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Umax=0.667q1l14/(100EI)
其中线荷载设计值:
q1=F2×
0.2=11.48×
0.2=2.296kN/m
按面板的抗弯承载力要求:
Mmax=0.1q1l12=[fww]=1/6fwbh2
0.1×
2.296×
l12=1/6fwbh2l1=[(1/6×
13×
200×
122)/(0.1×
2.296)]0.5=521.4mm
按面板的刚度要求,最大变形值为模板结构的1/250
Umax=0.677q1l14/(100EI)=l2/250
I2=[100×
9.5×
103×
1/12×
123/(0.677×
250×
2.296)]1/3
l2=413mm
取按抗弯承载力,刚度要求计算的小值,l2=413mm,施工次龙骨间距取200mm。
3.用φ48×
3.5扣件脚手架管,间距最大为900mm,最下一层水平拉杆距地300mm,中间水平拉杆间距900mm,支撑杆有效面积A=489mm2(内R=41mm)
3.1抗压强度验算
N=11.48×
1.0×
1.0=11.48kN
[N]=Af=489×
205=100kN>
11.48kN
故满足要求
3.2稳定性验算(参照《建筑施工钢管扣件式脚手架安全技术规范》JGJ130-2001)
由于为内支撑架不考虑风荷载作用,立杆稳定公式为:
N/φA<
f
l0=1.8+0.1=1.9m
查表得i=15.8mm
故λ=l0/i=1.9×
103/15.8=120.25
由此查表得φ=0.496
N/φA=11.48×
103/0.496×
489=45.50<
f=205
二、墙体模板计算
1.荷载计算
1.1新浇混凝土对模板产生的侧压力①,层高4.5m,侧压力为
F1=0.22rct0β1β2v1/2
F2=Hrc
取两者较小值;
式中F1、F2——新浇筑混凝土对模板产生的最大侧压力;
rc——混凝土重力密度,取材24KN/m3;
t0——新浇筑混凝土的初凝时间,按商品混凝土为4~6h,取t0=5h;
v——混凝土浇筑速度,取V=3m/h;
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑顶面的总高度,取H=4.5m;
β1——掺缓凝外加剂的影响修正系数,β1=1.2;
β2——混凝土塌落度修正系数,按塌落度130~150mm,取β2=1.15;
得F1=0.22×
24×
4.5×
1.2×
1.15×
31/2=57.0KN/㎡
F2=24×
4.5=108KN/㎡>
F1
取F=F1=57.0KN/㎡
1.2倾倒混凝土时对模板产生的水平荷载②
混凝土采用布料机浇筑,取倾倒混凝土对模板产生的水平荷载2KN/㎡。
由①、②两项荷载组合,得模板承受的水平荷载值为
q=1.2×
①+1.4×
②=1.2×
57.0+1.4×
2=71.2KN/m2(用于验算模板及其支撑的强度)
q/=①=57.0KN/m2(用于验算模板及其支撑的刚度)
2.模板及次龙骨的设计及验算
2.1次龙骨设计及验算
次龙骨选用40×
80mm的方木,间距200mm,其截面性能为:
E=10000N/mm2,σ=15N/mm2,I=1710000mm4,w=42700mm3
主龙骨间距取为450mm,次龙骨按三跨连续梁计算
2.2次龙骨的强度验算
次龙骨承受的荷载为
q托=qL模=71.2×
0.20=14.24KN/m
式中:
q托——模板传给次龙骨的线荷载
L模——模板的跨度
计算简图见下图:
得次龙骨截面最大弯矩为
Mmax=0.1q托
=0.1×
14.24×
0.452=0.288KN·
m
σ=M/W=0.288×
106/42700=6.74<
[σ]=15N/mm2
2.3次龙骨的刚度验算
托梁承受的线荷载为
q次=q/L模=57.0×
0.2=11.40KN/m,计算简图见下图:
得最大挠度为
ω=
0.677×
q次L次4/100EI
=0.677×
12.62×
0.24×
1012/100×
10000×
1710000=0.008mm<
[ω]=3mm
3.主龙骨的设计及验算
主龙骨选用φ48×
3.5×
2钢管,间距为450mm,双根布置,穿墙螺栓间距取450mm,主龙骨按三跨连续梁计算
主龙骨的截面性能为
σ=205N/mm2,I=2×
121900mm4,W=2×
5080mm3
3.1主龙骨的强度验算
次龙骨传给主龙骨的集中荷载为
p主=q托L主=14.24×
0.45=6.41KN
计算简图见下图:
得主龙骨截面最大弯矩为
Mmax=0.604P主L主=0.604×
6.41×
0.45=1.74KN
σ=M/W=1.76/2×
504×
1080=171<
[σ]=205N/mm2
3.2主龙骨的刚度验算
P主=q次L主=11.40×
0.45=5.13KN
得最大挠度为
1.883×
P主L主3/100EI
=1.883×
5.23×
0.453×
109/100×
2×
2.06×
105×
12.19×
104
=0.089mm<
3.00mm
4.穿墙螺栓设计
每根穿墙螺栓承受的拉力为
T=qs=63.1×
0.45×
0.45=12.78KN
选用φ12穿墙螺栓,查表得螺栓面积A=113mm2
σ=T/A=12.78×
103/113=113N/mm2<
205
三、柱模板计算
每道柱箍采用直径48mm的钢管两根,间距400mm。
模板背楞采用50×
100mm方木。
1.柱模受到新浇混凝土侧压力
式中F1——新浇混凝土对模板产生的最大侧压力;
rc——混凝土重力密度,取材24KN/m3;
t0——新浇混凝土的初凝时间,按商品混凝土为4~6h,取t0=4.5h;
v——混凝土浇筑速度,取V=6m/h;
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑顶面的总高度,取H=5m;
β1——外加剂影响修正系数,β1=1.2;
β2——混凝土塌落度修正系数,按塌落度130~150mm,取β2=1.15;
得F1=0.22×
61/2=80.31KN/㎡
2.柱箍所受的均布荷载值(N/mm)
q=80.31×
400×
0.85/106=27.31N/mm
3.柱箍最大弯距值(N/mm)
Mmax=qL2/8=27.31×
10002/8=3413750N.m
4.强度计算
N/A+Mmax/rπwnx=1000×
27.31/2×
[126×
53-(53-5.5)×
(126-2×
5.5)]+3792500/166666.7=42.9N/mm2<
ƒ=205N/mm2
5.挠度计算
W=5qL4/384EI=5×
27.31×
4004/{384×
[53×
1263-(53-5.5)×
5.5)3]/12}=0.0153mm<
[W]=2mm
四、梁模板计算
1.底模验算
1.1抗弯强度验算
(1)荷载底模自重5×
0.015×
1.0×
1.2=0.09
混凝土自重24×
1.1×
1.2=31.68
钢筋自重1.5×
1.0×
1.1×
1.2=1.98
振捣混凝土荷载2×
1.2=1.08
合计q1=45.63
乘以折减系数0.9则q1×
0.9=q2=41.07kN/m
(2)抗弯承载力验算
底模下的木楞间距为0.2m,故按两等跨计算。
按最不利荷载之中结构静力表得:
弯矩系数:
km=-0.121
剪力系数:
kv=-0.620
挠度系数:
kw=0.967
则m=km×
ql2=-0.121×
41.07×
0.22
=-0.1093kN.m=-0.1093×
106N.mm
σ=m/w=-0.1093×
106×
6/(550×
225)=5.301N/mm2<
fm=13N/mm2
1.2剪力强度验算
v=kvql=-0.620×
0.2=5.09kN
剪应力:
τ=3v/(2bh)=3×
5.09×
103/(2×
1000×
15)
=0.509N/mm2<
fv=1.4N/mm2
1.3挠度验算
荷载不包括振捣混凝土荷载,则q1=43.23q2=38.907kN/m
w=kwql4/(100EI)
=0.967×
38.907×
2004/(100×
9×
153/12)
=0.2378<
[w]=l/720=200/720=0.278mm
2.侧板验算
侧板次龙骨与底模相同,均为间距200MM均布,则侧模受力均小于底模受力,所以侧模受力也满足要求。
3.钢管支柱验算(按900mm验算)
δ=N/ΦA=41.07/0.191×
4.89=43.97≤f=205N/mm2