.143kN·m;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 0.143×106/3.000×10=4.774N/mm;
实际弯曲应力计算值σ =4.774N/mm2 小于抗弯强度设计值[f] =22N/mm2,满足要求!
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2.面板挠度验算
ν =0.677ql4/(100EI)≤[ν]
其中:q--作用在模板上的压力线荷载:q = 2.610kN/m; l-面板计算跨度: l =200mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 10000N/mm; I--截面惯性矩: I =2.250×10mm4;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=0.800mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×2.610×2004/(100×10000×2.250×10)=0.013mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.013mm小于最大允许挠度值:[ν] =0.800mm,满足要求!
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三、板底支撑梁的计算
1.第一层支撑梁的计算
支撑梁采用1根40×90木方(宽度×高度mm),间距200mm。 支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=1×40×903/12 = 2.430×10 mm4;
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W=1×40×90/6 = 5.400×10 mm; E=10000 N/mm2; (一) 荷载计算及组合:
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.2 + 24×0.2×0.12 + 1.1×0.2×0.12=0.652 kN/m;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.2=0.500 kN/m; 计算第一层支撑梁时用集中活荷载进行验算P=2.5 kN; (1) 计算挠度采用标准组合(考虑支撑梁自重): q=0.652+0.0216=0.674kN/m;
(2) 计算弯矩和剪力采用基本组合(考虑支撑梁自重):
A 永久荷载和均布活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×(0.652+0.0216) =0.728kN/m; q2=0.9×1.4×0.500 =0.630kN/m; 由永久荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.35×(0.652+0.0216) =0.819kN/m; q2=0.9×1.4×0.7×0.500 =0.441 kN/m; B 永久荷载和集中活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q=0.9×1.2×(0.652+0.0216) =0.728kN/m; P=0.9×1.4×2.5 =3.150kN; 由永久荷载效应控制的组合:
q=0.9×1.35×(0.652+0.0216) =0.819kN/m; P=0.9×1.4×0.7×2.5 =2.205kN; (二) 荷载效应计算
支撑梁直接承受模板传递的荷载,按照三跨连续梁计算。作用荷载分为“永久荷载和均布活荷载组合”和“永久荷载和集中活荷载组合”两种情况,为了精确计算受
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力,把永久荷载和活荷载分开计算效应值,查《模板规范(JGJ162-2008)》附录C表C.1-2确定内力系数。
(1) 最大弯矩M计算
最大弯矩M=max(Ma,Mb)=0.574kN·m; A 永久荷载和均布活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的弯矩效应值最大 Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2
=0.100×0.728×0.82+0.117×0.63×0.82 =0.094kN·m;
B 永久荷载和集中活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的弯矩效应值最大 Mb=0.080×q×l2+0.213×P×l
=0.080×0.728×0.82+0.213×3.150×0.8=0.574kN·m;
(2) 最大剪力V计算
最大剪力V=max(Va,Vb)=2.476 kN; A 永久荷载和均布活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的剪力效应值最大 Va=0.600×q1×l+0.617×q2×l
=0.600×0.728×0.8+0.617×0.630×0.8=0.660kN; B 永久荷载和集中活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的剪力效应值最大
Vb=0.600×q×l+0.675×P
=0.600×0.728×0.8+0.675×3.150=2.476kN;
(3) 最大变形ν计算
ν= 0.677ql4/(100EI)=0.677×0.674×8004/(100×10000.000×2.430×10)=0.077mm
(三) 支撑梁验算 (1) 支撑梁抗弯强度计算
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σ=M/W=0.574×10/5.400×10 =10.630N/mm
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实际弯曲应力计算值σ =10.630N/mm2 小于抗弯强度设计值[f] =17N/mm2,满足要求!
(2) 支撑梁抗剪计算
τ =VS0/Ib=2.476×1000×40500/(2.430×10×40)=1.032N/mm2;
实际剪应力计算值 1.032 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=1.600 N/mm2,满足要求!
(3) 支撑梁挠度计算 最大挠度:ν =0.077mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=3.200mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.077mm小于最大允许挠度值:[ν] =3.200mm,满足要求!
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2.第二层支撑梁的计算
支撑梁采用1根Φ48×3钢管为一组,间距800mm。 支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=10.78×104= 1.078×10 mm4; W=4.49×103= 4.490×10 mm3; E=206000 N/mm2; (一) 荷载计算及组合
第二层支撑梁按照三跨连续梁计算,第一层支撑梁所施加的集中荷载简化为均布荷载作用于第二层支撑梁上。
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.8 + 24×0.8×0.12 + 1.1×0.8×0.12 + 1/0.2×0.8×0.0216=2.696 kN/m;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.8=1.200 kN/m; (1) 计算挠度采用标准组合(考虑支撑梁自重): q=2.696+0.0333=2.7293kN/m;
(2) 计算弯矩和剪力采用基本组合(考虑支撑梁自重):
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由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×(2.696+0.0333) =2.948kN/m; q2=0.9×1.4×1.200 =1.512kN/m; 由永久荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.35×(2.696+0.0333) =3.316kN/m; q2=0.9×1.4×0.7×1.200 =1.058 kN/m; (二) 荷载效应计算 (1) 最大弯矩M计算
最大弯矩M=max(Ma,Mb)=0.302kN·m; Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2
=0.100×2.948×0.82+0.117×1.512×0.82 =0.302kN·m;
Mb=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2
=0.100×3.316×0.82+0.117×1.058×0.82=0.291kN·m; (2) 最大剪力V计算
最大剪力V=max(Va,Vb)=2.161 kN; Va=0.600×q1×l+0.617×q2×l
=0.600×2.948×0.8+0.617×1.512×0.8=2.161kN; Vb=0.600×q1×l+0.617×q2×l
=0.600×3.316×0.8+0.617×1.058×0.8=2.114kN; (3) 最大变形ν计算
ν= 0.677ql4/(100EI)=0.677×2.729×8004/(100×206000×1.078×10)=0.341mm;
(4) 最大支座反力Q计算
最大支座反力Q=max(Qa,Qb)=4.045 kN; Qa=1.1×q1×l+1.2×q2×l
=1.1×2.948×0.8+1.2×1.512×0.8=4.045kN; Qb=1.1×q1×l+1.2×q2×l
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=1.1×3.316×0.8+1.2×1.058×0.8=3.934kN;
(三) 支撑梁验算 (1) 支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.302×106/4.490×10 =67.231N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=67.231N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2) 支撑梁抗剪计算
τ =VS0/Itw=2.161×1000×3042/(1.078×10×3)=20.329N/mm;
实际剪应力计算值 20.329 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=120.000 N/mm2,满足要求!
(3) 支撑梁挠度计算 最大挠度:ν =0.341mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=3.200mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.341mm小于最大允许挠度值:[ν] =3.200mm,满足要求!
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3.扣件抗滑力的计算
n=R/Rc=1个
其中 n -- 立杆上设置用于承担水平横杆传递给立杆支座反力的扣件数; R -- 水平杆传递给立杆的竖向作用力设计值,取4.045 kN; Rc -- 1个扣件的抗滑承载力设计值,Rc=8×0.75=6 kN;
立杆上必须安装1个扣件用于承担水平横杆传递给立杆的支座反力,请检查实际搭设情况,如果扣件数不足,必须增加。
四、立杆的稳定性计算
1.基础数据计算
(一) 立杆的轴向力设计值N
(1) 上部结构传递到立杆的轴向力设计值N1
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.8×0.8 + 24×0.8×0.8 ×0.12 + 1.1
×0.8×0.8×0.12 + 1/0.2×0.8×0.0216 + 0.8×0.0333=2.201 kN;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=1×0.8×0.8=0.640 kN/m; 上部结构传递到立杆的轴向力设计值N1=max(Na,Nb)=3.238kN;
由可变荷载效应控制的组合:
Na=0.9×(1.2×2.201+1.4×0.640) =3.183kN; 由永久荷载效应控制的组合:
Nb=0.9×(1.35×2.201+1.4×0.7×0.640) =3.238kN; (2) 脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.130×(10.02-0.12)=1.549 kN; (3) 立杆的轴向力设计值N
计算顶部立杆时:N=N1=3.238kN ;
计算底部立杆时:N=N1+N2=3.238+1.549=4.788kN; (二) 验算立杆长细比λ,确定稳定系数φ λ=lo/i
其中: λ -- 立杆长细比; lo -- 立杆计算长度;
i -- 立杆的截面回转半径,i=1.590×10-2 m; (1) 顶部立杆段计算λ
λ=1.8/(1.590×10-2)=113.208;查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ= 0.474;
(2) 底部立杆段计算λ
λ=1.8/(1.590×10-2)=113.208;查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ= 0.474;
(3) 验算立杆长细比
钢管立杆长细比λ= 113.208 小于钢管立杆允许长细比150.000,满足要求!
(三) 风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw 计算风荷载标准值Wk=μz•μs•ω0
其中 μz -- 风荷载高度变化系数,按照荷载规范的规定采用:
脚手架顶部μz=0.650,脚手架底部μz=0.650;
μs -- 风荷载体型系数:μs=1.3φ=1.3×0.123=0.160;φ为挡风系数。
ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照荷载规范规定采用:ω0=0.25 kN/m2; 经计算得到,风荷载标准值为:
脚手架顶部Wk=0.650×0.160×0.25=0.026 kN/m2; 脚手架底部Wk=0.650×0.160×0.25=0.026 kN/m2; 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩: Mw=0.9×1.4WkLh2/10
脚手架顶部Mw=0.9×1.4×0.026×0.8×1.82/10=0.008 kN•m; 脚手架底部Mw=0.9×1.4×0.026×0.8×1.82/10=0.008 kN•m;
2.立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ = N/(φA) + Mw/W + Me/W ≤[f] 其中: σ -- 钢管立杆应力计算值(N/mm2); A -- 立杆净截面面积: A = 4.24×102 mm2; Mw -- 风荷载设计值产生的弯矩; W -- 立杆截面模量:W = 4.49×103 mm3; Me -- 竖向力有偏心距时产生的弯矩;
Me = N1×e=3.238×100×10-3=0.324 kN•m; [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; 顶部立杆应力计算值:
σ1=3.238×103/(0.474×4.24×102)+0.008×106/(4.49×103)+0.324×106/(4.49×103)=90.124 N/mm2;
底部立杆应力计算值:
σ=4.788×103/(0.474×4.24×102)+0.008×106/(4.49×103)=25.710 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 90.124N/mm 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
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110厚板模板(扣件钢管架支撑)计算书
计算依据:
《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008) 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
一、参数信息_
1.模板构造及支撑参数
(一) 构造参数
楼层高度(m) 楼板厚度(mm) 立杆纵向间距(m) 8.65 110 0.8 结构表面要求 立杆步距(m) 立杆横向间距(m) 隐藏 1.8 0.8 (二) 支撑参数
板底支撑钢管(mm) 钢管钢材品种 钢管屈服强度2(N/mm) 钢管抗剪强度设计值(N/mm2) Φ48×3 2钢材Q235钢(>16-40) 钢管弹性模量(N/mm) 235 120 钢管抗拉/抗压/抗弯2强度设计值(N/mm) 钢管端面承压强度设计值(N/mm2) 206000 205 325 2.荷载参数
新浇筑砼自重标准值(kN/m3) 24 钢筋自重标准值(kN/m3) 0.25 1.1 板底模板自重标准值(kN/m2) 3.板底模板参数
搭设形式为:2层梁扣件承重; (一) 面板参数
面板材料 抗弯设计值(N/mm) 2桦木(平行方向)15mm厚覆面木胶合板 22 面板厚度(mm) 弹性模量(N/mm) 215 10000 (二) 第一层支撑梁参数板底
材料 木材品种 抗压强度设计值(N/mm2) 抗剪强度设计值(N/mm2) 1根40×90木方(宽度×高度mm) 东北落叶松 15 间距(mm) 弹性模量(N/mm2) 抗弯强度设计值(N/mm2) 1.6 200 10000 17 4.地基参数
土类型 立杆基础底面面积(m) 2素填土 0.25 承载力标准值(kPa) 承载力调整系数 85 0.8 __
板段:板厚110。
15厚覆面木胶合板1根40×90木方(宽度×高度mm)@2001根Φ48×3钢管@8008650剪刀撑(按规范构造要求设置)800800 模板支撑体系剖面图 800800800800 钢管排列平面示意图_ 二、模板面板计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。这里取面板的计算宽度为0.800m。 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: I = 800×15/12= 2.250×10mm; W = 800×152/6 = 3.000×10mm3; 43541.荷载计算及组合 永久荷载标准值Gk= 0.25×0.800 + 24×0.800×0.11 + 1.1×0.800×0.11=2.409 kN/m; 施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.800=2.000 kN/m; 计算模板面板时用集中活荷载进行验算P=2.5 kN; (1) 计算挠度采用标准组合: q=2.409kN/m; (2) 计算弯矩采用基本组合: A 永久荷载和均布活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×2.409 =2.602kN/m;
q2=0.9×1.4×2.000 =2.520kN/m; 由永久荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.35×2.409=2.927kN/m; q2=0.9×1.4×0.7×2.000=1.764kN/m; B 永久荷载和集中活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×2.409 =2.602kN/m; P1=0.9×1.4×2.5 =3.150kN; 由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×1.35×2.409 =2.927kN/m; P2=0.9×1.4×0.7×2.5 =2.205kN;
2.面板抗弯强度验算
σ = M/W < [f]
其中:W -- 面板的截面抵抗矩,W =3.000×10mm3;
M -- 面板的最大弯矩(N·mm), M=max(Ma,Mb)=0.143kN·m; Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2=0.100×2.602×0.22 +0.117×2.520×0.22=0.022kN·m;
Mb=0.080×q×l2+0.213×P×l=0.080×2.602×0.22 +0.213×3.150×0.2=0.143kN·m;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 0.143×106/3.000×10=4.750N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ =4.750N/mm 小于抗弯强度设计值[f] =22N/mm,满足要求!
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2.面板挠度验算
ν =0.677ql4/(100EI)≤[ν]
其中:q--作用在模板上的压力线荷载:q = 2.409kN/m; l-面板计算跨度: l =200mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 10000N/mm; I--截面惯性矩: I =2.250×10mm4;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=0.800mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×2.409×2004/(100×10000×2.250×10)=0.012mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.012mm小于最大允许挠度值:[ν] =0.800mm,满足要求!
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三、板底支撑梁的计算
1.第一层支撑梁的计算
支撑梁采用1根40×90木方(宽度×高度mm),间距200mm。 支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: I=1×40×903/12 = 2.430×10 mm4; W=1×40×902/6 = 5.400×10 mm3; E=10000 N/mm2; (一) 荷载计算及组合:
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.2 + 24×0.2×0.11 + 1.1×0.2×0.11=0.602 kN/m;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.2=0.500 kN/m; 计算第一层支撑梁时用集中活荷载进行验算P=2.5 kN; (1) 计算挠度采用标准组合(考虑支撑梁自重): q=0.602+0.0216=0.6238kN/m;
(2) 计算弯矩和剪力采用基本组合(考虑支撑梁自重):
A 永久荷载和均布活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×(0.602+0.0216) =0.674kN/m; q2=0.9×1.4×0.500 =0.630kN/m;
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由永久荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.35×(0.602+0.0216) =0.758kN/m; q2=0.9×1.4×0.7×0.500 =0.441 kN/m; B 永久荷载和集中活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合:
q=0.9×1.2×(0.602+0.0216) =0.674kN/m; P=0.9×1.4×2.5 =3.150kN; 由永久荷载效应控制的组合:
q=0.9×1.35×(0.602+0.0216) =0.758kN/m; P=0.9×1.4×0.7×2.5 =2.205kN; (二) 荷载效应计算
支撑梁直接承受模板传递的荷载,按照三跨连续梁计算。作用荷载分为“永久荷载和均布活荷载组合”和“永久荷载和集中活荷载组合”两种情况,为了精确计算受力,把永久荷载和活荷载分开计算效应值,查《模板规范(JGJ162-2008)》附录C表C.1-2确定内力系数。
(1) 最大弯矩M计算
最大弯矩M=max(Ma,Mb)=0.571kN·m; A 永久荷载和均布活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的弯矩效应值最大 Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2
=0.100×0.674×0.82+0.117×0.63×0.82 =0.090kN·m;
B 永久荷载和集中活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的弯矩效应值最大 Mb=0.080×q×l2+0.213×P×l
=0.080×0.674×0.82+0.213×3.150×0.8=0.571kN·m;
(2) 最大剪力V计算
最大剪力V=max(Va,Vb)=2.450 kN; A 永久荷载和均布活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的剪力效应值最大 Va=0.600×q1×l+0.617×q2×l
=0.600×0.674×0.8+0.617×0.630×0.8=0.634kN; B 永久荷载和集中活荷载组合
经过系统电算,采用以下荷载组合的剪力效应值最大
Vb=0.600×q×l+0.675×P
=0.600×0.674×0.8+0.675×3.150=2.450kN;
(3) 最大变形ν计算
ν= 0.677ql4/(100EI)=0.677×0.624×8004/(100×10000.000×2.430×10)=0.071mm
(三) 支撑梁验算 (1) 支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.571×106/5.400×10 =10.579N/mm2
实际弯曲应力计算值σ =10.579N/mm2 小于抗弯强度设计值[f] =17N/mm2,满足要求!
(2) 支撑梁抗剪计算
τ =VS0/Ib=2.450×1000×40500/(2.430×10×40)=1.021N/mm2;
实际剪应力计算值 1.021 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=1.600 N/mm2,满足要求!
(3) 支撑梁挠度计算 最大挠度:ν =0.071mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=3.200mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.071mm小于最大允许挠度值:[ν] =3.200mm,满足要求!
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2.第二层支撑梁的计算
支撑梁采用1根Φ48×3钢管为一组,间距800mm。 支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=10.78×10= 1.078×10 mm; W=4.49×103= 4.490×10 mm3; E=206000 N/mm2; (一) 荷载计算及组合
第二层支撑梁按照三跨连续梁计算,第一层支撑梁所施加的集中荷载简化为均布荷载作用于第二层支撑梁上。
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.8 + 24×0.8×0.11 + 1.1×0.8×0.11 + 1/0.2×0.8×0.0216=2.495 kN/m;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.8=1.200 kN/m; (1) 计算挠度采用标准组合(考虑支撑梁自重): q=2.495+0.0333=2.5285kN/m;
(2) 计算弯矩和剪力采用基本组合(考虑支撑梁自重):
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.2×(2.495+0.0333) =2.731kN/m; q2=0.9×1.4×1.200 =1.512kN/m; 由永久荷载效应控制的组合:
q1=0.9×1.35×(2.495+0.0333) =3.072kN/m; q2=0.9×1.4×0.7×1.200 =1.058 kN/m; (二) 荷载效应计算 (1) 最大弯矩M计算
最大弯矩M=max(Ma,Mb)=0.288kN·m; Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2
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=0.100×2.731×0.82+0.117×1.512×0.82 =0.288kN·m;
Mb=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2
=0.100×3.072×0.82+0.117×1.058×0.82=0.276kN·m; (2) 最大剪力V计算
最大剪力V=max(Va,Vb)=2.057 kN;
Va=0.600×q1×l+0.617×q2×l
=0.600×2.731×0.8+0.617×1.512×0.8=2.057kN; Vb=0.600×q1×l+0.617×q2×l
=0.600×3.072×0.8+0.617×1.058×0.8=1.997kN; (3) 最大变形ν计算
ν= 0.677ql4/(100EI)=0.677×2.529×8004/(100×206000×1.078×10)=0.316mm;
(4) 最大支座反力Q计算
最大支座反力Q=max(Qa,Qb)=3.855 kN; Qa=1.1×q1×l+1.2×q2×l
=1.1×2.731×0.8+1.2×1.512×0.8=3.855kN; Qb=1.1×q1×l+1.2×q2×l
=1.1×3.072×0.8+1.2×1.058×0.8=3.720kN;
(三) 支撑梁验算 (1) 支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.288×106/4.490×10 =64.140N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=64.140N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2) 支撑梁抗剪计算
τ =VS0/Itw=2.057×1000×3042/(1.078×10×3)=19.350N/mm2;
实际剪应力计算值 19.350 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=120.000 N/mm2,满足要求!
(3) 支撑梁挠度计算 最大挠度:ν =0.316mm;
[ν] -容许挠度: 结构表面隐藏[ν]=l/250=3.200mm;
实际最大挠度计算值: ν=0.316mm小于最大允许挠度值:[ν] =3.200mm,满足要求!
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3.扣件抗滑力的计算
n=R/Rc=1个
其中 n -- 立杆上设置用于承担水平横杆传递给立杆支座反力的扣件数; R -- 水平杆传递给立杆的竖向作用力设计值,取3.855 kN; Rc -- 1个扣件的抗滑承载力设计值,Rc=8×0.75=6 kN;
立杆上必须安装1个扣件用于承担水平横杆传递给立杆的支座反力,请检查实际搭设情况,如果扣件数不足,必须增加。
四、立杆的稳定性计算
1.基础数据计算
(一) 立杆的轴向力设计值N
(1) 上部结构传递到立杆的轴向力设计值N1
永久荷载标准值Gk= 0.25×0.8×0.8 + 24×0.8×0.8 ×0.11 + 1.1×0.8×0.8×0.11 + 1/0.2×0.8×0.0216 + 0.8×0.0333=2.040 kN;
施工人员及设备荷载标准值Q1k=1×0.8×0.8=0.640 kN/m; 上部结构传递到立杆的轴向力设计值N1=max(Na,Nb)=3.043kN;
由可变荷载效应控制的组合:
Na=0.9×(1.2×2.040+1.4×0.640) =3.010kN; 由永久荷载效应控制的组合:
Nb=0.9×(1.35×2.040+1.4×0.7×0.640) =3.043kN; (2) 脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.130×(8.65-0.11)=1.337 kN; (3) 立杆的轴向力设计值N
计算顶部立杆时:N=N1=3.043kN ;
计算底部立杆时:N=N1+N2=3.043+1.337=4.380kN; (二) 验算立杆长细比λ,确定稳定系数φ λ=lo/i
其中: λ -- 立杆长细比; lo -- 立杆计算长度;
i -- 立杆的截面回转半径,i=1.590×10 m; (1) 顶部立杆段计算λ
λ=1.8/(1.590×10-2)=113.208;查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ= 0.474;
(2) 底部立杆段计算λ
λ=1.8/(1.590×10-2)=113.208;查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ= 0.474;
(3) 验算立杆长细比
钢管立杆长细比λ= 113.208 小于钢管立杆允许长细比150.000,满足要求!
(三) 风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw 计算风荷载标准值Wk=μz•μs•ω0
其中 μz -- 风荷载高度变化系数,按照荷载规范的规定采用: 脚手架顶部μz=0.650,脚手架底部μz=0.650;
μs -- 风荷载体型系数:μs=1.3φ=1.3×0.123=0.160;φ为挡风系数。
ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照荷载规范规定采用:ω0=0.25 kN/m2; 经计算得到,风荷载标准值为:
脚手架顶部Wk=0.650×0.160×0.25=0.026 kN/m2; 脚手架底部Wk=0.650×0.160×0.25=0.026 kN/m2; 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩: Mw=0.9×1.4WkLh2/10
脚手架顶部Mw=0.9×1.4×0.026×0.8×1.82/10=0.008 kN•m; 脚手架底部Mw=0.9×1.4×0.026×0.8×1.82/10=0.008 kN•m;
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2.立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ = N/(φA) + Mw/W + Me/W ≤[f]
其中: σ -- 钢管立杆应力计算值(N/mm); A -- 立杆净截面面积: A = 4.24×102 mm2; Mw -- 风荷载设计值产生的弯矩; W -- 立杆截面模量:W = 4.49×103 mm3; Me -- 竖向力有偏心距时产生的弯矩;
Me = N1×e=3.043×100×10-3=0.304 kN•m; [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; 顶部立杆应力计算值:
σ1=3.043×103/(0.474×4.24×102)+0.008×106/(4.49×103)+0.304×106/(4.49×103)=84.806 N/mm2;
底部立杆应力计算值:
σ=4.380×103/(0.474×4.24×102)+0.008×106/(4.49×103)=23.680 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 84.806N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
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五、立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 68.000 kPa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 85 kPa; 模板支架地基承载力调整系数:kc = 0.8; 立杆基础底面的平均压力:p = N/A =17.519 kPa; 立杆的轴心压力设计值 :N =4.380 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=17.519kPa < fg=68.000kPa 。地基承载力满足要求!
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