本工程为建宁县残疾人托养中心,建筑层数地上5层现浇钢筋混凝土框架结构、局部4层;底层层高4.5M,其余层高3.6M,建筑高度为,18.9M;建筑面积为4746.55㎡。
框架柱距:纵距为5.0m 、4.2m 、3.0m ;横距为6.5m、6.0m、5.9m、5.8m、5.5m、5.0m、3.9m、3.4m。
框架柱截面:500×500 mm、450×450 mm、400 ×400 mm。 框架梁:250×600mm、250×500、250×400mm。
框架连续梁:250×500mm、 250×400mm、200×350mm。
本工程待建建筑物平面轴线关系较为简单,立面平顺均一,均采用常规梁板体系。模板工程施工水平的优劣对结构工程乃至后续装饰工程的质量控制都十分重要,为此需对模板支撑及安装方法进行专门的设计。本节主要进行框架柱、梁、结构板模板设计说明。模板计算书详见后。
1 柱模板
该工程柱规格有多种尺寸。柱模面板选用胶合板915×1830×18mm,竖楞选用50×100mm方木,柱箍选用50~100×100mm方木。柱模板根据施工进度配置二套模板。柱模板采取散支散拆的方法施工(柱模板构造示意图见下页)。
为提高柱模板的标高控制精度,保证断面尺寸及轴线定位,在用水准仪将相邻的水准点(比地面高程高1m)转移到柱钢筋上后,根据此标高点在柱脚放样边线上做一圈宽100mm的找平砂浆垫层,垫层面标高比水准标高略低。待该垫层形成强度后。柱模底脚可直接立在该垫层上。从而保证标高的精度。
柱模板的工艺流程:放样弹线→测定标高标记→找平柱脚→立柱模→加固柱模→支侧面斜撑→浇捣砼→拆卸柱模(整修,运至上一层使用)。构造柱模板是工程较易被忽视的部分,且由于先施工砌体后施工构造柱,模板加固带来困难。
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本工程采取构造柱与主体工程一同施工,预留与砌体连接的插筋方法。具体如下:构造柱模板面板选用胶合板,竖楞选用2×50×100mm方木。对拉螺栓通过卡具直接锁在竖楞上,对拉螺栓竖向间距500mm(具体布置见图)构造柱与结构柱同时浇筑,砼浇至梁底100mm后。填入细砂至梁底(起隔离作用),待梁板砼浇捣完毕。拆除柱模,用水冲掉细砂,待砼收缩完全后,用高标号水泥砂浆填实。
400
图1.1.1柱模板支模立面示意图
1.1 柱与梁板的接头尺寸准确与否是影响结构外观的重要因素,在施工中也是
难点之一,我们采用二次装模法:即第一次将模板装至梁底20mm处,在柱模内侧四周钉20×20mm木条,使柱顶砼施工缝形成凹槽;第二次装柱顶尾模至楼板底,利用已浇筑完的柱顶凹槽下原柱顶对拉螺栓固定住尾模的竖向压骨,使柱顶砼施工缝连接严密平整,模板交接处几何尺寸准确。柱模板验算
计算最大截面柱500×500mm。层高4.5米。
2
50×100方木 Ф12对拉螺栓 400 400 400 400 400 18厚胶合板 50×100竖楞
1.1.1 柱模板基本参数
柱模板的截面宽度 B=500mm;截面高度 H=500mm;计算高度L=4500 mm;柱箍间距计算跨度 d=400mm;竖楞截面宽度50mm,高度100mm,间距210mm。
柱箍采用方木,截面50×100mm,每道柱箍2根方木,间距400mm。柱箍是柱模板的横向支撑构件,其受力状态为受弯杆件,应按受弯杆件进行计算。 1.1.2 柱模板荷载标准值计算
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。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
F1 = 0.22×γc×t0×β1×β2×
v,F2= γcH
其中γ—混凝土的重力密度,取24kN/m3; t—新浇混凝土的初凝时间,为0时取,取5.714h;
T+5
T —混凝土的入模温度,取20℃; V—混凝土的浇筑速度,取2.5m/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3.8m; β1—外加剂影响修正系数,取1; β2—混凝土坍落度影响修正系数,取1。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1 = 47.7kN/m2 倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 91.2kN/m2。
故实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1 = 47.7kN/m2 1.1.3 柱模板面板的计算
面板直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下:
3
200
q275275275
1.1.3.1 面板强度计算
支座最大弯矩计算公式 M1=-0.1qd2
跨中最大弯矩计算公式 M2=-0.08qd2
其中 q—强度设计荷载(kN/m); q = (1.2×47.7+1.4×3)×0.4 = 24.58kN/m d—竖楞的距离,d = 210mm;
经过计算得到最大弯矩 M = 0.1×24.58×0.21×0.21=0.108kN.m 面板截面抵抗矩 W = 400×18×18/6=21600mm3
经过计算得到σ= M/W = 0.108×106/21600 = 5.018N/mm2 σ=5.018N/mm2<面板的计算强度小于15N/mm2,满足要求。 1.1.3.2 抗剪计算
最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6qd
截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.6×0.21×24.576=3.097kN
截面抗剪强度计算值 T=3×3097/(2×400×18)=0.645N/mm2 T=0.645N/mm2<截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2 面板的抗剪强度计算满足要求。 1.1.3.3 面板挠度计算
最大挠度计算公式 v = 0.677 ≤ [v]
100EI
其中q—混凝土侧压力的标准值,q = 47.7×0.4=19.08kN/m;
4
210 210 210
qd4
E—面板的弹性模量,E = 6000N/mm2;
I—面板截面惯性矩 I = 400×18×18×18/12=194400mm4; 经过计算得到
v = 0.677 = 0.215mm
100×6000×194400
v = 0.215mm< [v] 面板最大允许挠度,[v] = 210/250 = 0.84mm;
面板的最大挠度满足要求。 1.1.4 竖楞方木的计算
竖楞方木直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下:
400q47.7×0.4×2104
400 400
图7.1.2 竖楞方木计算简图
1.1.4.1 竖楞方木强度计算
支座最大弯矩计算公式 M1=-0.1qd2
跨中最大弯矩计算公式 M2=-0.08qd2
其中q—强度设计荷载(kN/m); q = (1.2×47.7+1.4×3)×0.21 = 12.9kN/m d为柱箍的距离,d = 400mm;
经过计算得到最大弯矩 M = 0.10×12.9×0.42 = 0.206kN.m 竖楞方木截面抵抗矩 W = 50×100×100/6=83333.3mm3 经过计算得到σ= M/W = 0.206×106/83333.3 = 2.477N/mm2
5
σ=2.477N/mm2<竖楞方木的计算强度小于13N/mm2,满足要求。 1.1.4.2 竖楞方木抗剪计算
最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6qd
截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.6×0.4×12.9=3.097kN
截面抗剪强度计算值 T=3×3097/(2×50×100)=0.929N/mm2 T= 0.929N/mm2<截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2 竖楞方木抗剪强度计算满足要求。 1.1.4.3 竖楞方木挠度计算
最大挠度计算公式 v = 0.677 ≤ [v]
100EI
其中 q—混凝土侧压力的标准值,q = 47.7×0.21=10.017kN/m; E—竖楞方木的弹性模量,E = 9500 N/mm2;
I—竖楞方木截面惯性矩I = 50×100×100×100/12=4166667mm4; 经过计算得到v =0.677×= 0.044mm
100×9500×4166667
v = 0.044mm< [v]竖楞方木最大允许挠度,[v] = 400/250 = 1.6mm; 竖楞方木的最大挠度满足要求。 1.1.5 柱箍的计算
本算例中,柱箍采用方木,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 5×10×10/6 = 83.33cm3 I = 5×10×10×10/12 = 416.67cm4 PP 430PP 430Pqd4
47.7×0.21×4004
6 300
图7.1.3 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 = (1.2×47.7+1.4×3)×0.21×0.4 = 5.16kN 经过连续梁的计算得到:
最大弯矩M=0.487 kN.m;最大支座力N=9.858kN;最大变形v=0.086mm。 1.1.5.1 柱箍强度计算
柱箍截面强度计算公式 =M/W < [f]
其中 M—柱箍杆件的最大弯矩设计值,M = 0.49kN.m; W—弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩,W = 166.67cm3;
柱箍的强度计算值 f = 2.93N/mm2<柱箍的强度设计值(N/mm2):[f] = 13 柱箍的强度验算满足要求。 1.1.5.2 柱箍挠度计算
经过计算得到 v =0.086mm< [v]柱箍最大允许挠度,[v] = 300/250 = 1.2mm;
柱箍的最大挠度满足要求。 1.1.6 对拉螺栓计算
计算公式:N < [N] = fA 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170N/mm2; 对拉螺拴的强度要大于最大支座力9.86kN。 经过计算得到对拉螺拴的直径要大于12mm。
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2、梁模板(扣件钢管架)计算书
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。
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。
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一、参数信息 1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.25;梁截面高度 D(m):0.60;
混凝土板厚度(mm):100.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):0.60; 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):1.50; 梁支撑架搭设高度H(m):4.50;梁两侧立杆间距(m):0.60; 承重架支撑形式:梁底支撑小楞平行梁截面方向; 梁底增加承重立杆根数:0; 采用的钢管类型为Φ48×3; 立杆承重连接方式:可调托座;
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2.荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.30;钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.8;
振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0;
3.材料参数
木材品种:南方松;木材弹性模量E(N/mm2):10000.0; 木材抗压强度设计值fc(N/mm):13.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):15.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.6;
面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):20.00;
面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;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):60.0;梁底方木截面高度h(mm):100.0; 梁底模板支撑的间距(mm):200.0; 5.梁侧模板参数 主楞间距(mm):200;
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主楞材料:木方;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00; 主楞合并根数:2;
斜撑类型:设主楞,不设次楞,不设穿梁螺栓; 斜撑材料类型:方木;
斜撑截面宽度b1(mm):60;斜撑截面高度h1(mm):100;
斜撑脚点与顶点的水平距离(m):0.15;斜撑脚点与顶点的竖向距离(m):0.30;
二、梁侧模板荷载计算
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;
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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。
分别计算得 17.848 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值17.848 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振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
面板计算简图(单位:mm) 1.强度计算
材料抗弯强度验算公式如下: σ = M/W < [f]
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50×2×2/6=33.33cm3; M -- 面板的最大弯矩(N·mm); σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2)
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[f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按照均布活荷载最不利布置下的多跨连续梁计算: M = 0.1q1l2+0.117q2l2
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= 1.2×0.5×17.85=10.709kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.4×0.5×4=2.8kN/m; 计算跨度: l = 200mm;
面板的最大弯矩 M= 0.1×10.709×2002 + 0.117×2.8×2002= 5.59×104N·mm;
面板的最大支座反力为: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×10.709×200/1000+1.2×2.800×200/1000=3.028 kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 5.59×104 / 3.33×104=1.7N/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 =1.7N/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
ν =0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q = q1=
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10.709N/mm;
l--计算跨度: l = 200mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I = 50×2×2×2/12=33.33cm4;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×10.709×2004/(100×6000×3.33×105) = 0.058 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =200/250 = 0.8mm;
面板的最大挠度计算值 ν=0.058mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ν]=0.8mm,满足要求!
四、梁侧模板支撑的计算 1.次楞计算
无次楞,不需要对次楞进行验算。 2.主楞计算
主楞直接承受面板传递的均布荷载,q = 3.028/(0.600-0.100)=6.056kN/m,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W = 2×6×8×8/6 = 128cm3; I = 2×6×8×8×8/12 = 512cm4;
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E = 10000.00 N/mm2;
主楞计算简图
主楞计算剪力图(kN)
主楞计算弯矩图(kN·m)
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主楞计算变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M= 0.053 kN·m,斜撑作用处支座反力 R= 1.956 kN,最大变形 ν= 0.007 mm
(1)主楞抗弯强度验算 σ = M/W<[f]
经计算得到,主楞的受弯应力计算值: σ = 5.30×104/1.28×105 = 0.4 N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f] = 15N/mm2;
主楞的受弯应力计算值 σ =0.4N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 [f]=15N/mm2,满足要求!
(2)主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为 0.007 mm 主楞的最大容许挠度值: [ν] = 300/400=0.75mm;
主楞的最大挠度计算值 ν=0.007mm 小于 主楞的最大容许挠度值 [ν]=0.75mm,满足要求!
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3.斜撑验算
(1)斜撑(轴力)计算 斜撑的轴力Rx按下式计算: Rx=R/sinα
其中 R -斜撑对梁顶侧支撑的支座反力,取;R =1.956kN; Rx -斜撑的轴力;
α -斜撑与梁侧面板的夹角; sinα = sin{ arctan[0.15/0.3]} = 0.447; 斜撑的轴力:Rx=R/sinα=1.956/0.447=4.373kN (2)斜撑稳定性验算 稳定性计算公式如下: σ=Rx/(φA0)≤fc
其中,Rx -- 作用在斜撑的轴力,4.373kN σ --斜撑受压应力计算值;
fc --斜撑抗压强度设计值;13N/mm2
A0 --斜撑截面的计算面积 A0 =60×100=6000mm2; φ --轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ=l0/i结果确定; 轴心受压构件稳定系数按下式计算: φ = 1/(1+(λ/80)2)
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i --斜撑的回转半径;i =0.289×100=28.9mm; l0-- 斜撑的计算长度,l0 =[0.32+0.152]0.5=0.34m; λ= l0/i =11.61; φ =1/(1+(λ/80)2) =0.98 经计算得到:
σ= N/(φ×A) =4.37×103/(0.98×6000)=0.74N/mm2;
根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数; [f] =1.2×13=15.6N/mm2;
斜撑受压应力计算值为0.74N/mm2,小于斜撑抗压强度设计值15.6N/mm2,满足要求!
五、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。
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 = 250×20×20/6 = 1.67×104mm3; I = 250×20×20×20/12 = 1.67×105mm4;
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1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W<[f]
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1: 1.2×(24.00+1.50)×0.25×0.60=4.590kN/m; 模板结构自重荷载设计值: q2:1.2×0.30×0.25=0.090kN/m;
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×(2.00+2.00)×0.25=1.400kN/m; 最大弯矩计算公式如下:
Mmax=0.1(q1+ q2)l2+0.117q3l2= 0.1×(4.59+0.09)×2002+0.117×1.4×2002=2.53×104N·mm;
σ =Mmax/W=2.53×104/1.67×104=1.5N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =1.5 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
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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:ν= 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q =q1+q2=4.590+0.090=4.680kN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =200.00mm; E--面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ν] =200.00/250 = 0.800mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×4.68×2004/(100×6000×1.67×105)=0.051mm;
面板的最大挠度计算值: ν=0.051mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] =0.8mm,满足要求!
六、梁底支撑木方的计算 1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):
q1 = 1.2×[(24+1.5)×0.6×0.2+0.3×0.2×(2×0.5+0.25)/ 0.25]=4.032 kN/m;
(2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):
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q2 = 1.4×(2+2)×0.2=1.12 kN/m;
均布荷载设计值 q = 4.032+1.120 = 5.152 kN/m; 梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递,其设计值:
p=0.20×[1.2×0.10×24.00+1.4×(2.00+2.00)]×(0.60-0.25)/4=0.148kN 斜撑传递集中力:N =1.956×0.3/0.15= 3.911 kN; 2.支撑方木验算:
本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=6×10×10/6 = 1.00×102 cm3; I=6×10×10×10/12 = 5.00×102 cm4; E= 10000 N/mm2;
计算简图及内力、变形图如下:
简图(kN·m)
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剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
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变形图(mm) 方木的支座力: N1=N2=4.703 kN; 最大弯矩:M= 0.275kN·m 最大剪力:V= 4.703 kN
方木最大正应力计算值 : σ =M/W=0.275×106 /1.00×105=2.8 N/mm2; 方木最大剪应力计算值 : τ =3V/(2bh0)=3×4.703×1000/(2×60×100)=1.176N/mm2;
方木的最大挠度:ν =0.165 mm;
方木的允许挠度: [ν]=0.600×1000/250=2.400 mm;
方木最大应力计算值 2.751 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 [f]=15.000 N/mm2,满足要求!
方木受剪应力计算值 1.176 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 [fv]=1.600 N/mm2,满足要求!
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方木的最大挠度 ν=0.165 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=2.400 mm,满足要求!
七、梁跨度方向托梁的计算
作用于托梁的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。
托梁采用:钢管(单钢管) :Ф48×3; W=5.08 cm3; I=12.19 cm4;
1.梁两侧托梁的强度计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P= 4.703 kN.
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
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托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.753 kN·m ; 最大变形 νmax = 0.77 mm ; 最大支座力 Rmax = 15.364 kN ;
最大应力 σ=M/W= 0.753×106 /(5.08×103 )=148.2 N/mm2; 托梁的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2;
托梁的最大应力计算值 148.2 N/mm2 小于 托梁的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度νmax=0.77mm小于600/150与10 mm,满足要求! 八、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤[f]
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: 纵向钢管的最大支座反力: N1 =15.364 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.5=0.697 kN; N =N1+N2=15.364+0.697=16.061 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 = 1.59;
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A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49; 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);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a, 为安全计,取二者间的大值,即:
lo = Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.1]= 2.976 m; k -- 计算长度附加系数,取值为:1.167 ;
μ -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=0.1m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2975.85 / 15.9 = 187 ;
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= 0.205 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=16060.744/(0.205×424) = 184.8 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 184.8 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
九、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
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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
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加强层。
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
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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。
3、板模板(扣件钢管架)计算书
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):1.20;纵距(m):1.50;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):3.30; 采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ;板底支撑连接方式:方木支撑; 立杆承重连接方式:可调托座; 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
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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):60.00;木方的截面高度(mm):100.00; 托梁材料为:木方 : 60×100mm;
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 = 150×1.82/6 = 81 cm3;
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I = 150×1.83/12 = 72.9 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 = 25×0.1×1.5+0.35×1.5 = 4.275 kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2 = 1×1.5= 1.5 kN/m; 2、强度计算 计算公式如下: M=0.1ql2
其中:q=1.2×4.275+1.4×1.5= 7.23kN/m 最大弯矩M=0.1×7.23×3002= 65070 N·mm;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 65070/81000 = 0.803 N/mm2;
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