1735米高支模方案解析.docx

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1735米高支模方案解析

17.23米高支模板体系设计计算书

(一)17.23米高200mm×700mm梁段。

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B(m):

0.20;梁截面高度D(m):

0.7;

混凝土板厚度(mm):

120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):

0.80;

立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):

0.20;

立杆步距h(m):

1.20;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):

0.80;

梁支撑架搭设高度H(m):

17.23;梁两侧立杆间距(m):

0.60;

承重架支撑形式:

梁底支撑小楞平行梁截面方向;

采用的钢管类型为Φ48×3;

立杆承重连接方式:

可调托座;

2.荷载参数

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):

1.50;

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):

26.8;

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):

4.0;

3.材料参数

木材品种:

油松;木材弹性模量E(N/mm2):

10000.0;

木材抗压强度设计值fc(N/mm):

12.0;

木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):

13.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):

1.5;

面板材质:

胶合面板;面板厚度(mm):

18.00;

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):

80.0;梁底方木截面高度h(mm):

80.0;

梁底模板支撑的间距(mm):

250.0;

5.梁侧模板参数

次楞间距(mm):

300;主楞竖向根数:

2;

穿梁螺栓直径(mm):

M12;穿梁螺栓水平间距(mm):

250;

主楞到梁底距离依次是:

250mm,500mm;

主楞材料:

圆钢管;

直径(mm):

48.00;壁厚(mm):

3.00;

主楞合并根数:

2;

次楞材料:

木方;

宽度(mm):

80.00;高度(mm):

80.00;

二、梁侧模板荷载计算

新浇混凝土侧压力标准值F1=26.772kN/m2;

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。

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

其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=115×1.8×1.8/6=62.1cm3;

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:

Mmax=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=1.2×1.15×26.77=36.945kN/m;

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4×1.15×4=6.44kN/m;

计算跨度:

l=300mm;

面板的最大弯矩M=0.1×36.945×3002+0.117×6.44×3002=4.00×105N·mm;

面板的最大支座反力为:

N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×36.945×0.3+1.2×6.44×0.3=14.51kN;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:

σ=4.00×105/6.21×104=6.4N/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=6.4N/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)≤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=36.945N/mm;

l--计算跨度:

l=300mm;

E--面板材质的弹性模量:

E=6000N/mm2;

I--面板的截面惯性矩:

I=115×1.8×1.8×1.8/12=55.89cm4;

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×36.945×3004/(100×6000×5.59×105)=0.604mm;

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=300/250=1.2mm;

面板的最大挠度计算值ν=0.604mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.2mm,满足要求!

四、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两跨连续梁计算。

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=14.510/(0.700-0.120)=25.02kN/m

本工程中,次楞采用木方,宽度80mm,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=1×8×8×8/6=85.33cm3;

I=1×8×8×8×8/12=341.33cm4;

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=0.568kN·m,最大支座反力R=7.899kN,最大变形ν=0.705mm

(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=5.68×105/8.53×104=6.7N/mm2;

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2;

次楞最大受弯应力计算值σ=6.7N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

(2)次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=300/400=0.75mm;

次楞的最大挠度计算值ν=0.705mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=0.75mm,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7.899kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×4.493=8.99cm3;

I=2×10.783=21.57cm4;

E=206000.00N/mm2;

主楞计算简图

主楞计算剪力图(kN)

主楞计算弯矩图(kN·m)

主楞计算变形图(mm)

经过计算得到最大弯矩M=0.415kN·m,最大支座反力R=9.084kN,最大变形ν=0.055mm

(1)主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到,主楞的受弯应力计算值:

σ=4.15×105/8.99×103=46.1N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2;

主楞的受弯应力计算值σ=46.1N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/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0.055mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=300/400=0.75mm;

主楞的最大挠度计算值ν=0.055mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.75mm,满足要求!

五、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

N<[N]=f×A

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170N/mm2;

穿梁螺栓型号:

M12;查表得:

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=9.084kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:

[N]=170×76/1000=12.92kN;

穿梁螺栓所受的最大拉力N=9.084kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,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。

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=400×18×18/6=2.16×104mm3;

I=400×18×18×18/12=1.94×105mm4;

1.抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算:

σ=M/W<[f]

新浇混凝土及钢筋荷载设计值:

q1:

1.2×(24.00+1.50)×0.40×1.28=15.667kN/m;

模板结构自重荷载设计值:

q2:

1.2×0.30×0.40=0.144kN/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)×0.40=2.520kN/m;

最大弯矩计算公式如下:

Mmax=0.1(q1+q2)l2+0.117q3l2=0.1×(15.667+0.144)×2502+0.117×2.52×2502=1.17×105N·mm;

σ=Mmax/W=1.17×105/2.16×104=5.4N/mm2;

梁底模面板计算应力σ=5.4N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚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:

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

其中,q--作用在模板上的压力线荷载:

q=q1+q2=15.667+0.144=15.811kN/m;

l--计算跨度(梁底支撑间距):

l=250.00mm;

E--面板的弹性模量:

E=6000.0N/mm2;

面板的最大允许挠度值:

[ν]=250.00/250=1.000mm;

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×15.811×2504/(100×6000×1.94×105)=0.358mm;

面板的最大挠度计算值:

ν=0.358mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=1mm,满足要求!

七、梁底支撑木方的计算

1.荷载的计算

(1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):

q1=1.2×[(24+1.5)×1.28×0.25+0.3×0.25×(2×1.15+0.4)/0.4]=10.4kN/m;

(2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):

q2=1.4×(2.5+2)×0.25=1.575kN/m;

均布荷载设计值q=10.400+1.575=11.975kN/m;

梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递,其设计值:

p=0.25×[1.2×0.13×24.00+1.4×(2.50+2.00)]×(1.00-0.40)/4=0.377kN

2.支撑方木验算

本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=8×8×8/6=8.53×101cm3;

I=8×8×8×8/12=3.41×102cm4;

E=10000N/mm2;

计算简图及内力、变形图如下:

简图(kN·m)

剪力图(kN)

弯矩图(kN·m)

变形图(mm)

方木的支座力:

N1=N2=2.772kN;

最大弯矩:

M=1.061kN·m

最大剪力:

V=2.772kN

方木最大正应力计算值:

σ=M/W=1.061×106/8.53×104=12.4N/mm2;

方木最大剪应力计算值:

τ=3V/(2bh0)=3×2.772×1000/(2×80×80)=0.65N/mm2;

方木的最大挠度:

ν=2.017mm;

方木的允许挠度:

[ν]=1.000×1000/250=4.000mm;

方木最大应力计算值12.439N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!

方木受剪应力计算值0.650N/mm2小于方木抗剪强度设计值[fv]=1.500N/mm2,满足要求!

方木的最大挠度ν=2.017mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4.000mm,满足要求!

八、梁跨度方向托梁的计算

作用于托梁的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。

托梁采用:

钢管(双钢管):

Ф48×3;

W=8.98cm3;

I=21.56cm4;

1.梁两侧托梁的强度计算

托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=2.772kN.

托梁计算简图

托梁计算弯矩图(kN·m)

托梁计算变形图(mm)

托梁计算剪力图(kN)

最大弯矩Mmax=1.04kN·m;

最大变形νmax=1.65mm;

最大支座力Rmax=12.127kN;

最大应力σ=M/W=1.04×106/(8.98×103)=115.8N/mm2;

托梁的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的最大应力计算值115.8N/mm2小于托梁的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度νmax=1.65mm小于1000/150与10mm,满足要求!

九、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)≤[f]

1.梁两侧立杆稳定性验算

其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:

纵向钢管的最大支座反力:

N1=12.127kN;

脚手架钢管的自重:

N2=1.2×0.149×17.8=3.181kN;

N=N1+N2=12.127+3.181=15.307kN;

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=1.59;

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--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);

[f]--钢管立杆抗压强度设计值:

[f]=205N/mm2;

lo--计算长度(m);

根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a,

为安全计,取二者间的大值,即:

lo=Max[1.185×1.7×1.2,1.2+2×0.2]=2.417m;

k--计算长度附加系数,取值为:

1.185;

μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=1.7;

a--立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.2m;

得到计算结果:

立杆的计算长度

lo/i=2417.4/15.9=152;

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=0.301;

钢管立杆受压应力计算值;σ=15307.295/(0.301×424)=119.9N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=119.9N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

(二)8-10轴×B-C轴17.8米高板。

一、参数信息

1.模板支架参数

横向间距或排距(m):

1.00;纵距(m):

1.00;步距(m):

1.20;

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):

0.20;模板支架搭设高度(m):

17.80;

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:

可调托座;

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;

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18mm;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):

350.000;

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):

80.00;木方的截面高度(mm):

80.00;

托梁材料为:

钢管(双钢管):

Ф48×3;

4.楼板参数

楼板的计算厚度(mm):

130.00;

图2楼板支撑架荷载计算单元

二、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=100×1.82/6=54cm3;

I=100×1.83/12=48.6cm4;

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=25×0.13×1+0.35×1=3.6kN/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=1.2×3.6+1.4×2.5=7.82kN/m

最大弯矩M=0.1×7.82×3502=95795N·m;

面板最大应力计算值σ=M/W=95795/54000=1.774N/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1.774N/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=3.6kN/m

面板最大挠度计算值ν=0.677×3.6×3504/(100×9500×48.6×104)=0.079mm;

面板最大允许挠度[ν]=350/250=1.4mm;

面板的最大挠度计算值0.079mm小于面板的最大允许挠度1.4mm,满足要求!

三、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=8×8×8/6=85.33cm3;

I=b×h3/12=8×8×8×8/12=341.33cm4;

方木楞计算简图

1.荷载的计算

(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):

q1=25×0.35×0.13+0.35×0.35=1.26kN/m;

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):

q2=2.5×0.35=0.875kN/m;

2.强度验算

计算公式如下:

M=0.1ql2

均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×1.26+1.4×0.875=2.737kN/m;

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.737×12=0.274kN·m;

方木最大应力计算值σ=M/W=0.274×106/85333.33=3.207N/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3.207N/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=0.6×2.737×1=1.642kN;

方木受剪应力计算值τ=3×1.642×103/(2×80×80)=0.385N/mm2;

方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;

方木的受剪应力计算值0.385N/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

计算公式如下:

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

均布荷载q=q1=1.26kN/m;

最大挠度计算值ν=0.677×1.26×10004/(100×9000×3413333.333)=0.278mm;

最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm;

方木的最大挠度计算值0.278mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!

四、托梁材料计算

托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

托梁采用:

钢管(双钢管):

Ф48×3;

W=8.98cm3;

I=21.56cm4;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.346kN;

托梁计算简图

托梁计算弯矩图(kN·m)

托梁计算变形图(mm)

托梁计算剪力图(kN)

最大弯矩Mmax=0.699kN·m;

最大变形Vmax=1.068mm;

最大支座力Qmax=7.452kN;

最大应力σ=698697.45/8980=77.806N/mm2;

托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的最大应力计算值77.806N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为1.068mm小于1000/150与10mm,满足要求!

五、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=0.158×17.8=2.814kN;

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=0.35×1×1=0.35kN;

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25×0.13×1×1=3.25kN;

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.414kN;

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)×1×1=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=13.997kN;

六、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=13.997kN;

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

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