恒智天成安全计算软件1层梁顺向顶托承重.docx
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恒智天成安全计算软件1层梁顺向顶托承重
恒智天成安全计算软件模板(扣件钢管架支撑)计算书
恒智天成安全计算软件模板计算书依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
梁段:
L1。
模板支撑体系剖面图
钢管排列平面示意图
一、参数信息
1.模板构造及支撑参数
(一)构造参数
梁截面宽度B:
0.4m;梁截面高度D:
0.8m;
楼层高度H:
5m;结构表面要求:
隐藏;
混凝土楼板厚度:
220mm;梁边至板支撑距离:
0.5m;
立杆沿梁跨度方向间距la:
0.8m;立杆步距h:
1.2m;
梁底承重立杆根数:
3;梁底两侧立杆间距lc:
0.4m;
梁底承重立杆间距(mm)依次是:
200*2;
横杆与立杆的的连接方式为双扣件;扣件抗滑承载力系数:
0.8;
考虑梁两侧的楼板荷载;
(二)支撑参数
梁底采用的支撑钢管类型为:
Ф48×3.5mm;
钢管钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);钢管弹性模量E:
206000N/mm2;
钢管屈服强度fy:
235N/mm2;钢管抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
钢管抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;钢管端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
2.荷载参数
新浇筑砼自重标准值G2k:
24kN/m3;钢筋自重标准值G3k:
1.5kN/m3;
梁侧模板自重标准值G1k:
0.5kN/m2;砼对模板侧压力标准值G4k:
12.933kN/m2;
倾倒砼对梁侧产生的荷载标准值Q3k:
2kN/m2;
梁底模板自重标准值G1k:
0.75kN/m2;振捣砼对梁底模板荷载Q2k:
2kN/m2;
3.梁侧模板参数
加固楞搭设形式:
主楞横向次楞竖向设置;
(一)面板参数
面板采用克隆(平行方向)18mm厚覆面木胶合板;厚度:
18mm;
抗弯设计值fm:
29N/mm2;弹性模量E:
11500N/mm2;
(二)主楞参数
材料:
2根Ф48×3.5钢管;
间距(mm):
100,300;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
(三)次楞参数
材料:
1根60×90矩形木楞;
间距(mm):
500;
木材品种:
太平洋海岸黄柏;弹性模量E:
10000N/mm2;
抗压强度设计值fc:
13N/mm2;抗弯强度设计值fm:
15N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
1.6N/mm2;
(四)加固楞支拉参数
加固楞采用穿梁螺栓支拉;
螺栓直径:
M14;螺栓水平间距:
800mm;
螺栓竖向间距(mm)依次是:
100,300;
4.梁底模板参数
搭设形式为:
1层梁顺向顶托承重;
(一)面板参数
面板采用模板宽300面板厚2.30钢面板;厚度:
2.3mm;
抗弯设计值fm:
205N/mm2;弹性模量E:
206000N/mm2;
(二)第一层支撑梁参数
材料:
2根Ф48×3.0钢管;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
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。
根据《模板规范(JGJ162-2008)》第5.2.1条规定,面板按照简支跨计算。
这里取面板的计算宽度为0.580m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=580×183/12=2.819×105mm4;
W=580×182/6=3.132×104mm3;
1.荷载计算及组合
(一)新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k
按下列公式计算,并取其中的较小值:
F1=0.22γtβ1β2V1/2
F2=γH
其中γ--砼的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--砼的入模温度,取20.000℃;
V--砼的浇筑速度,取1.500m/h;
H--砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度,取0.800m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.000;
β2--砼坍落度影响修正系数,取1.000。
根据以上两个公式计算得到:
F1=12.933kN/m2
F2=19.200kN/m2
新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k=min(F1,F2)=12.933kN/m2;
砼侧压力的有效压头高度:
h=F/γ=12.933/24.000=0.539m;
(二)倾倒砼时产生的荷载标准值Q3k
Q3k=2kN/m2;
(三)确定采用的荷载组合
计算挠度采用标准组合:
q=12.933×0.58=7.501kN/m;
计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=10.137kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×0.58=9.563kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×12.933+1.4×0.7×2)×0.58=10.137kN/m;
2.面板抗弯强度计算
σ=M/W<[f]
其中:
W--面板的截面抵抗矩,W=3.132×104mm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm)M=0.125ql2=3.168×105N·mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=10.137kN/m;
面板计算跨度:
l=500.000mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=3.168×105/3.132×104=10.114N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=10.114N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=29N/mm2,满足要求!
3.面板挠度计算
ν=5ql4/(384EI)≤[ν]
其中:
q--作用在模板上的压力线荷载:
q=7.501kN/m;
l-面板计算跨度:
l=500.000mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=11500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=2.819×105mm4;
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250=2.000mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×7.501×500.0004/(384×11500×2.819×105)=1.883mm;
实际最大挠度计算值:
ν=1.883mm小于最大允许挠度值:
[ν]=2.000mm,满足要求!
三、梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞采用1根60×90矩形木楞为一组,间距500mm。
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=1×364.5×104=3.645×106mm4;
W=1×81×103=8.100×104mm3;
E=10000N/mm2;
(一)荷载计算及组合
计算挠度采用标准组合:
q=12.933×0.500=6.467kN/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=max(q1,q2)=8.739kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×0.500=8.244kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×12.933+1.4×0.7×2)×0.500=8.739kN/m;
有效压头高度位置以下荷载:
q=0.9×1.35×12.933×0.500=7.857kN/m;
顶部荷载:
q=0.9×1.4×0.7×2×0.500=0.882kN/m;
(二)内力计算
次楞直接承受模板传递的荷载,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:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=0.040kN·m
最大剪力:
V=1.003kN
最大变形:
ν=0.006mm
最大支座反力:
F=1.815kN
(三)次楞计算
(1)次楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.040×106/8.100×104=0.498N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=0.498N/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=1.003×1000×60750/(3.645×106×60)=0.279N/mm2;
实际剪应力计算值0.279N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=1.600N/mm2,满足要求!
(3)次楞挠度计算
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.000mm,容许挠度为0.400mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.005mm,容许挠度为1.200mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.006mm,容许挠度为0.720mm,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!
2.主楞计算
主楞采用2根Ф48×3.5钢管为一组,共2组。
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=2×12.19×104=2.438×105mm4;
W=2×5.08×103=1.016×104mm3;
E=206000N/mm2;
主楞承受次楞传递的集中力,计算弯矩和剪力时取次楞的最大支座力1.815kN,计算挠度时取次楞的最大支座力1.377kN。
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:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=0.259kN·m
最大剪力:
V=2.338kN
最大变形:
ν=0.171mm
最大支座反力:
F=3.245kN
(1)主楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.259×106/1.016×104=25.446N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=25.446N/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=1.169×1000×6946/(2.438×105×3.5)=9.515N/mm2;
实际剪应力计算值9.515N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/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0.171mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.018mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.171mm,容许挠度为3.200mm,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!
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170N/mm2;
穿梁螺栓型号:
M14;查表得:
穿梁螺栓有效直径:
11.55mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=105mm2;
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×105/1000=17.850kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=3.245kN。
穿梁螺栓所受的最大拉力N=3.245kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=17.850kN,满足要求!
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。
根据《模板规范(JGJ162-2008)》第5.2.1条规定,面板按照简支跨计算。
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=26.390×104×800/300.000=7.037×105mm4;
W=5.860×103×800/300.000=1.563×104mm3;
1.荷载计算及组合
模板自重标准值G1k=0.75×0.800=0.600kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×0.800×0.8=15.360kN/m;
钢筋自重标准值G3k=1.5×0.800×0.8=0.960kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=16.920kN/m;
振捣砼时产生的荷载标准值Q2k=2×0.800=1.600kN/m;
(1)计算挠度采用标准组合:
q=16.920kN/m;
(2)计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=21.969kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×16.920+1.4×1.600)=20.290kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×16.920+1.4×0.7×1.600)=21.969kN/m;
2.面板验算
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:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=1.648kN
N2=5.492kN
N3=1.648kN
计算得到:
最大弯矩:
M=0.110kN.m
最大变形:
ν=0.001mm
最大支座反力:
F=5.492kN
(1)面板抗弯强度验算
σ=M/W=0.110×106/1.563×104=7.029N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=7.029N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(3)面板挠度验算
[ν]-容许挠度:
[ν]=1.5mm;
第1跨最大挠度为0.001mm,容许挠度为1.500mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.001mm,容许挠度为1.500mm,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!
五、梁底支撑梁的计算
1.支撑梁的计算
支撑梁采用2根Ф48×3.0钢管为一组,共3组。
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=2×10.78×104=2.156×105mm4;
W=2×4.49×103=8.980×103mm3;
E=206000N/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=5.492/0.800+0.090=6.955kN/m;
(2)计算挠度采用(考虑支撑梁自重):
q=4.230/0.800+0.067=5.354kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×6.955×0.82=0.445kN.m
最大剪力V=0.6ql=0.6×6.955×0.8=3.339kN
最大支座力N=1.1ql=1.1×6.955×0.8=6.121kN
最大变形ν=0.677ql4/100EI=0.677×5.354×8004/(100×206000.000×2.156×105)=0.334mm
(一)支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.445×106/8.980×103=49.570N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=49.570N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)支撑梁抗剪计算
τ=VS0/Itw=1.669×1000×6084/(2.156×105×3)=15.702N/mm2;
实际剪应力计算值15.702N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(三)支撑梁挠度计算
最大挠度:
ν=0.334mm;
[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=0.334mm小于最大允许挠度值:
[ν]=3.200mm,满足要求!
2.小横杆的计算
小横杆采用48×3.5钢管,承受楼板传来的集中力,为简化计算,小横杆受力按照简支梁受力计算。
梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递:
永久荷载标准值Gkb=(25×0.22+0.75)×0.8×0.5/2=1.250kN;
活荷载标准值Qkb=1.0×0.8×0.5/2=0.200kN;
(1)计算弯矩和剪力时,采用荷载效应的基本组合:
F=max(F1,F2)=1.695kN;
可变荷载效应控制F1=0.9×(1.2×1.250+1.4×0.200)=1.602kN;
永久荷载效应控制F2=0.9×(1.35×1.250+1.4×0.7×0.200)=1.695kN;
(2)计算挠度时,采用荷载标准值进行组合:
楼板传来集中力标准值F=1.250kN;
由以上分析,得到计算简图如下:
计算弯矩和剪力
计算挠度
内力计算如下:
最大弯矩M=1.602×0.100×0.4/0.5=0.128kN.m
最大剪力V=1.602×0.4/0.5=1.282kN
最大支座力N=1.602×0.4/0.5=1.282kN
最大变形v=[1.250×103×100/(9×206000×12.190×104×500)]×[(4002+2×400×100)3/3]1/2=0.075mm
(一)小横杆抗弯强度计算
σ=M/W=0.128×106/(5.080×104)=2.523N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=2.523N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)小横杆抗剪计算
τ=VS0/Itw=1.282×1000×3473/(12.190×10000×3.5)=10.432N/mm2;
实际剪应力计算值10.432N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(三)小横杆挠度计算
最大挠度:
ν=0.075mm;
[ν]-容许挠度:
[ν]=min(l/150,10)=3.333mm;
实际最大挠度计算值:
ν=0.075mm小于最大允许挠度值:
[ν]=3.333mm,满足要求!
3.扣件抗滑力的计算
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0.8,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.8kN。
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12.8kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值,取1.282kN;
R≤12.8kN,双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、立杆的稳定性计算
1.边立杆的稳定性计算:
σ=N/(φA)≤[f]
其中σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);
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=2.236kN;
脚手架钢管的自重:
N2=0.9×1.2×0.149×(5-0.8)=0.675kN;
梁两侧楼板通过小横杆传递的支座力:
N3=1.282kN;
N=N1+N2+N3=2.236+0.675+1.282=4.193kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ=0.714;
立杆计算长度lo=1.2m;
计算立杆的截面回转半径i=1.580cm;
A--立杆净截面面积:
A=4.890cm2;
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
钢管立杆长细比λ计算值:
λ=lo/i=1.2×100/1.580=75.949
钢管立杆长细比λ=75.949小于钢管立杆允许长细比[λ]=150,满足要求!
钢管立杆受压应力计算值:
σ=4.193×103/(0.714×4.890×102)=12.004N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=12.004N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
2.中间立杆的稳定性计算:
σ=N/(φA)≤[f]
其中σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);
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=6.121kN;
脚手架钢管的自重:
N2=0.9×1.2×0.149×(5-0.8)=0.675kN;
N=N1+N2=6.121+0.675=6.796kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ=0.714;
立杆计算长度lo=1.2m;
计算立杆的截面回转半径i=1.580cm;
A--立杆净截面面积:
A=4.890cm2;
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
钢管立杆长细比λ计算值:
λ=lo/i=1.2×100/1.580=75.949
钢管立杆长细比λ=75.949小于钢管立杆允许长细比[λ]=150,满足要求!
钢管立杆受压应力计算值:
σ=6.796×103/(0.714×4.890×102)=19.456N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=19.456N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!