梁模板门架计算书门架型号为MF1217扣件连接方式为双扣件承重架类型为门架垂直与梁截面文档格式.docx
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杉木;
木材弹性模量E(N/mm2):
9000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
11.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.4;
面板类型:
胶合面板;
钢材弹性模量E(N/mm2):
210000.0;
钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
205.0;
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
梁底横向支撑类型:
方木;
梁底横向方木截面宽度(mm):
60.0
梁底横向方木截面高度(mm):
80.0
梁底纵向方木截面宽度(mm):
梁底纵向方木截面高度(mm):
梁底横向支撑间隔距离(mm):
200.0
面板厚度(mm):
18.0
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞间距(mm):
300;
穿梁螺栓水平间距(mm):
穿梁螺栓竖向间距(mm):
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
木楞,,宽度60mm,高度80mm;
次楞龙骨材料:
木楞,,宽度40mm,高度60mm;
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。
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:
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--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1.000;
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;
分别为40.549kN/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;
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.抗弯验算
其中,σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M--面板的最大弯距(N.mm);
W--面板的净截面抵抗矩,W=50.00×
1.8×
1.8/6=27.00cm3;
[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×
0.50×
18.00×
0.90=9.72kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×
2.00×
0.90=1.26kN/m;
q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
面板的最大弯距M=0.1×
10.98×
300.002=9.88×
104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=9.88×
104/2.70×
104=3.660N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13.000N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=3.660N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13.000N/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=18.00×
0.50=9.00N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
E--面板材质的弹性模量:
E=9500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50.00×
1.80×
1.80/12=24.30cm4;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×
9.00×
300.004/(100×
9500.00×
2.43×
105)=0.214mm;
面板的最大容许挠度值:
[ω]=l/250=300.000/250=1.200mm;
面板的最大挠度计算值ω=0.214mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,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40mm,截面高度60mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=40×
60×
60/6=24.00cm3;
I=40×
60/12=72.00cm4;
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×
18.000×
0.90+1.4×
2.000×
0.90)×
0.300/1=6.59kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=0.1×
6.59×
500.002=1.65×
105N.mm;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=1.65×
105/2.40×
104=6.863N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=11.000N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值σ=6.863N/mm2内楞的抗弯强度设计值小于[f]=11.000N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
其中E--面板材质的弹性模量:
9000.00N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.00×
0.30/1=5.40N/mm;
l--计算跨度(外楞间距):
l=500.00mm;
I--面板的截面惯性矩:
E=7.20×
105N/mm2;
内楞的最大挠度计算值:
5.40×
500.004/(100×
9000.00×
7.20×
105)=0.353mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.000mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.353mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.000mm,满足要求!
2.外楞计算
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=60×
80×
80/6=64.00cm3;
I=60×
80/12=256.00cm4;
外楞计算简图
(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)。
最大弯矩M按下式计算:
其中,作用在外楞的荷载:
P=(1.2×
0.30/1=3.29kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):
l=300mm;
外楞的最大弯距:
M=0.175×
3294.000×
300.000=1.73×
105N.mm
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=1.73×
105/6.40×
104=2.702N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
外楞的受弯应力计算值σ=2.702N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=11.000N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
其中E--外楞的弹性模量,其值为9000.00N/mm2;
p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
p=18.00×
0.30/1=2.70KN;
l--计算跨度(拉螺栓间距):
l=300.00mm;
I=2.56×
106mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ω=1.146×
2.70×
103×
300.003/(100×
2.56×
106)=0.036mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=1.200mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.036mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,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170.000N/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=18.000×
0.500×
0.300×
2=5.400kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170.000×
76/1000=12.920kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=5.400kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.920kN,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。
1.抗弯强度验算
计算公式如下:
其中,M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=200.000mm;
q--作用在模板上的压力线荷载,它包括:
新浇混凝土及钢筋荷载设计值
q1:
1.2×
(24.000+1.500)×
0.750×
0.250×
0.90=5.164kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:
0.350×
0.90=0.095kN/m
振捣混凝土时产生的荷载设计值
q3:
1.4×
0.90=0.630kN/m;
q=q1+q2+q3=5.164+0.095+0.630=5.888kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×
5.888×
200.0002=23553.000N.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
b:
面板截面宽度,h:
面板截面厚度;
W=0.250×
18.0002/6=13500.000mm3;
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=23553.000/13500.000=1.745N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ=1.745N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》钢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)×
0.25=4.87N/mm;
l=200.00mm;
E--面板的弹性模量:
E=9500.0N/mm2;
I=25.000×
1.8003/12=12.150cm4;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=200.0/250=0.800mm;
4.869×
200.04/(100×
9500.0×
1.22×
105)=0.045mm;
ω=0.045mm小于面板的最大允许挠度值:
[ω]=0.800mm,满足要求!
七、梁底纵、横向支撑计算
(一)、梁底横向支撑计算
本工程梁底横向支撑采用方木60.000mm×
80.000mm。
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;
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
=(24.000+1.500)×
0.200=3.825kN/m;
(2)模板的自重荷载(kN/m):
=0.350×
(2×
0.750+0.250)/0.250×
0.200=0.210kN/m
(3)活荷载为振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值
P1:
=2.000×
0.200=0.400kN;
均布荷载设计值:
q=1.2×
3.825×
0.90+1.2×
0.210×
0.90=4.358kN/m;
集中荷载设计值:
P=1.4×
0.400×
0.90=0.504kN;
均布荷载标准值:
q=3.825+0.210=4.035kN/m;
2.抗弯强度验算:
最大弯矩计算公式如下:
其中,M--计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(门架纵距);
l=1000.000mm;
q--作用在模板上的均布荷载设计值;
q=4.358kN/m
p--作用在模板上的集中荷载设计值;
p=0.504kN
a--计算简图a段长度;
a=(1.000-0.250)/2=0.375m
c--计算简图c段长度;
c=0.250m
最大弯距:
M=4.358×
(0.375×
1.000-0.250)/8+0.504×
1.000/4=0.143kN.m;
按以下公式进行梁底横向支撑抗弯强度验算:
其中,σ--梁底横向支撑承受的应力(N/mm2);
M--梁底横向支撑计算最大弯距(N.mm);
W--梁底横向支撑的截面抵抗矩
b:
板底横向支撑截面宽度,h:
板底横向支撑截面厚度;
W=60.000×
80.0002/6=64000.000mm3
f--梁底横向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2);
f=11.000N/mm2;
梁底横向支撑截面的最大应力计算值:
σ=M/W=0.143×
106/64000.000=2.235N/mm2;
木方的最大应力计算值2.235N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2,满足要求!
3.抗剪强度验算
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=4.358×
0.250/2+0.504/2=1.341kN;
梁底横向支撑受剪应力计算值T=3×
1.341×
103/(2×
60.000×
80.000)=0.419N/mm2;
梁底横向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2;
梁底横向支撑的受剪应力计算值:
T=0.419N/mm2小于木方抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2,满足要求!
4.挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载最不利分配的挠度,计算公式如下:
其中,ω--计算最大挠度(N.mm);
q--作用在模板上的均布荷载标准值;
q=4.035kN/m
E--梁底横向支撑弹性模量;
E=9000.000N/mm2
I--梁底横向支撑截面惯性矩;
I=2560000.000mm4
梁底横向支撑最大挠度计算值ω=4.035×
250×
(8×
10003-4×
2502×
1000+2503)/(384×
9000×
2560000)=0.876mm;
梁底横向支撑的最大允许挠度[ω]=1000.000/250=4.000mm;
梁底横向支撑的最大挠度计算值:
ω=0.876mm小于梁底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.000mm,满足要求!
(二)、梁底纵向支撑计算
本工程梁底纵向支撑采用方木60.000mm×
(1)钢筋混凝土梁自重(kN):
p1:
0.200/2=0.478kN;
(2)模板的自重荷载(kN):
p2:
0.750+0.250)×
0.200/2=0.061kN
P3:
0.200/2=0.050kN;
P=1.2×
(0.478+0.061)+1.4×
0.050=0.717kN;
2.抗弯强度及挠度验算:
梁底纵向支撑,按集中荷载三跨连续梁计算(附计算简图):
梁底纵向支撑计算简图
梁底纵向支撑梁弯矩图(kN.m)
梁底纵向支撑梁剪力图(kN)
梁底纵向支撑梁变形图(mm)
最大弯矩:
M=0.458kN.m
最大剪力:
V=4.363kN
最大变形(挠度):
ω=0.115mm
按以下公式进行梁底纵向支撑抗弯强度验算:
其中,σ--梁底纵向支撑承受的应力(N/mm2);
M--梁底纵向支撑计算最大弯距(N.mm);
W--梁底纵向支撑的截面抵抗矩:
板底纵向支撑截面宽度,h:
板底纵向支撑截面厚度;
[f]--梁底纵向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2)[f]=11.000N/mm2;
[w]--最大容许挠度(mm)[w]=1219.000/250=4.876mm;
梁底纵向支撑截面的最大应力计算值:
σ=M/W=0.458×
106/64000.000=7.160N/mm2
木方的最大应力计算值7.160N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2,满足要求!
梁底纵向支撑的最大挠度计算值:
ω=0.115mm小于梁底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.876mm,满足要求!
3.抗剪强度验算
截面抗剪强度必须满足:
梁底纵向支撑受剪应力计算值T=3×
4.363×
80.000)=1.363N/mm2;
梁底纵向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2;
梁底纵向支撑的受剪应力计算值1.363N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.400N/mm2,满足要求!
八、门架荷载计算
1.静荷载计算
静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架自重产生的轴向力NGK1(kN/m)
门架的每跨距内,每步架高内的构配件及其重量分别为:
门架MF12171榀0.224kN
交叉支撑2副2×
0.040=0.080kN
连接棒2个2×
0.165=0.330kN
锁臂2副2×
0.184=0.368kN
合计1.002kN
经计算得到,每米高脚手架自重合计NGk1=0.514kN/m。
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力NGK2(kN/m)
剪刀撑采用Φ48×
3.5mm钢管,按照5步4跨设置
剪刀撑与水平面夹角:
α=arctg((4×
1.95)/(5×
1.00))=57.34
每米脚手架高中剪刀撑自重:
2×
37.632×
10-3×
(5×
1.000)/cosα/(4×
1.950)=0.089kN/m;
水平加固杆采用Φ48×
3.5mm钢管,按照5步4跨设置,每米脚手架高中水平加固杆自重:
1.000)/(4×
1.950)=0.024kN/m;
每跨内的直角扣件4个,旋转扣件4个,每米高的扣件自重:
(4×
0.0135+4×
0.0145)/1.950=0.057kN/m;
每米高的附件重量为0.010kN/m;
经计算得到,每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.124kN/m;
(3)梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力NGK3(kN)
1)钢筋混凝土梁自重(kN):
1950.000=9323.438kN;
2)模板的自重荷载(kN):
1950.000=1194.375kN;
经计算得到,梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力合计NGk3=5258.906kN/m;
静荷载标准值总计为NG=NGK1+NGK2+NGk3=5259.544kN/m;
2.活荷载计算
活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
NQ=2.000