2区95米高350mm1650mm梁模板扣件钢管高支撑架计算书.docx
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2区95米高350mm1650mm梁模板扣件钢管高支撑架计算书
二区9.5米高350mm×1650mm梁模板
扣件钢管高支撑架计算书
依据规范:
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008
计算参数:
钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取0.80。
模板支架搭设高度为9.6m,
梁截面B×D=350mm×1600mm,立杆的纵距(跨度方向)l=0.70m,立杆的步距h=1.50m,
梁底增加2道承重立杆。
面板厚度12mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。
内龙骨采用40×90mm木方。
木方剪切强度5.0N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。
梁底支撑顶托梁长度0.55m。
顶托采用木方:
40×90.00mm。
梁底承重杆按照布置间距195,160mm计算。
模板自重0.20kN/m2,混凝土钢筋自重25.50kN/m3。
倾倒混凝土荷载标准值2.00kN/m2。
地基承载力标准值90kN/m2,基础底面扩展面积0.200m2,地基承载力调整系数0.50。
扣件计算折减系数取1.50。
图1梁模板支撑架立面简图
按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.50×1.65+0.20)+1.40×2.00=53.530kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×1.65+0.7×1.40×2.00=58.761kN/m2
由于永久荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98
采用的钢管类型为φ48×2.8。
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。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,倾倒混凝土荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.500×1.650×0.700=29.453kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.200×0.700×(2×1.650+0.350)/0.350=1.460kN/m
(3)活荷载为倾倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=2.000×0.350×0.700=0.490kN
考虑0.9的结构重要系数,均布荷载q=0.9×(1.35×29.453+1.35×1.460)=37.559kN/m
考虑0.9的结构重要系数,集中荷载P=0.9×0.98×0.490=0.432kN
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:
截面抵抗矩W=16.80cm3;
截面惯性矩I=10.08cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
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:
变形计算受力图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.720kN
N2=5.069kN
N3=5.069kN
N4=1.720kN
最大弯矩M=0.054kN.m
最大变形V=0.064mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=M/W=0.054×1000×1000/16800=3.214N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值T=3Q/2bh=3×2661.0/(2×700.000×12.000)=0.475N/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
面板最大挠度计算值v=0.064mm
面板的最大挠度小于116.7/250,满足要求!
二、梁底支撑龙骨的计算
梁底龙骨计算
按照三跨连续梁计算,计算公式如下:
均布荷载q=P/l=5.069/0.700=7.241kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.24×0.70×0.70=0.355kN.m
最大剪力Q=0.6ql=0.6×0.700×7.241=3.041kN
最大支座力N=1.1ql=1.1×0.700×7.241=5.575kN
龙骨的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=54.00cm3;
截面惯性矩I=243.00cm4;
(1)龙骨抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.355×106/54000.0=6.57N/mm2
龙骨的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)龙骨抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3041/(2×40×90)=1.267N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=5.00N/mm2
龙骨的抗剪强度计算满足要求!
(3)龙骨挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以龙骨计算跨度(即龙骨下小横杆间距)
得到q=5.667kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×5.667×700.04/(100×9000.00×2430000.0)=0.421mm
龙骨的最大挠度小于700.0/400(木方时取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。
均布荷载取托梁的自重q=0.039kN/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=0.164kN.m
经过计算得到最大支座F=6.800kN
经过计算得到最大变形V=0.046mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=54.00cm3;
截面惯性矩I=243.00cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.164×106/54000.0=3.04N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×5071/(2×40×90)=2.113N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=5.00N/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=0.046mm
顶托梁的最大挠度小于195.0/250,满足要求!
三、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为:
其中N——立杆的轴心压力最大值,它包括:
横杆的最大支座反力N1=6.800kN(已经包括组合系数)
脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.102×9.550=1.184kN
N=6.800+1.184=7.983kN
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
A——立杆净截面面积,A=3.974cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=164.00N/mm2;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.20m;
h——最大步距,h=1.50m;
l0——计算长度,取1.500+2×0.200=1.900m;
λ——长细比,为1900/16.0=119<150长细比验算满足要求!
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.464;
经计算得到σ=7983/(0.464×397)=43.254N/mm2;
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
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依据模板规范计算公式5.2.5-15:
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=uz×us×w0=0.200×1.000×0.126=0.025kN/m2
h——立杆的步距,1.50m;
la——立杆迎风面的间距,0.55m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,0.70m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.025×0.550×1.500×1.500/10=0.004kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值,参照模板规范公式5.2.5-14;
Nw=6.800+0.9×1.2×0.974+0.9×0.9×1.4×0.004/0.700=7.989kN
经计算得到σ=7989/(0.464×397)+4000/4248=44.118N/mm2;
考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
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=39.92
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=7.98
A——基础底面面积(m2);A=0.20
fg——地基承载力设计值(kN/m2);fg=45.00
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=0.50
fgk——地基承载力标准值;fgk=90.00
地基承载力的计算满足要求!
模板支撑架计算满足要求!