计算书扣件式文档格式.docx
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由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为φ48×
3.0。
钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。
一、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。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.100×
0.120×
0.900+0.200×
0.900=2.891kN/m
活荷载标准值q2=(0.000+2.500)×
0.900=2.250kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=90.00×
1.80×
1.80/6=48.60cm3;
I=90.00×
1.80/12=43.74cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<
[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×
(1.20×
2.891+1.40×
2.250)×
0.300×
0.300=0.060kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.060×
1000×
1000/48600=1.226N/mm2
面板的抗弯强度验算f<
[f],满足要求!
(2)抗剪计算
T=3Q/2bh<
[T]
其中最大剪力Q=0.600×
2.891+1.4×
0.300=1.191kN
截面抗剪强度计算值T=3×
1191.0/(2×
900.000×
18.000)=0.110N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算T<
[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<
[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×
2.891×
3004/(100×
6000×
437400)=0.060mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
二、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×
0.300=0.904kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.200×
0.300=0.060kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(2.500+0.000)×
0.300=0.750kN/m
静荷载q1=1.20×
0.904+1.20×
0.060=1.156kN/m
活荷载q2=1.40×
0.750=1.050kN/m
计算单元内的木方集中力为(1.050+1.156)×
0.900=1.985kN
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,计算公式如下:
均布荷载q=1.986/0.900=2.206kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×
2.21×
0.90×
0.90=0.179kN.m
最大剪力Q=0.6×
0.900×
2.206=1.191kN
最大支座力N=1.1×
2.206=2.184kN
木方的截面力学参数为
W=4.00×
9.00×
9.00/6=54.00cm3;
I=4.00×
9.00/12=243.00cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.179×
106/54000.0=3.31N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
截面抗剪强度计算值T=3×
1191/(2×
40×
90)=0.496N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,各支座力如下:
变形计算支座力图
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)
得到q=0.964kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×
0.964×
900.04/(100×
9000.00×
2430000.0)=0.196mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=2.184kN
均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
托梁变形计算受力图
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.630kN.m
经过计算得到最大支座F=7.339kN
经过计算得到最大变形V=0.205mm
顶托梁的截面力学参数为
W=10.00×
10.00×
10.00/6=166.67cm3;
I=10.00×
10.00/12=833.33cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.630×
106/166666.7=3.78N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算
4019/(2×
100×
100)=0.603N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
(3)顶托梁挠度计算
最大变形v=0.205mm
顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
四、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.127×
9.880=1.255kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A满堂架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.200×
0.900=0.162kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100×
0.900=2.440kN
经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=3.857kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.500+0.000)×
0.900=2.025kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.40NQ
五、立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=7.46kN
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);
i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);
A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);
W=4.49
σ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
参照《扣件式规范》2011,由公式计算
顶部立杆段:
l0=ku1(h+2a)
(1)
非顶部立杆段:
l0=ku2h
(2)
k——计算长度附加系数,按照表5.4.6取值为1.185;
u1,u2——计算长度系数,参照《扣件式规范》附录C表;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.30m;
顶部立杆段:
a=0.2m时,u1=1.540,l0=3.467m;
λ=3467/16.0=217.386,φ=0.155
σ=6231/(0.155×
423.9)=95.045N/mm2
a=0.5m时,u1=1.215,l0=3.599m;
λ=3599/16.0=225.670,φ=0.144
σ=6231/(0.144×
423.9)=102.164N/mm2
依据规范做承载力插值计算a=0.300时,σ=97.418N/mm2,立杆的稳定性计算σ<
非顶部立杆段:
u2=1.951,l0=3.468m;
λ=3468/16.0=217.423,φ=0.155
σ=7463/(0.155×
423.9)=113.833N/mm2,立杆的稳定性计算σ<
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW依据扣件脚手架规范计算公式5.2.9
MW=0.9×
1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=uz×
us×
w0=0.400×
1.000×
1.075=0.430kN/m2
h——立杆的步距,1.50m;
la——立杆迎风面的间距,0.90m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,0.90m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×
1.4×
0.430×
1.500×
1.500/10=0.110kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
顶部立杆Nw=1.200×
2.830+1.400×
2.025+0.9×
1.400×
0.110/0.900=6.385kN
非顶部立杆Nw=1.200×
3.857+1.400×
0.110/0.900=7.617kN
σ=6385/(0.155×
423.9)+110000/4491=121.818N/mm2
σ=6385/(0.144×
423.9)+110000/4491=129.113N/mm2
依据规范做承载力插值计算a=0.300时,σ=124.249N/mm2,立杆的稳定性计算σ<
σ=7617/(0.155×
423.9)+110000/4491=140.605N/mm2,立杆的稳定性计算σ<
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。
六、基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
其中p——立杆基础底面的平均压力(kN/m2),p=N/A;
p=29.85
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);
N=7.46
A——基础底面面积(m2);
A=0.25
fg——地基承载力设计值(kN/m2);
fg=68.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×
fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数;
kc=0.40
fgk——地基承载力标准值;
fgk=170.00
地基承载力的计算满足要求!
模板支撑架计算满足要求!