1.3用ф48×3.5扣件架管,间距最大为1200㎜,最下一层地杆距地300㎜,中间水平拉杆间距大于1200㎜,支撑杆有效面积A=489㎜2(内R=41㎜)
(1)抗压强度验算:
N=9.86×2.12×1.2=25.08KN
[N]=Af=489×215×10-3=105KN>11.6KN满足
(2)稳定性验算:
(按中心点最大偏心25㎜计算):
=
(D4-d4)/64=1.22×105㎜4
iX=(IX/A)1/2=15.79㎜
IX=1800/iX=1800/15.79=114
查Q235,b类截面轴压稳定系数фx=0.453
欧拉临界应力:
Nex=
2EA/
=
2×2.06×105×489/114=76.4KN
初始偏心弯距:
MX=Ne=16×103×25=4×104N.㎜
截面塑性发展系数rx=1.0
受压最大纤维毛截面抵抗距
W1X=IX/(D/2)=1.22×105/24=5083.3㎜3
N/фxA+
mxMX/[(1-0.8N)/Nex]=175.9MPa<215MPa(满足要求)
2.墙体模板计算
2.1荷载计算:
(1)新浇混凝土对模板产生的最大侧压力
,地下室层高3.3M,标准层层高3.0M,,侧压力为
F1=0.22rct0
v1/2F2=Hrc
其中:
F1、F2——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24KN/M
t0——新浇混凝土的初凝时间,按自拌混凝土为3~5h,取t0=4h
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顶面的总高度,取6m
1——外加剂影响修正系数,
1=1.0
2——混凝土坍落度修正系数,按坍落度120~180㎜,取
2=1.15
计算得F1=0.22×24×4×1.0×1.15×31/2=42.068KN/㎡
F2=24×3.3=79.2KN/㎡>F1
取F=F1==42.068KN/㎡
(2)倾倒混凝土时对模板产生的水平荷载
混凝土采用料斗浇筑,取倾斜倒混凝土对模板产生的水平荷载
4KN/㎡。
由
、
两项荷载组合,得模板承受的水平荷载值为
q=1.2×
+1.4×
=1.2×42.068+1.4×4=56.082KN/㎡(用于验算模板及其支撑的强度)
q=
=42.068KN/㎡(用于验算模板及支撑的刚度)
2.2模板及次龙骨的设计及验算
(1)次龙骨设计及验算:
次龙骨选用50×100㎜方木,间距200㎜,按受力方向其截面性能为:
E=104N/㎜2,
87KN/㎜2,I=416㎝2,w=83㎝2
主龙骨间距取600㎜,次龙骨按三跨连续梁计算
(2)次龙骨的强度验算:
次龙骨承受的荷载为
q托=qL模=56.082×0.3=16.82KN
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距为:
Mmax=0.1q托
2托=0.1×16.82×0.62=0.61KN.M
M/W=0.61×106/83×103=7.349<[
]=87N/㎜2
次龙骨的强度满足要求。
(3)次龙骨的刚度验算:
梁承受的线荷载为:
q次=qL模=56.082×0.25=14.02KN
计算简图见下图:
得最大挠度为:
=0.677×q次L次/100EI
=0.677×14.02×0.64×1012/100×104×416×106
=0.296<[
]=1.5㎜
次龙骨的刚度满足要求。
2.3主龙骨的设计及验算:
主龙骨选用ф48×3.5×2钢管,间距为600㎜,双根布置,穿墙螺栓间距取600㎜,主龙骨按三跨连续梁计算。
(1)主龙骨的截面的强度验算:
次龙骨传给主龙骨的集中荷载为
P主=q托L次=16.82×0.6=12.36KN
计算简图见下图:
得主龙骨截面最大弯矩为
Mmax=0.604P主L次=0.604×10.092×0.6=3.657KN
M/W=3.657×106/2×15.08×103=121.253<215N/㎜2
主龙骨的强度满足要求。
(2)主龙骨的刚度验算:
次龙骨传给主龙骨的集中荷载为:
P主=q次L次=14.02×0.6=8.412KN
计算简图见下图:
得最大挠度为:
=1.883×PL/100EI=1.883×10.3×103×0.63×109/100×2.06×105×2×12.19×104=0.83<3.00㎜(满足要求)
主龙骨的刚度满足要求。
2.4穿墙螺栓验算:
每根穿墙螺栓承受的拉力为:
T=qs=52.58×0.45×0.6=14.2KN
选用ф14穿墙螺栓,查表得净面积A=105㎜2
T/A=14.2×103/105=135<215KN/㎜2
满足要求。
3.柱模板计算
验算截面为500×600(存在的截面最多,具有代表性),高为2.9米,柱子用80×60方木钢管及对拉螺杆夹紧柱模板。
3.1柱模板的验算
①模板的标准荷载:
现浇砼对模板的侧压力
砼的浇筑速度为2.5m/h
F1=0.22rctoβ1β2V1/2
=0.22×25×200÷(30+15)×1.2×1.0×2.51/2=42.52KN/m
F2=rcH=25×2.9=72.5>42.52KN/m2
取f=42.52KN/m2
有效压头高度h=42.52/25=1.701m
倾倒砼时对模板产生的水平振动荷载6KN/m2
②模板的强度验算
柱模选用多层板,竖向小方木间距为0.2m,柱箍间距为0.5m,故其标准设计荷载:
q1=(1.4f+1.4g)×0.9
=(1.4×50.8+1.4×6)×0.9=71.568KN/m2
化为线荷载71.568×0.2=14.31KN/m
支座弯矩MA=-1/2q1m2=-1/2×14.31×0.152=-0.161KN·m
跨中弯矩ME=0.1ql2=0.1×14.31×0.32=0.1288<∣-0.161∣
取Mmax=-0.161KN·m
W=(30×1.82)/6=16.2cm3
WX=N/An+Mmax/γmax=71.568÷0.2+0.2415÷1.4=0.358
强度能满足要求。
柱模的刚度验算:
柱模板刚度计算的荷载标准
q2=1.2f×0.3×0.8=1.2×50.8×0.3×0.8=14.63KN/m2
端部挠度
WC=q2ml3/24EI(-1+6n2+3n3)
=(14.63×0.15×0.33)÷(24×0.1×108×43.74×10-8)×(-1+6×0.52+3×0.53)
=4.94×10-4<L/400=0.3/400=7.5×10-4
WE=5q2l4/150EI=(14.63×0.34)÷(150×0.1×108×43.74×10-8)
=1.81×10-4<7.5×10-4
刚度能满足要求。
3.2柱箍拉杆验算:
拉杆间距同柱箍间距
A=0.5×0.5=0.25
P=F·A=67.592×0.25=16.898KN<23.75KN
柱箍拉杆能满足要求。
4.梁模板计算(取梁截面500×600)
(1)抗弯强度验算:
1)荷载:
底模自重5×0.018×0.5×0.6=0.027KN/m
混凝土自重24×0.4×1.2×0.6=6.91KN/m
钢筋自重1.5×0.4×1.2×0.6=0.432KN/m
振捣混凝土荷载2×0.4×0.6=0.48KN/m
合计q1=7.489KN/m
乘以折减系数0.9则q1×0.9=q2=7.1KN/m
2)抗弯承载力验算:
底模下的方木间距为0.2m,是一个多等多跨连续梁,考虑到木材的长度有限,故按四等跨计算。
按最不利荷载结构静力表得:
弯矩系数:
KM=-0.121
剪力系数:
KV=-0.620
挠度系数:
Kw=0.967
则M=KM×q
2=-0.121×10.00×0.22=-0.048KN/m=-0.048×106N/㎜
δ=m/w=-0.048×106×6/(450×402)=4.86剪力强度验算:
V=KVq
=-0.620×7.1×0.2=0.88KN
剪应力:
=3v/2bh=3×1.24×103/(2×450×40)
=0.103N/㎜2<1.4N/㎜2
(3)挠度验算:
荷载不包括振捣混凝土荷载,则q1=14.723则q2=13.25KN/m
W=Kwq
4/100EI=0.967×13.25×2004/(100×9×103×450×403/12)=0.094<[W]=l/720=200/720=0.278㎜(满足要求)
4.2侧模验算:
(1)荷载验算:
砼的浇筑速度:
V=2.5m³/h
浇筑温度为15℃,坍落度为:
30-50mm。
T0=200/(T+15)=200/(15+15)=6.66
1)侧压力F1=0.22rt0β1β2V1/2
=0.22×24×6.66×1.2×1×2.51/2
=52.74KN/m2
F2=r0h=24×0.8=19.2KN/m2<52.74KN/m
取f=19.2KN/m
乘以分项系数:
F=19.2×1.2=23.04KN/m2
2)振捣混凝土时产生的荷载:
4KN/m2
乘以分项系数:
4×1.4=5.6KN/m2
以上两荷载合计23.04+5.6=28.64KN/m2
根据立档间距为500㎜,则荷载为:
28.64×0.5=14.32KN
乘以折减系数,则q=14.32×0.9=12.88KN
(2)抗弯强度验算:
仍按四等跨计算,其KM、KV、KW于前述相同,设侧模50㎜厚则:
M=KM×q
2=-0.121×10.00×6002=435.6×103KN/㎜
δ=m/w=435.6×103×6/(600×402)=2.75<13KN/㎜2
(满足要求)
(3)抗剪强度验算:
V=KVq
=-0.620×10×600=3720N=3.72KN
剪应力:
=3v/2bh=3×3720/(2×600×40)=0.23(满足要求)
(4)挠度验算:
取侧压力f=23.04KN/㎡化为线荷载23.04×0.6=13.82KN/㎡
乘以折减系数,则13.82×0.9=12.24KN/㎡
W=Kwq
4/100EI=0.967×12.24×6004×12/(100×9×103×600×403)=0.533㎜(满足要求)
(5)钢管支柱验算(按1250㎜验算)
δ=N/фA=33.1/0.191×4.89=35.44<215N/㎜2(满足要求)
所以钢管支撑不会发生失稳