6米高支模计算书文档格式.docx
《6米高支模计算书文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《6米高支模计算书文档格式.docx(39页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
梁高支模楼层见下表:
楼层
截面
跨度(m)
板厚(mm)
层高(m)
第一层
局部最大350×
900,一般梁350×
800、250×
750、250×
600、200×
500
9.5
120
6
在如下第五章的梁模板计算中为选择最大截面尺寸梁350mm×
900mm进行计算示例。
第四章板高支模计算
因本工程模板支架高度大于5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。
4.1参数信息:
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):
1.00;
纵距(m):
步距(m):
1.80;
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):
5.88;
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:
双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.300;
混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.500;
3.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为15mm;
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;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;
木方的间隔距离(mm):
250.000;
木方弹性模量E(N/mm2):
9000.000;
木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方的截面宽度(mm):
60.00;
木方的截面高度(mm):
80.00;
4.楼板参数
楼板的计算厚度(mm):
120.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
4.2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=100×
1.52/6=37.5cm3;
I=100×
1.53/12=28.125cm4;
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×
0.12×
1+0.3×
1=3.3kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×
1=2.5kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:
q=1.2×
3.3+1.4×
2.5=7.46kN/m
最大弯矩M=0.1×
7.46×
2502=46625kN·
m;
面板最大应力计算值σ=M/W=46625/37500=1.243N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为1.243N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=3.3kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×
3.3×
2504/(100×
9500×
28.125×
104)=0.033mm;
面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm;
面板的最大挠度计算值0.033mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
4.3模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×
h2/6=6×
8×
8/6=64cm3;
I=b×
h3/12=6×
8/12=256cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
q1=25×
0.25×
0.12+0.3×
0.25=0.825kN/m;
0.25=0.625kN/m;
2.强度验算:
均布荷载q=1.2×
q1+1.4×
q2=1.2×
0.825+1.4×
0.625=1.865kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×
1.865×
12=0.186kN·
方木最大应力计算值σ=M/W=0.186×
106/64000=2.914N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为2.914N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<
[τ]
其中最大剪力:
V=0.6×
1=1.119kN;
方木受剪应力计算值τ=3×
1.119×
103/(2×
60×
80)=0.35N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.35N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
4.挠度验算:
均布荷载q=q1=0.825kN/m;
最大挠度计算值ν=0.677×
0.825×
10004/(100×
9000×
)=0.242mm;
最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm;
方木的最大挠度计算值0.242mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!
4.4木方支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.865kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·
m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.699kN·
m;
最大变形Vmax=2.22mm;
最大支座力Qmax=8.159kN;
最大应力σ=.889/4490=155.788N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值155.788N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为2.22mm小于1000/150与10mm,满足要求!
4.5扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》,双扣件承载力设计值取16.00kN,扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.159kN;
R<
12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4.6模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.125×
5.88=0.737kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.3×
1×
1=0.3kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×
1=3kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.037kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.5+2)×
1=4.5kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=11.144kN;
4.7立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=11.144kN;
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=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.24cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.49cm3;
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
按下式计算:
l0=h+2a=1.8+0.1×
2=2m;
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;
l0/i=2000/15.9=126;
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=0.417;
钢管立杆的最大应力计算值;
σ=11144.117/(0.417×
424)=63.029N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=63.029N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算
l0=k1k2(h+2a)=1.163×
1.007×
(1.8+0.1×
2)=2.342m;
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.163;
k2--计算长度附加系数,h+2a=2按照表2取值1.007;
Lo/i=2342.282/15.9=147;
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=0.32;
σ=11144.117/(0.32×
424)=82.135N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=82.135N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
第五章梁模板计算
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。
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容,并且选取梁段KL20做计算示例。
5.1参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.35;
梁截面高度D(m):
0.90;
混凝土板厚度(mm):
立杆沿梁跨度方向间距La(m):
0.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
立杆步距h(m):
1.50;
板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
梁支撑架搭设高度H(m):
6.00;
梁两侧立杆间距(m):
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:
1;
采用的钢管类型为Φ48×
3;
立杆承重连接方式:
双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:
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):
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):
5.8;
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):
木材品种:
柏木;
木材弹性模量E(N/mm2):
10000.0;
木材抗压强度设计值fc(N/mm):
16.0;
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;
面板材质:
胶合面板;
面板厚度(mm):
15.00;
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):
80.0;
梁底模板支撑的间距(mm):
170.0;
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
450;
次楞根数:
4;
主楞竖向支撑点数量:
固定支撑水平间距(mm):
400;
竖向支撑点到梁底距离依次是:
250mm,500mm,750mm,1050mm;
主楞材料:
木方;
宽度(mm):
高度(mm):
主楞合并根数:
2;
次楞材料:
次楞合并根数:
5.2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0.750h;
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1.500m;
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1.000。
分别计算得5.820kN/m2、36.000kN/m2,取较小值5.820kN/m2作为本工程计算荷载。
5.3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。
次楞的根数为4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
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=45×
0.9×
0.9/6=6.075cm3;
M--面板的最大弯矩(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);
按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算:
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×
0.45×
5.82=3.143kN/m;
振捣混凝土荷载设计值:
q2=1.4×
2=1.26kN/m;
计算跨度:
l=(900-120)/(4-1)=260mm;
面板的最大弯矩M=0.1×
3.143×
[(900-120)/(4-1)]2+0.117×
1.26×
[(900-120)/(4-1)]2=3.12×
104N·
mm;
面板的最大支座反力为:
N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×
[(900-120)/(4-1)]/1000+1.2×
1.260×
[(900-120)/(4-1)]/1000=1.292kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=3.12×
104/0.675×
104=5.1N/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=5.1N/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=3.143N/mm;
l--计算跨度:
l=[(900-120)/(4-1)]=260mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=6000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=45×
0.9/12=2.734cm4;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×
[(900-120)/(4-1)]4/(100×
6000×
0.273×
105)=0.594mm;
面板的最大容许挠度值:
[ν]=l/250=[(900-120)/(4-1)]/250=1.04mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.594mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.04mm,满足要求!
5.4梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞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。
次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
q=2.286/0.450=5.080kN/m
本工程中,次楞采用木方,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×
8/6=128cm3;
I=2×
8/12=512cm4;
E=10000.00N/mm2;
计算简图
剪力图(kN)
弯矩图(kN·
m)
变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.103kN·
m,最大支座反力R=2.515kN,最大变形ν=0.028mm
(1)次楞强度验算
强度验算计算公式如下:
σ=M/W<
[f]
经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=1.03×
105/1.28×
105=0.8N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值σ=0.8N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!
(2)次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值:
[ν]=450/400=1.125mm;
次楞的最大挠度计算值ν=0.028mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.125mm,满足要求!
2.主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力2.515kN,按照集中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:
主楞计算简图
主楞弯矩图(kN·
主楞变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.415kN·
m,最大支座反力R=4.177kN,最大变形ν=0.457mm
(1)主楞抗弯强度验算
经计算得到,主楞的受弯应力计算值:
σ=4.15×
105=3.2N/mm2;
主楞的抗弯强度设计值:
主楞的受弯应力计算值σ=3.2N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=17N/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0.457mm
主楞的最大容许挠度值:
[ν]=330/400=0.825mm;
主楞的最大挠度计算值ν=0.457mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.825mm,满足要求!
5.5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=350×
15×
15/6=1.313×
104mm3;
I=350×
15/12=0.656×
105mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1:
1.2×
(24.00+0.9)×
0.35×
0.9=7.844kN/m;
模板结构自重荷载设计值:
q2:
1.2×
0.30×
0.35=0.126kN/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+2.50)×
0.35=2.205kN/m;
最大弯矩计算公式如下:
Mmax=0.1(q1+q2)l2+0.117q3l2=0.1×
(7.844+0.126)×
1702+0.117×
2.205×
1702=0.304×
105N·
σ=Mmax/W=0.656×
105/1.313×
104=5N/mm