模板支架有关计算.docx
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模板支架有关计算
模板支架计算书
徐州市某电器有限公司车间一、二工程位于睢宁县宁江工业园,为五层框架结构,建筑总面积10000平方米,其中车间一5000平方米,车间二5000平方米。
本工程由徐州市某电器有限公司投资建设,北京某建筑工程设计事务所设计,江苏省某管理局勘测设计院勘查,有我江苏某建设集团有限公司组织施工
模板支架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.00;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;脚手架搭设高度(m):
4.5;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5;
扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
方木支撑;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
楼板浇筑厚度(m):
0.12;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:
二级钢HRB335(20MnSi);楼板混凝土标号:
C35;
每层标准施工天数:
8;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
1440.000;
计算楼板的宽度(m):
4.00;计算楼板的厚度(m):
0.12;
计算楼板的长度(m):
4.50;施工平均温度(℃):
15.000;
4.木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;木方的间隔距离(mm):
300.000;
木方的截面宽度(mm):
60.00;木方的截面高度(mm):
80.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6.000×8.000×8.000/6=64.00cm3;
I=6.000×8.000×8.000×8.000/12=256.00cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.000×0.300×0.120=0.900kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.300=0.105kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(1.000+2.000)×1.000×0.300=0.900kN;
2.强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=1.2×(q1+q2)=1.2×(0.900+0.105)=1.206kN/m;
集中荷载p=1.4×0.900=1.260kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.260×1.000/4+1.206×1.0002/8=0.466kN;
最大支座力N=P/2+ql/2=1.260/2+1.206×1.000/2=1.233kN;
方木最大应力计算值σ=M/W=0.466×106/64000.00=7.277N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2;
方木的最大应力计算值为7.277N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=1.206×1.000/2+1.260/2=1.233kN;
方木受剪应力计算值T=3×1.233×103/(2×60.000×80.000)=0.385N/mm2;
方木抗剪强度设计值[T]=1.400N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.385N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.400N/mm2,满足要求!
4.挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=1.005kN/m;
集中荷载p=0.900kN;
最大挠度计算值V=5×1.005×1000.04/(384×9500.000×2560000.000)+900.000×1000.03/(48×9500.000×2560000.0)=1.309mm;
最大允许挠度[V]=1000.000/250=4.000mm;
方木的最大挠度计算值1.309mm小于方木的最大允许挠度4.000mm,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
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=1.206×1.000+1.260=2.466kN;
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(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.830kN.m;
最大变形Vmax=2.122mm;
最大支座力Qmax=8.968kN;
最大应力σ=163.410N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值163.410N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm,满足要求!
四、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》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN;
R-------纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.968kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
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)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×4.5000=0.581kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×1.000×1.000=0.350kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN;
静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.737kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×1.000×1.000=3.000kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=8.685kN;
六、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(kN):
N=8.685kN;
σ----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=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------钢管立杆受压应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算
l0=h+2a
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.100m;
得到计算结果:
立杆计算长度L0=h+2a=1.500+2×0.100=1.700m;
L0/i=1700.000/15.800=108.000;
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=0.530;
钢管立杆受压应力计算值;σ=8684.760/(0.530×489.000)=33.510N/mm2;
立杆稳定性计算σ=33.510N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
七、楼板强度的计算:
1.楼板强度计算说明
验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,配置面积As=1440mm2,fy=300N/mm2。
板的截面尺寸为b×h=4000mm×120mm,截面有效高度ho=100mm。
按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.验算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0m;
q=2×1.2×(0.350+25.000×0.120)+
1×1.2×(0.387×5×5/4.500/4.000)+
1.4×(1.000+2.000)=12.890kN/m2;
单元板带所承受均布荷载q=4.500×12.886=57.985kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×57.980×4.0002=55.294kN.m;
因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到8天龄期混凝土强度达到62.40%,C25混凝土强度在8天龄期近似等效为C15.600。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.488N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×fy/(b×ho×fcm)=1440.000×300.000/(4000.000×100.000×7.488)=0.144
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
αs=0.134