梁模板计算书
工程概况:
株百物流中心二期2、3仓库工程工程;属于框架结构; 地上4层; 地下0层;建筑高度:23.40m ;标准层层高:4.80m ;总建筑面积:71803.94.84平方米;总工期:500天。 本工程由株洲百货股份有限公司投资建设,湖南湘楚鸿飞建筑设计研究院设计,由五矿二十三冶建设集团第二工程有限公司组织施工。
编制依据:
1、工程施工图纸及现场概况
2、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011年版)
5、《建筑方式手册》第四版
一、参数信息
1. 模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.30;
梁截面高度 D(m):0.60
混凝土板厚度(mm):120.00;
立杆梁跨度方向间距La(m):1.20;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.25;
立杆步距h(m):1.20;
梁支撑架搭设高度H(m):4.20;
梁两侧立柱间距(m):1.20;
承重架支设:无承重立杆,方木支撑垂直梁截面;
板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.20;
采用的钢管类型为Φ48×3.2;
2. 荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35;
钢筋自重(kN/m3):1.10;
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):18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0
3. 材料参数
木材品种:松木;
木材弹性模量E(N/mm2) :10000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2) :17.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2) :1.7;
面板类型:胶合面板;
面板弹性模量E(N/mm2) :9500.0;
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):50.0;
梁底方木截面高度h(mm):70.0;
梁底纵向支撑根数:4;
面板厚度(mm):18.0;
5. 梁侧模板参数
主楞间距(mm):500;
次楞根数:4;
穿梁螺栓水平间距(mm):500;
穿梁螺栓竖向根数:3;
穿梁螺栓竖向距板底的距离为:150mm ,150mm ,150mm ;
穿梁螺栓直径(mm):M12;
主楞龙骨材料:钢楞;
截面类型为圆钢管48×3.2;
主楞合并根数:2;
次楞龙骨材料:木楞, ,宽度50mm ,高度70mm ;
二、梁模板荷载标准值计算
1. 梁侧模板荷载
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h ;
T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃;
V -- 混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.750m ; β1-- 外加剂影响修正系数,取1.200;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F ;
分别为 50.994 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值18.000 kN/m2作为本工程计算荷载。
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倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞(内龙骨)的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:mm)
1. 强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) ;
M -- 面板的最大弯距(N.mm);
W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50×1.8×1.8/6=27cm3;
[f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2) ;
按以下公式计算面板跨中弯矩:
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= 1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m;
q = q1+q2 = 9.720+1.260 = 10.980 kN/m;
计算跨度(内楞间距): l = 160mm;
面板的最大弯距 M= 0.1×10.98×1602 = 2.81×104N.mm ;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 2.81×104 / 2.70×104=1.041N/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 =1.041N/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
l--计算跨度(内楞间距): l = 160mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2; q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 18×0.5 = 9N/mm;
I--面板的截面惯性矩: I = 50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×9×1604/(100×9500×2.43×105) = 0.017 mm; 面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =160/250 = 0.64mm;
面板的最大挠度计算值 ω =0.017mm 小于 面板的最大容许挠度值
[ω]=0.64mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算
1. 内楞计算
内楞(木或钢) 直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,龙骨采用1根木楞,截面宽度60mm ,截面高度80mm ,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
W = 60×802×1/6 = 64.00cm3;
I = 60×803×1/12 = 256.00cm4;
内楞计算简图
(1). 内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中, σ -- 内楞弯曲应力计算值(N/mm2) ;
M -- 内楞的最大弯距(N.mm);
W -- 内楞的净截面抵抗矩;
[f] -- 内楞的强度设计值(N/mm2) 。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9) ×0.16=3.51kN/m; 内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;
内楞的最大弯距: M=0.1×3.51×500.002= 8.78×104N.mm ;
最大支座力:R=1.1×3.514×0.5=1.932 kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 8.78×104/6.4×104 = 1.372 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.054 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值
[f]=17N/mm2,满足要求!
(2). 内楞的挠度验算
其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =18.00×0.16= 2.88 N/mm; l--计算跨度(外楞间距) :l = 500mm;
I--面板的截面惯性矩:I = 6.4×106mm 4;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×2.88×5004/(100×10000×6.4×106) = 0.019 mm ;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 500/250=2mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.015mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2mm,满足要求!
2. 外楞计算
外楞(木或钢) 承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力1.932kN, 按照集中荷载作用下的连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
截面类型为圆钢管48×3.2;
外钢楞截面抵抗矩 W = 4.73cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 11.35cm4;
外楞计算简图
外楞弯矩图
(kN.m)
外楞变形图(mm)
(1). 外楞抗弯强度验算
其中 σ -- 外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N.mm);
W -- 外楞的净截面抵抗矩;
[f] --外楞的强度设计值(N/mm2) 。
根据连续梁程序求得最大的弯矩为M= 0.29 kN.m
外楞最大计算跨度: l = 150mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.90×105/0.47×104 =61.9 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =28.531N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值
[f]=205N/mm2,满足要求!
(2). 外楞的挠度验算
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.079 mm
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 150/400=0.375mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.079mm 小于 外楞的最大容许挠度值
[ω]=0.375mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
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170 N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径: 12 mm;
穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm;
穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力: N =18×0.5×0.225 =2.025 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力 N=2.025kN 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。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小, 按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
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 = 1200×18×18/6 = 6.48×104mm 3;
I = 1200×18×18×18/12 = 5.83×105mm 4;
1. 抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ -- 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2) ;
M -- 计算的最大弯矩 (kN.m);
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =100.00mm;
q -- 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q 1: 1.2×(24.00+1.10)×1.20×0.60×0.90=19.52kN/m;
模板结构自重荷载:
q 2:1.2×0.35×1.20×0.90=0.45kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载设计值:
q 3: 1.4×2.00×1.20×0.90=3.02kN/m;
q = q1 + q2 + q3=19.52+0.45+3.02=23.00kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
M max = 0.10×22.995×0.12=0.023kN.m;
σ =0.023×106/6.48×104=0.355N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =0.355 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值
[f]=13N/mm2,满足要求!
2. 挠度验算
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:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q =((24.0+1.10)×0.600+0.35)×1.20= 18.49KN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =100.00mm;
E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ω] =100.00/250 = 0.400mm;
面板的最大挠度计算值: ω =
0.677×18.492×1004/(100×9500×5.83×105)=0.002mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.002mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 100 / 250 = 0.4mm,满足要求!
七、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪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。
1. 荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q 1 = (24+1.5)×0.6×0.1=1.53 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q 2 = 0.35×0.1×(2×0.6+0.3)/ 0.3=0.175 kN/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 P1= (2.5+2)×0.1=0.45 kN/m;
2. 方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×1.53+1.2×0.175=2.046 kN/m;
活荷载设计值 P = 1.4×0.45=0.63 kN/m;
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
W=60×80×80/6 = 64 cm3;
I=60×80×80×80/12 = 256 cm4;
方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 线荷载设计值 q = 2.017+0.63=2.647 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×2.647×1.2×1.2= 0.381 kN.m;
最大应力 σ= M / W = 0.381×106/64000 = 5.956 N/mm2;
抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 5.956 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2, 满足要求!
方木抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.6×2.647×1.2 = 1.906 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×1905.984/(2×60×80) = 0.596 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.596 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/mm2, 满足要求!
方木挠度验算:
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:
q = 1.506 + 0.175 = 1.681 kN/m;
方木最大挠度计算值 ω= 0.677×1.681×12004
/(100×10000×256×104)=0.922mm;
方木的最大允许挠度 [ω]=1.200×1000/250=4.800 mm;
方木的最大挠度计算值 ω= 0.922 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=4.8 mm,满足要求!
3. 立杆稳定性验算
支架立杆轴心力设计值
+1.4⨯(2.5⨯1.2⨯1.2+2⨯1.2⨯1.2)=20. 73KN ]N =1.2∑N GK +1.4∑N QK =1.2⨯[(0.3+25.1⨯0.12)⨯1.2⨯1.2+25.1⨯0.3⨯0.48⨯1.2+4.6⨯0.132立杆计算长度
立杆计算长度按下式计算,并取较大值:
L 0=1.2h =1. 2⨯1. 8=1. 96m
L 0=h , +2ka =1. 8+2⨯0. 7⨯0. 25=2. 20m
h------支架立杆中间层水平杆最大竖向步距(m )。
h ’----支架立杆顶层水平杆步距(m )。
K------悬臂端计算长度折减系数。
a------支座可调托座支撑点到顶层水平杆中心线的距离(m )。
L 0取2.20,立杆长细比λ=L 0i =. 59=138
按照长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ=0.269。 立杆承载力验算
立杆截面抵抗矩(cm 3)W=л(484-41.64)/(32*48)=4.73cm 3;立杆Q345钢材抗压
2f =300N /mm 强度设计值;
N 20. 73⨯103
22 ==171. 24N /mm
立杆强度满足要求!
八、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
地基承载力设计值:
f g = fgk ×k c = 68 kpa;
其中,地基承载力标准值:f gk = 170 kpa ;
脚手架地基承载力调整系数:k c = 0.4 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =42.395 kpa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 10.599 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=42.395 ≤ fg =68 kpa 。地基承载力满足要求!
梁模板计算书
工程概况:
株百物流中心二期2、3仓库工程工程;属于框架结构; 地上4层; 地下0层;建筑高度:23.40m ;标准层层高:4.80m ;总建筑面积:71803.94.84平方米;总工期:500天。 本工程由株洲百货股份有限公司投资建设,湖南湘楚鸿飞建筑设计研究院设计,由五矿二十三冶建设集团第二工程有限公司组织施工。
编制依据:
1、工程施工图纸及现场概况
2、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011年版)
5、《建筑方式手册》第四版
一、参数信息
1. 模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.30;
梁截面高度 D(m):0.60
混凝土板厚度(mm):120.00;
立杆梁跨度方向间距La(m):1.20;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.25;
立杆步距h(m):1.20;
梁支撑架搭设高度H(m):4.20;
梁两侧立柱间距(m):1.20;
承重架支设:无承重立杆,方木支撑垂直梁截面;
板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.20;
采用的钢管类型为Φ48×3.2;
2. 荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35;
钢筋自重(kN/m3):1.10;
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):18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0
3. 材料参数
木材品种:松木;
木材弹性模量E(N/mm2) :10000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2) :17.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2) :1.7;
面板类型:胶合面板;
面板弹性模量E(N/mm2) :9500.0;
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):50.0;
梁底方木截面高度h(mm):70.0;
梁底纵向支撑根数:4;
面板厚度(mm):18.0;
5. 梁侧模板参数
主楞间距(mm):500;
次楞根数:4;
穿梁螺栓水平间距(mm):500;
穿梁螺栓竖向根数:3;
穿梁螺栓竖向距板底的距离为:150mm ,150mm ,150mm ;
穿梁螺栓直径(mm):M12;
主楞龙骨材料:钢楞;
截面类型为圆钢管48×3.2;
主楞合并根数:2;
次楞龙骨材料:木楞, ,宽度50mm ,高度70mm ;
二、梁模板荷载标准值计算
1. 梁侧模板荷载
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h ;
T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃;
V -- 混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.750m ; β1-- 外加剂影响修正系数,取1.200;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F ;
分别为 50.994 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值18.000 kN/m2作为本工程计算荷载。
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倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞(内龙骨)的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:mm)
1. 强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) ;
M -- 面板的最大弯距(N.mm);
W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50×1.8×1.8/6=27cm3;
[f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2) ;
按以下公式计算面板跨中弯矩:
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= 1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m;
q = q1+q2 = 9.720+1.260 = 10.980 kN/m;
计算跨度(内楞间距): l = 160mm;
面板的最大弯距 M= 0.1×10.98×1602 = 2.81×104N.mm ;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 2.81×104 / 2.70×104=1.041N/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 =1.041N/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
l--计算跨度(内楞间距): l = 160mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2; q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 18×0.5 = 9N/mm;
I--面板的截面惯性矩: I = 50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×9×1604/(100×9500×2.43×105) = 0.017 mm; 面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =160/250 = 0.64mm;
面板的最大挠度计算值 ω =0.017mm 小于 面板的最大容许挠度值
[ω]=0.64mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算
1. 内楞计算
内楞(木或钢) 直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,龙骨采用1根木楞,截面宽度60mm ,截面高度80mm ,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
W = 60×802×1/6 = 64.00cm3;
I = 60×803×1/12 = 256.00cm4;
内楞计算简图
(1). 内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中, σ -- 内楞弯曲应力计算值(N/mm2) ;
M -- 内楞的最大弯距(N.mm);
W -- 内楞的净截面抵抗矩;
[f] -- 内楞的强度设计值(N/mm2) 。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9) ×0.16=3.51kN/m; 内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;
内楞的最大弯距: M=0.1×3.51×500.002= 8.78×104N.mm ;
最大支座力:R=1.1×3.514×0.5=1.932 kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 8.78×104/6.4×104 = 1.372 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.054 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值
[f]=17N/mm2,满足要求!
(2). 内楞的挠度验算
其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =18.00×0.16= 2.88 N/mm; l--计算跨度(外楞间距) :l = 500mm;
I--面板的截面惯性矩:I = 6.4×106mm 4;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×2.88×5004/(100×10000×6.4×106) = 0.019 mm ;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 500/250=2mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.015mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2mm,满足要求!
2. 外楞计算
外楞(木或钢) 承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力1.932kN, 按照集中荷载作用下的连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
截面类型为圆钢管48×3.2;
外钢楞截面抵抗矩 W = 4.73cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 11.35cm4;
外楞计算简图
外楞弯矩图
(kN.m)
外楞变形图(mm)
(1). 外楞抗弯强度验算
其中 σ -- 外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N.mm);
W -- 外楞的净截面抵抗矩;
[f] --外楞的强度设计值(N/mm2) 。
根据连续梁程序求得最大的弯矩为M= 0.29 kN.m
外楞最大计算跨度: l = 150mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.90×105/0.47×104 =61.9 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =28.531N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值
[f]=205N/mm2,满足要求!
(2). 外楞的挠度验算
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.079 mm
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 150/400=0.375mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.079mm 小于 外楞的最大容许挠度值
[ω]=0.375mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
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170 N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径: 12 mm;
穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm;
穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力: N =18×0.5×0.225 =2.025 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力 N=2.025kN 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。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小, 按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
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 = 1200×18×18/6 = 6.48×104mm 3;
I = 1200×18×18×18/12 = 5.83×105mm 4;
1. 抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ -- 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2) ;
M -- 计算的最大弯矩 (kN.m);
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =100.00mm;
q -- 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q 1: 1.2×(24.00+1.10)×1.20×0.60×0.90=19.52kN/m;
模板结构自重荷载:
q 2:1.2×0.35×1.20×0.90=0.45kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载设计值:
q 3: 1.4×2.00×1.20×0.90=3.02kN/m;
q = q1 + q2 + q3=19.52+0.45+3.02=23.00kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
M max = 0.10×22.995×0.12=0.023kN.m;
σ =0.023×106/6.48×104=0.355N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =0.355 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值
[f]=13N/mm2,满足要求!
2. 挠度验算
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:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q =((24.0+1.10)×0.600+0.35)×1.20= 18.49KN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =100.00mm;
E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ω] =100.00/250 = 0.400mm;
面板的最大挠度计算值: ω =
0.677×18.492×1004/(100×9500×5.83×105)=0.002mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.002mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 100 / 250 = 0.4mm,满足要求!
七、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪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。
1. 荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q 1 = (24+1.5)×0.6×0.1=1.53 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q 2 = 0.35×0.1×(2×0.6+0.3)/ 0.3=0.175 kN/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 P1= (2.5+2)×0.1=0.45 kN/m;
2. 方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×1.53+1.2×0.175=2.046 kN/m;
活荷载设计值 P = 1.4×0.45=0.63 kN/m;
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
W=60×80×80/6 = 64 cm3;
I=60×80×80×80/12 = 256 cm4;
方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 线荷载设计值 q = 2.017+0.63=2.647 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×2.647×1.2×1.2= 0.381 kN.m;
最大应力 σ= M / W = 0.381×106/64000 = 5.956 N/mm2;
抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 5.956 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2, 满足要求!
方木抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.6×2.647×1.2 = 1.906 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×1905.984/(2×60×80) = 0.596 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.596 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/mm2, 满足要求!
方木挠度验算:
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:
q = 1.506 + 0.175 = 1.681 kN/m;
方木最大挠度计算值 ω= 0.677×1.681×12004
/(100×10000×256×104)=0.922mm;
方木的最大允许挠度 [ω]=1.200×1000/250=4.800 mm;
方木的最大挠度计算值 ω= 0.922 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=4.8 mm,满足要求!
3. 立杆稳定性验算
支架立杆轴心力设计值
+1.4⨯(2.5⨯1.2⨯1.2+2⨯1.2⨯1.2)=20. 73KN ]N =1.2∑N GK +1.4∑N QK =1.2⨯[(0.3+25.1⨯0.12)⨯1.2⨯1.2+25.1⨯0.3⨯0.48⨯1.2+4.6⨯0.132立杆计算长度
立杆计算长度按下式计算,并取较大值:
L 0=1.2h =1. 2⨯1. 8=1. 96m
L 0=h , +2ka =1. 8+2⨯0. 7⨯0. 25=2. 20m
h------支架立杆中间层水平杆最大竖向步距(m )。
h ’----支架立杆顶层水平杆步距(m )。
K------悬臂端计算长度折减系数。
a------支座可调托座支撑点到顶层水平杆中心线的距离(m )。
L 0取2.20,立杆长细比λ=L 0i =. 59=138
按照长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ=0.269。 立杆承载力验算
立杆截面抵抗矩(cm 3)W=л(484-41.64)/(32*48)=4.73cm 3;立杆Q345钢材抗压
2f =300N /mm 强度设计值;
N 20. 73⨯103
22 ==171. 24N /mm
立杆强度满足要求!
八、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
地基承载力设计值:
f g = fgk ×k c = 68 kpa;
其中,地基承载力标准值:f gk = 170 kpa ;
脚手架地基承载力调整系数:k c = 0.4 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =42.395 kpa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 10.599 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=42.395 ≤ fg =68 kpa 。地基承载力满足要求!