徐碧村公寓综合楼工程
模板专项施工 方案设计
三明市三钢建筑工程有限公司
2O11年 月
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施工组织设计(施工方案)报审表
施表7.1 共 1页第 1页 工程名称 徐碧村公寓综合楼 施工单位 主 编 编制人 三明市三钢建筑工程有限公司 编制单位 现报上 徐碧村公寓综合楼 工程模板专项施工方案设计,请予以审查。 工程项目部/专业分包施工单位(盖章) 技术负责人 审核单位 总承包单位审核意见: 年 月 日 总承包单位(盖章) 审核人 审批人 审查单位 监理审查意见: 专业监理工程师 监理单位(盖章) 总监理工程师 年 月 日 年 月 日
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目 录
一、 编制依据、规范和标准 二、工程概况 三、模板材料及机具 四、作业条件 五、操作工艺
六、隔离剂
七、 模板参数信息及设计计算 八、模板质量安全控制要点 1、模板制作 2、模板安装 3、模板拆除
、模板拆除时应注意事项
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第一章 编制依据、规范和标准
一.编制依据
1、.福建省东南建筑设计院设计徐碧村公寓综合楼工程的施工图纸。
2、 徐碧村公寓综合楼工程地质勘察报告、测量定位控制坐标成果和工程水准成果表。 3、 福建省东南建筑设计院的设计交底与图纸会审。
4、国家颁布的有关法律、法规(中华人民共和国合同法、建筑法及招投标法等)。 5、现行的国家建筑工程有关规范、规程、施工工艺、质量验收标准、标准图集:建筑施工高处作业安全技术规范、高支撑架的计算依据《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
二、工程概况:
本工程位于三明市梅列区徐碧村,拟建物呈多边形。拟建场地较平坦。建筑物占地面积约1450㎡。建筑层数为地上16层地下1层,地下室深度为5米,标高为137.7~138.0米,结构类型为框剪结构,基础型式为桩基。建筑物工程重要性等级为二级,场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级,岩土工程勘察等级为乙级,桩基设计等级为乙级,抗震设防烈度为6度区,建筑抗震设防分类为乙类,对沉降要求敏感。
本工程由三明市梅列区徐碧街道徐碧村村民委员会投资建设,福建省东南建筑设计院设计,三明市工程建设监理公司监理,三明市三钢建筑工程有限公司组织施工。 二、模板材料及机具:
(一)模板材料
(1)胶合板:规格为1830mm×915mm,面板应平整,不脱皮,经周转使用后有轻微脱皮的胶合板,经修补后方可使用,否则不得使用。
(2)楞木;规格为50mm×100mm,应采用经压刨的松木方料。 (3)钢管:规格为Φ48mm,3.5mm;相应的扣件。
(4)柱箍:大于900mm的柱采用钢管箍,其余的墙、柱采用木楞。 (5)螺杆:采用Φ12、Φ14圆钢制作。
(6)隔离剂:对油质类等影响结构或妨碍装饰工程施工的隔离剂不宜使用,使用时严禁玷污钢筋与砼接槎处。
(7)其它各种材料
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注:模板工程所使用的材料应对其力学性能进行验算,其刚度强度和稳定性必须满足要求。
(二)主要机具
圆盘锯、平刨、手电钻、锯子、斧子、线锤、靠尺板、卷尺、钉锤、墨斗、小白线、胶皮水平管,撬棍等。
三、作业条件
(1)模板设计:根据工程结构形式和特点及现场施工条件,对模板进行设计,确定模板平面布置,纵横龙骨规格、数量、排列尺寸,柱箍选用的型式及间距,梁板支撑间距,模板组装形式(就位组装或预制拼装),连接节点大样。验算模板和支撑的强度、刚度和稳定性。绘制全套模板设计图(模板平面图、分块图、组装图、节点大样图、零件加工图)。模板数量应在模板设计时按流水段划分,进行综合研究,确定模板的合理配置数量。
(2)预制拼装:
1)拼装场地应夯实平整,条件许可时应设拼装操作平台。 2)按模板设计图进行拼装,弧形梁板模应放大样进行预制。 3)柱子、剪力墙模板在拼装时应预留清扫口或灌浆口。 (3)模板拼装后进行编号,并涂刷脱模剂,分规格堆放。
(4)放好轴线、模板边线、水平控制标高,模板底口应做水泥砂浆找平层,检查并校正柱子用的地锚是否已预埋好。
(5)柱子、墙钢筋绑扎完毕,水电管线及预埋件已安装,绑好钢筋保护层垫块,并办完隐检手续。
四、操作工艺
(1)安装柱模板: 工艺流程:
弹柱位置线 → 作定位墩 →安装柱模板 → 安柱箍 → 安拉杆或斜撑 → 办预检 1)按位置线做好定位墩台,以便保证柱轴线边线与标高的准确,或者按照放线位置,在柱四边离地5-8cm处的主筋上焊接支杆,从四面顶住模板以防止位移。
2)安装柱模板:通排柱,先装两端柱,经校正、固定,拉通线校正中间各柱。因柱模在浇筑混凝土上可能会产生中胀模,因此在柱模制作时适当缩小柱子截面,一般以2-3mm为宜。
3)安装柱箍:柱箍可用角钢、钢管等制成,采用木模板时可用螺栓、方木制作钢木箍;柱箍应根据柱模尺寸、侧压力在模板设计中确定柱箍尺寸间距。
4)安装柱模的拉杆或斜撑。柱模每边设2根拉杆,固定于事先预埋在楼板内的钢筋环上,用经纬仪控制,用花篮螺栓调节校正模板垂直度。拉杆与地面夹角宜为45°,预埋钢筋环与柱距离宜为3/4柱高。
5)将柱模内清理干净,封闭清理口,办理柱模预检。 (2)安装剪力墙模板: 工艺流程:
弹线 → 安门洞口模板 → 安一侧模板 → 安另一侧模板 → 调整固定 → 办预检 1)按位置线安装门洞模板,下预埋件或木砖。
2)把预先拼装好的一面模板,按位置线就位,然后安装拉杆或斜撑,安塑料套管
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和穿墙螺栓,穿墙螺栓规格和间距在模板设计时应明确规定。
3)清扫墙内杂物,再安另一侧模板,调整斜撑(拉杆)使模板垂直后,柠紧穿墙螺栓。
4)模板安装完毕后,检查一遍扣件,螺栓是否紧固,模板拼缝及下口是否严密,办完预检手续。
(3)安装梁模板: 工艺流程:
弹线 → 支立柱 → 调整标高 → 安装梁底模 → 绑梁钢筋 → 安装侧模 → 办预检
1)柱子拆模后在混凝土上弹出轴线和水平线。
2)安装钢管支柱或木支柱之前支柱下垫通长脚手板。一般梁支柱采用单排,当梁截面较大时可采用双排或多排,支柱的间距应由模板设计规定,一般情况下,间距以60-100cm为宜。支柱上面垫10×10cm方木,支柱加剪力撑和水平拉杆。离地50cm设一道,以上每隔2m设一道。
3)按设计标高调整支柱的标高,然后安装梁底板,并拉线拉直,梁底板应起拱,当梁跨度等于及大于4m时,梁底板按设计要求起拱。如设计无要求时,起拱高度宜为1/1000-3/1000。
4)绑扎梁钢筋,经检查合格后办理隐检,并清除杂物,安装侧模板,钉两侧模档木及拉条。
5)用梁托架或三角架支撑固定梁侧模板。龙骨间距应符合模板设计规定,一般情况下75cm,梁模板上口用定型卡子固定。当梁高超过60cm时,加穿梁螺栓加固。
6)安装后校正梁中线、标高、断面尺寸。将梁模内杂物清理干净、检查合格后办预检。
(4)安装楼板模板:
地面夯实 → 支立杆 → 安大小龙骨 → 铺模板 → 校正标高 →加立杆的水平拉杆 → 办预检
1)底层地面应夯实,并垫通长脚手板,楼层地面立支柱前也应垫通长脚手板,采用多层支架支模时,支柱应垂直,上下层支柱应在同一竖向中心线上。
2)从边跨一侧开始安装,先安第一排龙骨和支柱,临时固定在梁上再安第二排龙骨和支柱,依次逐排安装。支柱与龙骨间距应根据模板设计规范设计规定。
3)调节支柱高度,将大龙骨找平。
4)铺九夹板,可从一侧开始铺,每两块板间的间隙应严密,楼板在大面积上均应采用整片夹板,在拼缝处可用窄尺寸的拼缝模板,但均应拼缝严密。
5)平台板铺完后,用水平仪测量模板标高,进行校正,并用靠尺找平。
6)标高校完后,支柱之间应加水平拉杆。根据支柱高度决定水平拉杆设几道。一般情况下离地面20-30cm处一道,往上纵横方向每隔1.5m左右一道,并应经常检查,保证完整牢固。
7)将模板内杂物清理干净,办预检。 五、隔离剂:
模板与砼的接触面涂刷隔离剂,对油质类等影响结构或妨碍装饰工程施工的隔离剂不宜使用,严禁隔离剂玷污钢筋与砼接槎处。
六、模板参数信息及设计计算:
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柱模板的计算依据《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。
柱模板设计示意图
柱截面宽度B(mm):600.00;柱截面高度H(mm):500.00;柱模板的总计算高度:H = 3.00m;
根据规范,当采用容量小于0.2m3 的运输器具时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
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计算简图 一、参数信息 1.基本参数
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:1;柱截面宽度B方向竖楞数目:3; 柱截面高度H方向对拉螺栓数目:1;柱截面高度H方向竖楞数目:3; 对拉螺栓直径(mm):M12; 2.柱箍信息 柱箍材料:木楞;
宽度(mm):80.00;高度(mm):100.00; 柱箍的间距(mm):450;柱箍合并根数:1; 3.竖楞信息
竖楞材料:木楞;竖楞合并根数:2; 宽度(mm):100.00;高度(mm):50.00; 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):9500.00;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;
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5.木方参数
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00; 方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50; 二、柱模板荷载标准值计算
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,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
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1.000。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别计算得 57.246 kN/m、72.000 kN/m,取较小值57.246 kN/m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=57.246kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2 kN/m2。 三、柱模板面板的计算
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。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。
由前述参数信息可知,柱截面宽度B方向竖楞间距最大,为l= 250 mm,且竖楞数为 3,面板为2 跨,因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁进行计算。
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面板计算简图 1.面板抗弯强度验算
对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:
其中, M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =250.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.45×0.90=27.822kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m; 式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =27.822+1.134=28.956 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.125 ×28.956×250×250= 2.26×105N.mm; 面板最大应力按下式计算:
其中, σ --面板承受的应力(N/mm2); M --面板计算最大弯距(N.mm); W --面板的截面抵抗矩 :
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度; W= 450×18.0×18.0/6=2.43×104 mm3;
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f --面板的抗弯强度设计值(N/mm); f=13.000N/mm;
面板的最大应力计算值: σ = M/W = 2.26×105 / 2.43×104 = 9.309N/mm2; 面板的最大应力计算值 σ =9.309N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求!
2.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,公式如下: 其中, ∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距): l =250.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.45×0.90=27.822kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m; 式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =27.822+1.134=28.956 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.625×28.956×250.0 = 4524.306N; 截面抗剪强度必须满足下式:
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其中, τ --面板承受的剪应力(N/mm);
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 4524.306N; b--构件的截面宽度(mm):b = 450mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 18.0mm ;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm2;
面板截面受剪应力计算值: τ =3×4524.306/(2×450×18.0)=0.838N/mm2; 面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
面板截面的受剪应力 τ =0.838N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
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3.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m): q = 57.25×0.45=25.76 kN/m; ω--面板最大挠度(mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =250.0mm ;
E--面板弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--面板截面的惯性矩(mm4);
I= 450×18.0×18.0×18.0/12 = 2.19×105 mm4; 面板最大容许挠度: [ω] = 250 / 250 = 1 mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.521×25.76×250.04/(100×9500.0×2.19×105) = 0.252 mm;
面板的最大挠度计算值 ω =0.252mm 小于 面板最大容许挠度设计值 [ω]= 1mm,满足要求!
四、竖楞方木的计算
模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。
本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为450mm,竖楞为大于 3 跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,竖楞采用木楞,宽度100mm,高度50mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×50×50/6 = 41.67cm3; I = 100×50×50×50/12 = 104.17cm4;
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竖楞方木计算简图 1.抗弯强度验算 支座最大弯矩计算公式:
其中, M--竖楞计算最大弯距(N.mm); l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm; q--作用在竖楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.25×0.90=15.456kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.25×0.90=0.630kN/m; q = (15.456+0.630)/2=8.043 kN/m;
竖楞的最大弯距:M =0.1×8.043×450.0×450.0= 1.63×105N.mm;
其中, σ --竖楞承受的应力(N/mm2); M --竖楞计算最大弯距(N.mm);
W --竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=4.17×104;
f --竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2;
竖楞的最大应力计算值: σ = M/W = 1.63×105/4.17×104 = 3.909N/mm2; 竖楞的最大应力计算值 σ =3.909N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求!
2.抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
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其中, ∨--竖楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.25×0.90=15.456kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.25×0.90=0.630kN/m; q = (15.456+0.630)/2=8.043 kN/m;
竖楞的最大剪力:∨ = 0.6×8.043×450.0 = 2171.667N; 截面抗剪强度必须满足下式:
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其中, τ --竖楞截面最大受剪应力(N/mm); ∨--竖楞计算最大剪力(N):∨ = 2171.667N; b--竖楞的截面宽度(mm):b = 100.0mm ; hn--竖楞的截面高度(mm):hn = 50.0mm ;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值: τ =3×2171.667/(2×100.0×50.0)=0.652N/mm2; 竖楞截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值 τ =0.652N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m): q =57.25×0.25 = 14.31 kN/m; ω--竖楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm ;
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E--竖楞弹性模量(N/mm):E = 9500.00 N/mm2 ; I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=1.04×106; 竖楞最大容许挠度: [ω] = 450/250 = 1.8mm;
竖楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×14.31×450.04/(100×9500.0×1.04×106) = 0.401 mm;
竖楞的最大挠度计算值 ω=0.401mm 小于 竖楞最大容许挠度 [ω]=1.8mm ,满足要求!
五、B方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用方木,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 8 ×10 ×10 / 6 = 133.33 cm3; I = 8 ×10 ×10 ×10 / 12 = 666.67 cm4;
柱箍为2 跨,按集中荷载二跨连续梁计算(附计算简图):
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B方向柱箍计算简图
其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P = (1.2 ×57.25×0.9 + 1.4 ×2×0.9)×0.25 × 0.45/1 = 7.24 kN;
B方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 10.809 kN;
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B方向柱箍弯矩图(kN.m)
最大弯矩: M = 0.239 kN.m;
B方向柱箍变形图(mm)
最大变形: V = 0.030 mm; 1. 柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式
其中 ,柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.24 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 133.33 cm3; B边柱箍的最大应力计算值: σ = 1.7 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 13 N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值 σ =1.7N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: ω = 0.03 mm;
柱箍最大容许挠度:[ω] = 300 / 250 = 1.2 mm;
柱箍的最大挠度 ω =0.03mm 小于 柱箍最大容许挠度 [ω]=1.2mm,满足要求!
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六、B方向对拉螺栓的计算 计算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力; A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的型号: M12 ;
对拉螺栓的有效直径: 9.85 mm; 对拉螺栓的有效面积: A= 76 mm2; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 10.809 kN。
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力 N=10.809kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 ,对拉螺栓强度验算满足要求!
七、H方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用木楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 8 ×10 ×10 / 6 = 133.33 cm3; I = 8 ×10 ×10 ×10 / 12 = 666.67 cm4; 柱箍为2 跨,按二跨连续梁计算(附计算简图):
H方向柱箍计算简图
其中 P -- 竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P = (1.2×57.25×0.9+1.4×2×0.9)×0.2 ×0.45/1 = 5.79 kN;[N]=12.92kN
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H方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 9.036 kN;
H方向柱箍弯矩图(kN.m)
最大弯矩: M = 0.166 kN.m;
H方向柱箍变形图(mm)
最大变形: V = 0.016 mm; 1.柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式:
其中, 柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.17 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 133.33 cm3; H边柱箍的最大应力计算值: σ = 1.183 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 13 N/mm2;
H边柱箍的最大应力计算值 σ =1.183N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值2,满足要求!
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[f]=13N/mm
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: V = 0.016 mm;
柱箍最大容许挠度: [V] = 250 / 250 = 1 mm;
柱箍的最大挠度 V =0.016mm 小于 柱箍最大容许挠度 [V]=1mm,满足要求! 八、H方向对拉螺栓的计算 验算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力; A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的直径: M12 ; 对拉螺栓有效直径: 9.85 mm; 对拉螺栓有效面积: A= 76 mm2;
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 9.036 kN。
对拉螺栓所受的最大拉力: N=9.036kN 小于 [N]=12.92kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×48.66+1.4×3)×0.3×0.5/2=4.22kN; 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm; 外楞最大弯矩:M = 0.175×4224.88×600.00= 4.44×105 N/mm; 强度验算公式:
其中, σ-- 外楞的最大应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N.mm);M = 4.44×105 N/mm W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 5.08×103 mm3;
19
[f] --外楞的强度设计值(N/mm),[f] =205.000N/mm;
外楞的最大应力计算值: σ = 4.44×105/5.08×103 = 87.325 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的最大应力计算值 σ =87.325N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
5.外楞的抗剪强度验算 公式如下:
其中,P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×48.66+1.4×3)×0.3×0.5/2=4.225kN; l--计算跨度(水平螺栓间距间距): l =600.0mm; ∨--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:∨ = 0.65×4224.879 = 1.65×103N; 外楞截面抗剪强度必须满足:
22
2
其中, τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm); ∨--外楞计算最大剪力(N):∨ = 1.65×103N; b--外楞的截面宽度(mm):b = 80.0mm ; hn--外楞的截面高度(mm):hn = 100.0mm ;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1.65×103/(2×80.0×100.0)=0.309N/mm2; 外楞的截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2; 外楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.5N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.309N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.外楞的挠度验算
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。
20
挠度验算公式如下:
其中,P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P = 48.66×0.30×0.50/2=3.65 kN/m; ω--外楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(水平螺栓间距): l =600.0mm ; E--外楞弹性模量(N/mm2):E = 206000.00 N/mm2 ; I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×7.30×100/2×6003/(100×206000×1.22×105) = 0.36mm;
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.4mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.36mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.4mm,满足要求!
五、穿墙螺栓的计算 计算公式如下:
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: M14 ; 穿墙螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿墙螺栓有效面积: A = 105 mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN; 穿墙螺栓所受的最大拉力: N =48.659×0.6×0.5 = 14.598 kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力 N=14.598kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,满足要求!
21
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。
根据规范,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(内龙骨)间距(mm):300;穿墙螺栓水平间距(mm):600; 主楞(外龙骨)间距(mm):500;穿墙螺栓竖向间距(mm):500; 对拉螺栓直径(mm):M14; 2.主楞信息
龙骨材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19;钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08; 主楞肢数:2; 3.次楞信息
龙骨材料:木楞;次楞肢数:2; 宽度(mm):100.00;高度(mm):50.00; 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):9500.00;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):9500.00;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;
22
墙模板设计简图
二、墙模板荷载标准值计算
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
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。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别计算得 48.659 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值48.659 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=48.659kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 3 kN/m2。
3
23
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。按规范规定,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,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图 1.抗弯强度验算 跨中弯矩计算公式如下:
其中, M--面板计算最大弯距(N.mm); l--计算跨度(内楞间距): l =300.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.66×0.50×0.90=26.276kN/m; 其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.50×0.90=1.0kN/m; q = q1 + q2 =26.276+1.0=28.166 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×28.166×300.0×300.0= 2.53×105N.mm; 按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ --面板承受的应力(N/mm2); M --面板计算最大弯距(N.mm); W --面板的截面抵抗矩 :
24
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度; W= 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 = 2.53×105 / 2.70×104 = 9.3N/mm2; 面板截面的最大应力计算值 σ =9.3N/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:
其中,∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距): l =300.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.66×0.50×0.90=26.276kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.50×0.90=1.0kN/m; q = q1 + q2 =26.276+1.0=28.166 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.6×28.166×300.0 = 5069.855N; 截面抗剪强度必须满足:
2
其中, Τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm); ∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 5069.855N; 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 = 13.000 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×5069.855/(2×500×18.0)=0.845N/mm2; 面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
25
面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.845N/mm 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
根据规范,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:
2
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 48.66×0.5 = 24.33N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 300mm; E--面板的弹性模量: E = 9500N/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:[ω] = 1.2mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×24.33×3004/(100×9500×2.43×105) = 0.578 mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.578mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ω]=1.2mm,满足要求!
四、墙模板内外楞的计算
(一).内楞(木或钢)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,内龙骨采用木楞,宽度100mm,高度50mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×50×50/6 = 41.67cm3; I = 100×50×50×50/12 = 104.17cm4;
26
内楞计算简图
1.内楞的抗弯强度验算 内楞跨中最大弯矩按下式计算:
其中, M--内楞跨中计算最大弯距(N.mm); l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm; q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.66×0.30×0.90=15.766kN/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。
q =(15.766+1.134)/2=8.450 kN/m;
内楞的最大弯距:M =0.1×8.450×500.0×500.0= 2.11×105N.mm; 内楞的抗弯强度应满足下式:
其中, σ --内楞承受的应力(N/mm2); M --内楞计算最大弯距(N.mm);
W --内楞的截面抵抗矩(mm3),W=4.17×104;
f --内楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 内楞的最大应力计算值:σ = 2.11×105/4.17×104 = 5.07 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
内楞的最大应力计算值 σ = 5.07 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
27
2.内楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下: 其中, V-内楞承受的最大剪力;
l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm; q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.66×0.30×0.90=15.766kN/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。
q = (q1 + q2)/2 =(15.766+1.134)/2=8.450 kN/m; 内楞的最大剪力:∨ = 0.6×8.450×500.0 = 2534.927N; 截面抗剪强度必须满足下式:
2
其中, τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm); ∨--内楞计算最大剪力(N):∨ = 2534.927N; b--内楞的截面宽度(mm):b = 100.0mm ; hn--内楞的截面高度(mm):hn = 50.0mm ;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):τ = 1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值: fv =3×2534.927/(2×100.0×50.0)=0.760N/mm2; 内楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值 τ =0.76N/mm2 小于 内楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.内楞的挠度验算
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:
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其中, ω--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m): q = 48.66×0.30/2=7.30 kN/m; l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm ;
E--内楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--内楞截面惯性矩(mm4),I=1.04×106;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×14.6/2×5004/(100×9500×1.04×106) = 0.312 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.312mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2mm,满足要求!
(二).外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面类型为圆钢管48×3.5; 外钢楞截面抵抗矩 W = 5.08cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 12.19cm4;
外楞计算简图 4.外楞抗弯强度验算 外楞跨中弯矩计算公式:
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×48.66+1.4×3)×0.3×0.5/2=4.22kN;
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外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm; 外楞最大弯矩:M = 0.175×4224.88×600.00= 4.44×105 N/mm; 强度验算公式:
其中, σ-- 外楞的最大应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N.mm);M = 4.44×105 N/mm W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 5.08×103 mm3; [f] --外楞的强度设计值(N/mm2),[f] =205.000N/mm2;
外楞的最大应力计算值: σ = 4.44×105/5.08×103 = 87.325 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的最大应力计算值 σ =87.325N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
5.外楞的抗剪强度验算 公式如下:
其中,P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×48.66+1.4×3)×0.3×0.5/2=4.225kN; l--计算跨度(水平螺栓间距间距): l =600.0mm; ∨--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:∨ = 0.65×4224.879 = 1.65×103N; 外楞截面抗剪强度必须满足:
2
其中, τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm); ∨--外楞计算最大剪力(N):∨ = 1.65×103N; b--外楞的截面宽度(mm):b = 80.0mm ; hn--外楞的截面高度(mm):hn = 100.0mm ;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
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外楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1.65×10/(2×80.0×100.0)=0.309N/mm; 外楞的截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2; 外楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.5N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.309N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.外楞的挠度验算
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:
32
其中,P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P = 48.66×0.30×0.50/2=3.65 kN/m; ω--外楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(水平螺栓间距): l =600.0mm ; E--外楞弹性模量(N/mm2):E = 206000.00 N/mm2 ; I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×7.30×100/2×6003/(100×206000×1.22×105) = 0.36mm;
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.4mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.36mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.4mm,满足要求!
五、穿墙螺栓的计算 计算公式如下:
其中 N -- 穿墙螺栓所受的拉力; A -- 穿墙螺栓有效面积 (mm);
f -- 穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:
31
2
穿墙螺栓的型号: M14 ; 穿墙螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿墙螺栓有效面积: A = 105 mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN; 穿墙螺栓所受的最大拉力: N =48.659×0.6×0.5 = 14.598 kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力 N=14.598kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,满足要求!
因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
梁段:L1。
一、参数信息 1.模板支撑及构造参数
32
梁截面宽度 B(m):0.25;梁截面高度 D(m):0.75;
混凝土板厚度(mm):100.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;
立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00; 梁支撑架搭设高度H(m):4.20;梁两侧立柱间距(m):0.60; 承重架支设:多根承重立杆,方木支撑垂直梁截面; 梁底增加承重立杆根数:2; 采用的钢管类型为Φ48×3.5;
扣件连接方式:单扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.80;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35;钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0; 3.材料参数
木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):10000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;面板类型:胶合面板;面板弹性模量E(N/mm2):9500.0; 面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0; 4.梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):50.0;梁底方木截面高度h(mm):100.0; 梁底纵向支撑根数:4;面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):500;次楞根数:4; 主楞竖向支撑点数量为:3; 支撑点竖向间距为:200mm,200mm; 穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓直径(mm):M12;
33
主楞龙骨材料:木楞,,宽度80mm,高度100mm; 主楞合并根数:2;
次楞龙骨材料:木楞,宽度60mm,高度80mm; 二、梁模板荷载标准值计算 1.梁侧模板荷载
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。
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,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.750m; 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1.150。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别计算得 50.994 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值18.000 kN/m2作为本工程计算荷载。
三、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。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。
次楞(内龙骨)的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
34
面板计算简图(单位:mm) 1.强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50×1.8×1.8/6=27cm3; M -- 面板的最大弯距(N.mm); σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) [f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按以下公式计算面板跨中弯矩:
其中 ,q -- 作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m; q = q1+q2 = 9.720+1.260 = 10.980 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 216.67mm;
面板的最大弯距 M= 0.1×10.98×216.6672 = 5.15×104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 5.15×104 / 2.70×104=1.909N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =1.909N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
35
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 18×0.5 = 9N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 216.67mm; E--面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×9×216.674/(100×9500×2.43×105) = 0.058 mm;
面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =216.667/250 = 0.867mm; 面板的最大挠度计算值 ω =0.058mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.867mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算 1.内楞计算
内楞(木或钢)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,龙骨采用木楞,截面宽度60mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 6×82×1/6 = cm3; I = 6×83×1/12 = 256cm4;
内楞计算简图 (1).内楞强度验算 强度验算计算公式如下:
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其中, σ -- 内楞弯曲应力计算值(N/mm); M -- 内楞的最大弯距(N.mm); W -- 内楞的净截面抵抗矩; [f] -- 内楞的强度设计值(N/mm2)。 按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×0.217=4.76kN/m; 内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;
内楞的最大弯距: M=0.1×4.76×500.002= 1.19×105N.mm; 最大支座力:R=1.1×4.758×0.5=2.617 kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.19×105/6.40×104 = 1.859 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.859 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
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其中 l--计算跨度(外楞间距):l = 500mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =18.00×0.22= 3.90 N/mm; E -- 内楞的弹性模量: 10000N/mm2; I -- 内楞的截面惯性矩:I = 2.56×106mm4;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.9×500/(100×10000×2.56×10) = 0.0 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 500/250=2mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.0mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2mm,满足要求!
2.外楞计算
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外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力2.617kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用2根木楞,截面宽度80mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 8×102×2/6 = 266.67cm3; I = 8×103×2/12 = 1333.33cm4;
外楞计算简图
外楞弯矩图(kN.m)
外楞变形图(mm)
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(1).外楞抗弯强度验算
其中 σ -- 外楞受弯应力计算值(N/mm2) M -- 外楞的最大弯距(N.mm); W -- 外楞的净截面抵抗矩; [f] --外楞的强度设计值(N/mm2)。
根据连续梁程序求得最大的弯矩为M= 0.262 kN.m 外楞最大计算跨度: l = 200mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.62×105/2.67×105 = 0.981 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =0.981N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.047 mm 外楞的最大容许挠度值: [ω] = 200/250=0.8mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.047mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=0.8mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算 验算公式如下:
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; 查表得:
穿梁螺栓的直径: 12 mm; 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;
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穿梁螺栓所受的最大拉力: N =(1.2×18+1.4×2)×0.5×0.3 =3.66 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=3.66kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=12.92kN,满足要求!
六、梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 1000×18×18/6 = 5.40×104mm3; I = 1000×18×18×18/12 = 4.86×105mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ -- 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 计算的最大弯矩 (kN.m);
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =83.33mm; q -- 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m); 新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1: 1.2×(24.00+1.50)×1.00×0.75×0.90=20.66kN/m; 模板结构自重荷载:
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q2:1.2×0.35×1.00×0.90=0.38kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×2.00×1.00×0.90=2.52kN/m;
q = q1 + q2 + q3=20.66+0.38+2.52=23.55kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:
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Mmax = 0.10×23.553×0.083=0.016kN.m; σ =0.016×106/5.40×104=0.303N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =0.303 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 最大挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q =((24.0+1.50)×0.750+0.35)×1.00= 19.48KN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =83.33mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ω] =83.33/250 = 0.333mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×19.475×83.34/(100×9500×4.86×105)=0.001mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.001mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 83.3 / 250 = 0.333mm,满足要求!
七、梁底支撑的计算 本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重
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荷载。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = (24+1.5)×0.75×0.083=1.594 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.35×0.083×(2×0.75+0.25)/ 0.25=0.204 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m): 经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.5+2)×0.083=0.375 kN/m; 2.方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×1.594+1.2×0.204=2.157 kN/m; 活荷载设计值 P = 1.4×0.375=0.525 kN/m;
方木计算简图 方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5×10×10/6 = 83.33 cm3; I=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4; 方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 线荷载设计值 q = 2.157+0.525=2.682 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×2.682×1×1= 0.268 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.268×106/83333.3 = 3.219 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 3.219 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
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方木抗剪验算: 截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.6×2.682×1 = 1.609 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×1609.5/(2×50×100) = 0.483 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.483 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
q = 1.594 + 0.204 = 1.798 kN/m;
方木最大挠度计算值 ω= 0.677×1.798×10004 /(100×10000×416.667×104)=0.292mm;
方木的最大允许挠度 [ω]=1.000×1000/250=4.000 mm;
方木的最大挠度计算值 ω= 0.292 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=4 mm,满足要求!
3.支撑钢管的强度验算 支撑钢管按照简支梁的计算如下 荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = (24.000+1.500)×0.750= 19.125 kN/m2; (2)模板的自重(kN/m2): q2 = 0.350 kN/m2;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2): q3= (2.500+2.000)=4.500 kN/m2;
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q = 1.2×(19.125 + 0.350 )+ 1.4×4.500 = 29.670 kN/m;
梁底支撑根数为 n,立杆梁跨度方向间距为a, 梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递2
给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为N 。
当n=2时:
当n>2时:
计算简图(kN)
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变形图(mm)
弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到:
支座反力 RA = RB=0.31 kN,中间支座最大反力Rmax=3.733; 最大弯矩 Mmax=0.0 kN.m; 最大挠度计算值 Vmax=0.01 mm;
最大应力 σ=0.0×106/5080=10.682 N/mm2; 支撑抗弯设计强度 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 10.682 N/mm2 小于 支撑钢管的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!
八、扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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6.40 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,根据前面计算结果得到 R=3.733 kN; R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 九、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式
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1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 水平钢管的最大支座反力: N1 =0.31 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.2=0.651 kN;
楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2×(1.00/2+(0.60-0.25)/2)×1.00×0.35=0.283 kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(1.00/2+(0.60-0.25)/2)×1.00×0.100×(1.50+24.00)=2.066 kN;
N =0.31+0.651+0.283+2.066=3.31 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; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm):W = 5.08; σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) k1 -- 计算长度附加系数,取值为:1.155 ;
u -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u =1.7; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.7×1.5 = 2.945 m; Lo/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=3309.737/(0.207×4) = 32.697 N/mm2;
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钢管立杆稳定性计算 σ = 32.697 N/mm 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a) (2) k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.7 按照表2取值1.001 ; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.001×(1.5+0.1×2) = 1.986 m; Lo/i = 1985.884 / 15.8 = 126 ;
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= 0.417 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=3309.737/(0.417×4) = 16.231 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 16.231 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算: 其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 梁底支撑最大支座反力: N1 =3.733 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×(4.2-0.75)=0.651 kN; N =3.733+0.651=4.267 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; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 5.08; σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) k1 -- 计算长度附加系数,取值为:1.167 ;
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u -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u =1.7; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.167×1.7×1.5 = 2.976 m; Lo/i = 2975.85 / 15.8 = 188 ;
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= 0.203 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=4267.045/(0.203×4) = 42.986 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 42.986 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a) (2) k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.7 按照表2取值1.001 ; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.001×(1.5+0.1×2) = 1.986 m; Lo/i = 1985.884 / 15.8 = 126 ;
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= 0.417 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=4267.045/(0.417×4) = 20.926 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 20.926 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
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以上表参照 杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》 十、梁模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:
除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容 1.模板支架的构造要求:
a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆; b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度;
c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置; b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多;
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。 3.整体性构造层的设计:
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置
斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;
d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。
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4.剪刀撑的设计:
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;
b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。 5.顶部支撑点的设计:
a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。
6.支撑架搭设的要求:
a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置; b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求; c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的;
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 7.施工使用的要求:
a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;
b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;
c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。
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):4.00;
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采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑; 扣件连接方式: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.楼板参数
楼板的计算厚度(mm):100.00; 4.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):9500.000;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):60.00;木方的截面高度(mm):80.00; 托梁材料为:木方 : 50×100mm;
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图2 楼板支撑架荷载计算单元 二、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m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 = 100×1.82/6 = 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 = 25×0.1×1+0.35×1 = 2.85 kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN): q2 = 1×1= 1 kN/m; 2、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:
其中:q=1.2×2.85+1.4×1= 4.82kN/m 最大弯矩M=0.1×4.82×0.32= 0.043 kN〃m;
面板最大应力计算值 σ= 43380/000 = 0.803 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 0.803 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
其中q = 2.85kN/m
面板最大挠度计算值 v = 0.677×2.85×3004/(100×9500×2560000)=0.006 mm; 面板最大允许挠度 [V]=300/ 250=1.2 mm;
面板的最大挠度计算值 0.006 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!
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三、模板支撑方木的计算:
方木按照两跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=6×8×8/6 = cm3; I=6×8×8×8/12 = 256 cm4;
方木楞计算简图(mm) 1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m): q1= 25×0.3×0.1 = 0.75 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.35×0.3 = 0.105 kN/m ;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN): p1 = 1×0.3 = 0.3 kN/m; 2.强度验算:
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:
均布荷载 q = 1.2 × (q1 + q2)+ 1.4 ×p1 = 1.2×(0.75 + 0.105)+1.4×0.3 = 1.446 kN/m;
最大弯距 M = 0.125ql2 = 0.125×1.446×12 = 0.181 kN; 最大支座力 N = 1.25×q×l = 1.25 × 1.446×1 = 1.807 kN ; 方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.181×106/000 = 2.824 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 2.824 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足
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要求!
3.抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力: Q = 0.625×1.446×1 = 0.904 kN;
方木受剪应力计算值 T = 3 ×0.904×103/(2 ×60×80) = 0.282 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.4 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.282 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:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载 q = q1 + q2 = 0.855 kN/m;
最大挠度计算值 ω= 0.521×0.855×10004 /(100×9500×2560000)= 0.183 mm; 最大允许挠度 [V]=1000/ 250=4 mm;
方木的最大挠度计算值 0.183 mm 小于 方木的最大允许挠度 4 mm,满足要求! 四、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的两跨连续梁计算; 托梁采用:木方 : 50×100mm; W=83.333 cm3; I=416.667 cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 1.807 kN;
托梁计算简图
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托梁计算弯矩图(kN.m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.761 kN.m ; 最大变形 Vmax = 0.858 mm ; 最大支座力 Qmax = 7.486 kN ;
最大应力 σ= 760505.625/83333.333 = 9.126 N/mm2; 托梁的抗压强度设计值 [f]=13 N/mm2;
托梁的最大应力计算值 9.126 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 0.858mm 小于 1000/250,满足要求! 五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
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1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.129×4 = 0.516 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 = 25×0.1×1×1 = 2.5 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.366 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 = 8.24 kN; 六、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8.24 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. 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);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算: l0 = h+2a
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:
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立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.5+2×0.1 = 1.7 m ; L0 / i = 1700 / 15.8=108 ;
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= 0.53 ; 钢管立杆受压应力计算值;σ=8239.68/(0.53×4) = 31.793 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 31.793 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205 N/mm2,满足要求!
七、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 = 170×0.4=68 kpa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 170 kpa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 0.4 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =8.24×0.25=32.959 kpa ; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 8.24 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=32.959 ≤ fg=68 kpa 。地基承载力满足要求!
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