标准层梁模板计算书.docx
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标准层梁模板计算书
标准层梁模板(扣件钢管架)计算书
1工程;工程建设地点:
;属于结构;地上0层;地下0层;建筑高度:
0m;标准层层高:
0m;总建筑面积:
0平方米;总工期:
0天。
本工程由投资建设,设计,地质勘察,监理,组织施工;由担任项目经理,担任技术负责人。
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》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
梁段:
L1。
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.40;梁截面高度D(m):
0.60;
混凝土板厚度(mm):
130.00;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):
3.00;梁两侧立杆间距(m):
0.60;
承重架支撑形式:
梁底支撑小楞垂直梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:
0;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式:
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
次楞间距(mm):
350,主楞竖向根数:
3;
主楞间距为:
100mm,220mm;
穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
钢楞;截面类型为圆钢管48×3.5;
主楞合并根数:
2;
次楞龙骨材料:
木楞,宽度60mm,高度80mm;
次楞合并根数:
2;
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50.994kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/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。
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=100×2.1×2.1/6=73.5cm3;
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=1.2×1×18×0.9=19.44kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×1×2×0.9=2.52kN/m;
q=q1+q2=19.440+2.520=21.960kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=350mm;
面板的最大弯距M=0.125×21.96×3502=3.36×105N·mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=3.36×105/7.35×104=4.575N/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=4.575N/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
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=21.96N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=350mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×21.96×3504/(384×9500×4.86×105)=0.929mm;
面板的最大容许挠度值:
[ν]=l/250=350/250=1.4mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.929mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.4mm,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二跨连续梁计算。
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=6×82×2/6=128cm3;
I=6×83×2/12=512cm4;
内楞计算简图
(1).内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中,σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
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)×1=21.96kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=160mm;
内楞的最大弯距:
M=0.096×21.96×160.002=5.40×104N·mm;
最大支座力:
R=1.1×21.96×0.16=8.455kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=5.40×104/1.28×105=0.422N/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=0.422N/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
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=21.96N/mm;
E--内楞的弹性模量:
10000N/mm2;
I--内楞的截面惯性矩:
I=5.12×106mm4;
内楞的最大挠度计算值:
ν=0.677×21.96×5004/(100×10000×5.12×106)=0.181mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ν]=500/250=2mm;
内楞的最大挠度计算值ν=0.181mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2mm,满足要求!
2.外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力8.455kN,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=10.16cm3;
外钢楞截面惯性矩I=24.38cm4;
(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)。
根据三跨连续梁算法求得最大的弯矩为M=F×a=1.537kN·m;
其中,F=1/3×q×h=4.392,h为梁高为0.6m,a为次楞间距为350mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=1.54×106/1.02×104=151.299N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值σ=151.299N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
其中E-外楞的弹性模量:
206000N/mm2;
F--作用在外楞上的集中力标准值:
F=4.392kN;
l--计算跨度:
l=500mm;
I-外楞的截面惯性矩:
I=243800mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ν=1.615×4392.000×500.003/(100×206000.000×243800.000)=0.177mm;
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.177mm
外楞的最大容许挠度值:
[ν]=500/400=1.25mm;
外楞的最大挠度计算值ν=0.177mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm,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170N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径:
12mm;
穿梁螺栓有效直径:
9.85mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=76mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=(1.2×18+1.4×2)×0.5×0.225=2.745kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×76/1000=12.92kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=2.745kN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=133.33mm;
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)×1.00×0.60×0.90=16.52kN/m;
模板结构自重荷载:
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=16.52+0.38+2.52=19.42kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
Mmax=0.10×19.422×0.1332=0.035kN·m;
σ=0.035×106/5.40×104=0.639N/mm2;
梁底模面板计算应力σ=0.639N/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)×0.600+0.35)×1.00=15.65KN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=133.33mm;
E--面板的弹性模量:
E=9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:
[ν]=133.33/250=0.533mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×15.65×133.34/(100×9500×4.86×105)=0.007mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.007mm小于面板的最大允许挠度值:
[ν]=133.3/250=0.533mm,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、钢筋自重荷载。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=(24+1.5)×0.6×0.133=2.04kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.35×0.133×(2×0.6+0.4)/0.4=0.187kN/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)×0.133=0.6kN/m;
2.方木的支撑力验算
静荷载设计值q=1.2×2.04+1.2×0.187=2.672kN/m;
活荷载设计值P=1.4×0.6=0.84kN/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=83.33cm3;
I=5×10×10×10/12=416.67cm4;
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=2.672+0.84=3.512kN/m;
最大弯距M=0.1ql2=0.1×3.512×1×1=0.351kN.m;
最大应力σ=M/W=0.351×106/83333.3=4.214N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
方木的最大应力计算值4.214N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=0.6×3.512×1=2.107kN;
方木受剪应力计算值τ=3×2107.2/(2×50×100)=0.632N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.632N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/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=2.040+0.187=2.227kN/m;
方木最大挠度计算值ν=0.677×2.227×10004/(100×10000×416.667×104)=0.362mm;
方木的最大允许挠度[ν]=1.000×1000/250=4.000mm;
方木的最大挠度计算值ν=0.362mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4mm,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/m2):
q1=(24.000+1.500)×0.600=15.300kN/m2;
(2)模板的自重(kN/m2):
q2=0.350kN/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)=4.500kN/m2;
q=1.2×(15.300+0.350)+1.4×4.500=25.080kN/m2;
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)
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=5.268kN;
最大弯矩Mmax=0.973kN.m;
最大挠度计算值Vmax=1.448mm;
最大应力σ=0.973×106/5080=191.47N/mm2;
支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值191.47N/mm2小于支撑钢管的抗弯设计强度205N/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6.40kN;
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=5.268kN;
R<6.40kN,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
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=5.268kN;
脚手架钢管的自重:
N2=1.2×0.129×3=0.465kN;
楼板的混凝土模板的自重:
N3=1.2×(1.00/2+(0.60-0.40)/2)×1.00×0.35=0.252kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(1.00/2+(0.60-0.40)/2)×1.00×0.130×(1.50+24.00)=2.387kN;
N=5.268+0.465+0.252+2.387=8.372kN;
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=4.89;
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]=205N/mm2;
lo--计算长度(m);
参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算
lo=k1uh
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=2.945m;
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=8371.56/(0.207×489)=82.704N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=82.704N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!