25米厚混凝土顶板模板支撑体系计算.docx

1、25米厚混凝土顶板模板支撑体系计算2.5米厚混凝土顶板模板支撑体系计算 2.5米厚混凝土顶板模板支撑体系的计算 兰州军区总院加速器机房顶板混凝土墙及顶板厚度分别达1.2m 2.5m，根据抗辐射混凝土的要求，混凝土墙及顶板必须一次性连续浇筑，不得留设水平施工缝。因此，该混凝土的施工应着重解决模板、大体积混凝土施工等技术问题。 1模板对拉螺栓计算 1.1 砼侧压力 标准值 F1=0.22ct012V1/2 1外加剂影响修正系数，掺有缓凝作用外加剂时取1.2 2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度为110150mm时取1.15 砼浇筑速度 V=2米/h 施工时平均气温T=5，则混凝土t0=10 F1=

2、0.2225101.21.1521/2=107.34KN/m2 （当V=4米/h时 F1=151.8KN/m2） F2=cH=254.5=112.5KN/m2 （H混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶的总高度取H=4.5m） F1 F2二者取较小值， 当V=2米/h时，取F1=107.34KN/m2 当V=4米/h时，取F2=112.5KN/m2 设计值，F=F2分项系数折减系数 =112.51.20.85=114.75KN/m2 1.2 倾倒砼时产生的水平荷载2KN/m2 荷载设计值为21.40.85=2.40KN/m2 1.3 荷载组合 F=114.75+2.4=117.15KN/m2 1

3、.4 对拉螺栓的应力计算： 采用16mm的对拉螺栓，纵横向间距均为450mm， 16mm截面面积A=144mm2， N=F横间距纵间距 N=117.150.450.45=23.72KN =N/A=23720N/144mm2=164.72N/mm2170N/mm2，符合要求。 2砼顶板（2500厚）模板支撑计算 模板支架搭设高度为3.4米， 搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.60米，立杆的横距 l=0.30米，立杆的步距 h=1.10米。 图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为 483.5。 21、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

4、按照三跨连续梁计算。 静荷载标准值 q1 = 25.0002.5000.600+0.5000.600=37.800kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+2.500)0.600=2.700kN/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 = 60.001.801.80/6 = 32.40cm3； I = 60.001.801.801.80/12 = 29.16cm4； (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

5、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(1.237.800+1.42.700)0.2000.200=0.197kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.19710001000/32400=6.067N/mm2 面板的抗弯强度验算 f f,满足要求! (2)抗剪计算 可以不计算 T = 3Q/2bh T 其中最大剪力 Q=0.600(1.237.800+1.42.700)0.200=5.897kN 截面抗剪强度计算值 T=35897.0/(2600.00018.000)=0.819N/mm2 截面

6、抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 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 = 0.67737.8002021/(1006000291600)=0.234mm 面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求! 22、纵向支撑钢管的计算 纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为 截面抵抗矩 W = 5.08cm3； 截面惯性矩 I = 12.19cm4； 1.荷载的计算： (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.0002.5000.200=12.500kN/m (2)模

7、板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.5000.200=0.100kN/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/m)： 经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+2.000)0.200=0.900kN/m 静荷载 q1 = 1.212.500+1.20.100=15.120kN/m 活荷载 q2 = 1.40.900=1.260kN/m 2.抗弯强度计算 最大弯矩 M = 0 .1ql2=0.116.380.300.30=0.147kN.m 最大剪力 Q=0.60.30016.380=2.948kN 最大支座力 N=1.10.30016.380=5.40

8、5kN 抗弯计算强度 f=0.147106/5080.0=29.02N/mm2 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.67713.500+0.9900.900)300.04/(1002.06105121900.0)=0.029mm 纵向钢管的最大挠度小于300.0/150与10mm,满足要求! 23、板底支撑钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算 集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=5.41kN 支撑钢管计算简图 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管变形图(mm) 支撑钢管剪力图(kN) 经过连续梁

9、的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.302kN.m 最大变形 vmax=0.066mm 最大支座力 Qmax=9.329kN 抗弯计算强度 f=0.302106/5080.0=59.38N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于300.0/150与10mm,满足要求! 24、扣件抗滑移的计算 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8.0kN； 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=9.33kN 单扣件抗滑承载力的设计

10、计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! 当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。 25、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 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 = 0.1493.400=0.506kN (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.5000.6000.300=0.090kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.0002.5000.6000.300=11

11、.250kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 11.846kN。 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 = (2.500+2.000)0.6000.300=0.810kN 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 26、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 = 15.35 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 = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm

12、2)； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 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)； 如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1) l0 = (h+2a) (2) k1 计算长度附加系数，取值为1.155； u 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.70 a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.10m； 公式(1)的计算结果： = 85.45N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 公式(2)的计算结果

13、： = 44.23N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 27、楼板强度的计算 1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取8.50m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋2级钢筋，配筋面积As=33787.5mm2，fy=300.0N/mm2。 板的截面尺寸为 bh=4505mm2500mm，截面有效高度 h0=2480mm。 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.计算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边8.50m，短边8.500.53=4.51m， 楼板计算范围内摆放

14、1516排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=11.2(0.50+25.002.50)+ 11.2(0.511516/8.50/4.51)+ 1.4(2.00+2.50)=85.71kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=4.5185.71=386.11kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0829ql2=0.0829386.114.512=649.62kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到8天后混凝土强度达到62.40%，C30.0混凝土强度近似等效为C18.7。 混

15、凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.99N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度： = Asfy/bh0fcm = 33787.50300.00/(4505.002480.008.99)=0.10 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 s=0.095 此层楼板所能承受的最大弯矩为： M1= sbh02fcm = 0.0954505.0002480.00029.010-6=23653.7kN.m 结论：由于Mi = 23653.71=23653.71 Mmax=649.62 所以第8天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑可以拆除。 3.1、

16、荷载设计值 模板自重 1.11.2=1.32KN/m2 砼自重 242.51.2=72KN/m2 钢筋自重 2.51.11.2=3.3KN/m2 施工人员及设备荷载 2.51.4=3.5KN/m2 倾倒砼时产生的荷载 41.4=5.6KN/m2 振捣砼时产生的荷载标准值对水平面模板采用21.4=2.8KN/m2 计算荷载总计：1.32+72+3.3+3.5+5.6+2.8=88.52KN/m2，取90KN/m2。 3.2、平台板底模板支承 (1)横向支承 板底横杆采用483.5钢管，间距为400mm， 则每边横杆承受荷载为900.4=36KN/m 连续梁最大弯距 M=0.105360.42=0

17、.585KNm 支座R=ql=360.4=14.4KN 483.5钢管惯性矩Ix=12.19cm4，抵抗矩Wx=5.08cm3 E=2.06105N/mm2 强度验算： =115N/mm2200N/mm2 刚度验算：=0.677 =0.677 0.24mmL/1000=400/1000=0.4mm (2)垂直支撑（立杆） 采用纵横向距400mm的483.5钢管作垂直支撑。 根据资料表明：483.5钢管，横杆步距1000mm时，扣件对接可承受35.7KNR=14.4KN，故纵横400mm的间距满足要求。 扣件连接时，一个扣件能承受抗滑移力8KN,故必须在连接扣件下部紧靠加一个扣件，采用双扣件抗滑移，28KN=16KN14.4KN，满足要求。