一 100mm厚板模板支撑计算书(按120mm厚板计算)
1.计算参数
结构板厚120mm,层高19.450m,结构表面考虑隐蔽;面板厚度18mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm4。
木方50×100mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm4。
支撑采用Φ48×3.5mm钢管:横向间距900mm,纵向间距900mm,支撑立杆的步距h=1.50m;钢管直径48mm,壁厚3.5mm,截面积5.08cm2,回转半径i=1.58cm;钢材弹性模量E=206000N/mm2,抗弯强度f=205.00N/mm2,抗剪强度fv=125.00N/mm2。
2.楼板底模验算
(1)底模及支架荷载计算(自重时计算宽度为1m)
荷载类型 标准值 单位 计算宽度(m) 板厚(m) 系数 设计值
①底模自重 0.30 kN/m2 × 1.0 × 1.2 = 0.36 kN/m ②砼自重 24.00 kN/m3 × 1.0 × 0.12 × 1.2 = 3.46 kN/m ③钢筋荷载 1.10 kN/m3 × 1.0 × 0.12 × 1.2 = 0.16 kN/m ④施工人员及施工设备荷载 3.00 kN/m2 × 1.0 × 1.4 = 4.20 kN/m 底模和支架承载力计算组合①+②+③+④ q1 = 8.17 kN/m 底模和龙骨挠度验算计算组合(①+②+③)/1.2 q2 = 3.31 kN/m (2)楼板底模板验算
第一层龙骨间距L=300mm,计算跨数5跨。底模厚度18mm,板模宽度=900mm; W=bh2 /6=900×182/6=48600mm3,I=bh3/12=900×183/12=437400mm4。 1)内力及挠度计算 a.①+②+③+④荷载 支座弯矩系数KM=-0.105
M1=KMq1L2 =-0.105×8.17×3002=-77207N.mm 剪力系数KV=0.606
V1=KVq1L=0.606×8.17×300=1485N
b.①+②+③荷载 支座弯矩系数KM=-0.105
M2=KMq2L2 =-0.105×3.97×3002=-37517N.mm 跨中弯矩系数KM=0.077
M3=KMq2L2 =0.078×3.97×3002=27870N.mm 剪力系数KV=0.606
V2=KVq2L=0.606×3.97×300=722N 挠度系数Kυ=0.644 υ2=K
υ
q2L4/(100EI)=0.644×(3.97/1.2)×3004/(100×6000×
437400)=0.07mm
C施工人员及施工设备荷载按3.00kN(按作用在边跨跨中计算) 计算荷载P=1.4×3.00=4.20kN ,计算简图如下图所示。
跨中弯矩系数KM=0.200
M4=KM×PL=0.200×4.20×900×300=226800N.mm 支座弯矩系数KM=-0.100
M5=KM×PL=-0.100×4.20×900×300=-113400N.mm 剪力系数KV=0.600 V3=KVP=0.600×4.20=2.52kN 挠度系数Kυ=1.458
υ3=KυPL3/(100EI)=1.458×(4.20/1.4)×1000×3003/(100×6000×437400)=0.45mm
2)抗弯强度验算 M1=-77207N.mm M2+M5=-150917N.mm M3+M4=254670N.mm
比较M1、M2+M5、M3+M4,取其绝对值大的作为抗弯强度验算的弯矩。 Mmax=254670N.mm=0.255kN.m σ=Mmax/W=254670/48600=5.24N/mm2
楼板底模抗弯强度σ=5.24N/mm2<fm=15.00N/mm2,满足要求。 3)抗剪强度验算 V1=1485N
V2+ V3=722+2520=3242N
比较V1、V2+V3,取其绝对值大的作为抗剪强度验算的剪力: Vmax=3242N=3.24kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×3242/(2×900×18)=0.30N/mm2 楼板底模抗剪强度τ=0.30N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
4)挠度验算
υmax=0.07+0.45=0.52mm [υ]=300/250=1.20mm
楼板底模挠度υmax=0.52mm<[υ]=1.20mm,满足要求。 计算简图及内力图如下图。
3第一层龙骨验算
钢管横向间距900mm,第一层龙骨间距300mm,计算跨数2跨; 第一层龙骨采用木枋b=50mm,h=100mm;
W=bh2/6=50×1002/6=83333mm3,I=bh3/12=50×1003/12=4166400mm4。 1)抗弯强度验算
q=q1×第一层龙骨间距/计算宽度=8.17×300/1000=2.451kN/m 弯矩系数KM=-0.125
Mmax=KMqL2=-0.125×2.451×9002=-248164N.mm=-0.25kN.m σ=Mmax/W =248164/85333=3.0N/mm2
第一层龙骨抗弯强度σ=3.0N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。 2)抗剪强度验算 剪力系数KV=0.625
Vmax=KVqL=0.625×2.451×900=1379N=1.4kN τ=3Vmax/(2bh)=3×1379/(2×50×100)=0.42N/mm2
第一层龙骨抗剪强度τ=0.42N/mm2<fv=1.30N/mm2,满足要求。 3)挠度验算
q’=q2×第一层龙骨间距/计算宽度=3.97/1.2×300/1000=1.00kN/m=1.00N/mm,挠度系数Kυ=0.521
υ max=Kυq’L4/(100EI)=0.521×1.00×9004/(100×9000×4166400)=0.09mm
[υ]=900/250=3.60mm
第一层龙骨挠度υmax=0.09mm<[υ]=3.60mm,满足要求。 计算简图及内力图如下图。
4第二层龙骨验算
钢管纵向间距900mm,计算跨数5跨。第二层龙骨采用双钢管A=978mm2; W=10160mm3, I=243600mm4,
1)抗弯承载力验算(一层龙骨传递支座反力系数K=1.25) P=1.250×2.451×900=2760N=2.76kN 弯矩系数KM=0.171
Mmax=KMPL=0.171×2760×900=424764N.mm=0.42kN.m σ=Mmax/W=637146/10160=41.8N/mm2
第二层龙骨抗弯强度σ=41.8N/mm2<f=205.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算 剪力系数KV=0.658
Vmax=KVP=0.658×2.76×1000=1816N=1.82kN τ=3Vmax/(2bh)=3×1816/(2×2×489)=2.8N/mm2
第二层龙骨抗剪强度τ=2.8N/mm<fv=125.00N/mm,满足要求。 3)挠度验算
P,=1.250×1.00×900=1125N=1.13kN 挠度系数Kυ=1.097
υmax=KυP,L3/(100EI)=1.097×1125×9003/(100×206000×243600)=0.18mm [υ]=900/250=3.60mm
第二层龙骨挠度υmax=0.18mm<[υ]=3.60mm,满足要求。 计算简图及内力图如下图。
2
2
5支撑强度验算(考虑风载)
1)荷载计算
传至每根立柱的最大支座力的系数=2.198 每根钢管承载NQK1 =2.198×2.76×1000=6067N
每根钢管承载活荷载(1.0kN/m2):NQK2=0.90×0.90×1×1000=810N 每根钢管承载荷载NQK =NQK1+NQK2 =6067+810=6877N
查JGJ130-2011表A.0.3的每米结构自重标准值Gk=0.1534kn/m NGK=0.1534×19.25=2.95
钢管轴向力N=1.2NGK+NQK =1.2×2950+6877=10417N 2)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 = 10.417kN;
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 = 1.58 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; 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] =205 N/mm2; l0---- 计算长度 (m);
满堂支撑架立杆的计算长度按下式计算,取整体稳定计算结果最不利值:
顶部立杆段: l0 = kμ1(h+2a); 非顶部立杆段:l0 = kμ2h;
k---- 满堂支撑架立杆计算长度附加系数,按《扣件式规范》表5.4.6
采用:K=1.217;
h---- 步距:h=1.5m; a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.2 m;
μ1、μ2 ---- 考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数,普通型
构造按《扣件式规范》附录C表C-2、C-4采用:μ1=1.540,μ2=1.951
立杆的计算长度计算结果最不利值:
顶部立杆段: l0 = 1.217×1.540×(1.5+2×0.2)=3.56m; 非顶部立杆段:l0 = 1.217×1.951×1.5=3.56m;
取l0 =3.813m
Lo/i=3560/15.8=225
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= 0.144 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=10417/(0.144×489) = 148N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 148N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求! 考虑风载立杆稳定性验算
考虑风荷载计算时活荷载乘以折减系数0.9,即立杆的轴心压力设计值 :N =10417N
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 : k = 2.17 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2; 风荷载标准值按照以下公式计算
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定采用:
Wo = 0.400 kN/m2;
Uz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz= 1.23 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.8; 经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.400×1.23×0.8 = 0.4 kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.9 ×1.4WkLah2/10 =0.9 ×1.4×0.4×0.900× 1.5002/10 = 0.102 kN.m;
σ = 10417/(0.186×489.000)+102000/5080.000 = 168.1N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 168.1N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
6可调托座验算
可调托座承载力容许值[N](kN) 40 按上节计算可知,可调托座受力N=6.877kN≤[N]=40kN 满足要求!
7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:
C20混凝土fg = 10.0 N/mm2;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =10417/489=21.3 N/mm2 >10.0 N/mm2 故在钢管底部加100×100×50的木板,立杆基础底面的平均压力:p = N/A =10417/10000=1.04 N/mm2 <10.0 N/mm2 地基承载力满足要求!
8计算结果
底模楼模板18mm,第一层龙骨采用单枋b=50mm,h=100mm,间距300mm;第二层龙骨采用双钢管Φ48×3.5,A=508mm2;钢管横向间距900mm,钢管纵向间距900mm,立杆步距1.50m;立杆下垫100×100×50的木板。
二 300×900梁模板扣件钢管高支撑架计算书(240×800梁按300×900计算)
计算依据《钢管扣件式模板垂直支撑系统安全技术规程》(DG/TJ08-16-2011)。 1 计算参数:
模板支架搭设高度为18.65m,
梁截面 B×D=300mm×900mm,立杆的纵距(跨度方向) l=0.90m,立杆的步距 h=1.50m,
梁底增加1道承重立杆。
面板厚度18mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm4。
木方50×100mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm4。
梁两侧立杆间距 1.00m。
梁底按照均匀布置承重杆3根计算。
模板自重0.30kN/m2,混凝土钢筋自重25.50kN/m3,施工活荷载3.00kN/m2。
梁两侧的楼板厚度0.12m,梁两侧的楼板计算长度0.40m。 扣件计算折减系数取1.00。
图1 梁模板支撑架立面简图
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。 集中力大小为 F = 1.20×25.100×0.120×0.400×0.900=1.3kN。
采用的钢管类型为48×3.5。 2 底模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照单跨梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
(1)梁底模及支架荷载计算
荷载类型 标准值 单位 计算宽度(m) 梁高(m) 系数 设计值
①底侧模自重 ﹛0.3 kN/m2 ×0.8×(0.30 + 1.56 ) /0.3﹜×1.2
= 1.8 kN/m
②砼自重 24.0 kN/m3 × 1.0 × 0.9 × 1.2 = 25.92 kN/m ③钢筋荷载 1.5 kN/m3 × 1.0 × 0.9 × 1.2 = 1.62 kN/m ④振捣砼荷载 2.0 kN/m2 × 1.0 × 1.4 = 2.8 kN/m 梁底模和支架承载力计算组合①+②+③+④ q1 = 32.14 kN/m
梁底模和龙骨挠度验算计算组合(①+②+③)/1.2 q2 = 24.45 kN/m
活荷载F=2.8Kn
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 = 90.00×1.80×1.80/6 = 48.60cm3; I = 90.00×1.80×1.80×1.80/12 = 43.74cm4;
第一层龙骨间距L=300mm,(由于实际宽度240mm,在计算挠度是宽度用240mm)计算跨数1跨。底模厚度18mm,板模宽度=900mm; 最大为跨中弯矩计算
M=q1L2/ /8+FL/4
=32.14×0.3×0.3/8+2.8×0.3/4=0.57KN·M σ=Mmax/W=570000/48600=11.7N/mm2
楼板底模抗弯强度σ=11.7N/mm2<fm=15.00N/mm2, 满足要求。
最大剪力计算 V=﹙q1L+F﹚/2
=﹙32.14×0.3+2.8﹚÷2=6.221KN
τ=3Vmax/(2bh)=3×6221/(2×900×18)=0.58N/mm2 第一层龙骨抗剪强度τ=0.58N/mm2<fv=1.40N/mm2, 满足要求。
最大挠度计算
υ=5q2L4/(384EI)+FL3/﹙48EI﹚
=5×24.45×2404/(384×6000×437400)+2.8×1000×2403/﹙48×6000×
437400﹚
=0.71mm
[υ]=240/250=0.96mm
楼板底模挠度υmax=0.71mm<[υ]=0.960mm, 满足要求。
3 梁底支撑木方的计算
按照三跨连续梁计算,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 = 6.221/0.900=6.910kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×6.91×0.90×0.90=0.56kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×6.910=3.73kN 最大支座力 N=1.1×0.900×6.910=6.84kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3;
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.56×106/83333.3=6.72N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算 [可以不计算] 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=3×3730/(2×50×100)=1.119N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到24.45×0.3÷2×0.9=4.075kN/m
最大变形 v =0.677×4.075×900.04/(100×9000.00×4166666.8)=0.48mm
木方的最大挠度小于900.0/250=3.6mm,满足要求!
4 梁底支撑钢管计算
一) 梁底支撑横向钢管计算
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取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图(KN)
钢管(双钢管)横向间距900mm,第一层龙骨间距300mm,计算跨数2跨;
1)抗弯强度验算
F=第一层龙骨支座反力=6.84KN;板面传递荷载1.3KN。(计算时为简化计算将按均布集中荷载F=6.84计算)
Mmax=KMFL=-0.333×6.84×500=-1140000N.mm=-1.14kN.m σ=Mmax/W =1140000/﹙5080×2﹚=112.1N/mm2
第二层龙骨抗弯强度σ=112.1N/mm2<fm=205N/mm2,满足要求。 2)抗剪强度验算 剪力系数KV=1.333
Vmax=KVF=1.333×6.84×500=9120N=9.12kN τ=3Vmax/(2bh)=3×9.12/(2×2×489)=14N/mm2
第一层龙骨抗剪强度τ=14N/mm2<fv=125N/mm2,满足要求。
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:
支撑钢管变形计算受力图
3)挠度验算
P=1.1qL=1.1×4.075×0.9=4.034KN 挠度系数Kυ=1.466
υ max=KυPL/(100EI)=1.466×4.034×500/(100×206000×243600)=0.15mm
[υ]=500/250=2mm
第一层龙骨挠度υmax=0.15mm<[υ]=2mm,满足要求。
支座反力计算
Fa=Fb=0.667×6.84=4.6KN
中间支座反力F=2.666×6.84=18.2KN
二) 梁底支撑纵向钢管计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算。
5 中间支座支托和边支座扣件抗滑移的计算 中间支座支托计算 可调托座承载力容许值[N](kN) 40 ’
3
3
按上节计算可知,可调托座受力N=18.2kN≤[N]=40kN
满足要求!
边支座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:
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;
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=4.6kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
6 立杆的稳定性计算(位于外侧3跨以内可不考虑风载)
立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力 N1=18.2kN (已经包括组合系数) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.20×0.1534×18.65=3.433kN N = 18.2+3.433=21.633kN
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 = 1.58 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; 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] =205 N/mm2; l0---- 计算长度 (m);
满堂支撑架立杆的计算长度按下式计算,取整体稳定计算结果最不利值:
顶部立杆段: l0 = kμ1(h+2a); 非顶部立杆段:l0 = kμ2h;
k---- 满堂支撑架立杆计算长度附加系数,按《扣件式规范》表5.4.6
采用:K=1.217;
h---- 步距:h=1.5m; a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.2 m;
μ1、μ2 ---- 考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数,普通型
构造按《扣件式规范》附录C表C-2、C-4采用:μ1=1.540,μ2=1.951
立杆的计算长度计算结果最不利值:
顶部立杆段: l0 = 1.217×1.540×(1.5+2×0.2)=3.56m; 非顶部立杆段:l0 = 1.217×1.951×1.5=3.56m;
取l0 =3.813m
Lo/i=3560/15.8=225
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= 0.144 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=21633/(0.144×489×2) = 153.6N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 153.6N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
7 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:
C20混凝土fg = 10.0 N/mm2;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =21633/978=22.1 N/mm2 >10.0 N/mm2 故在钢管底部加200×100×50的木板,立杆基础底面的平均压力:p = N/A =21633/20000=1.08 N/mm2 <10.0 N/mm2 满足要求
8 侧模板验算(梁高取900mm)
(1)荷载计算 1)新浇砼的侧压力
F1 =0.22γ×200/(T+15)β1 β2V1/2
=0.22×24.00×5.00×1.20×1.15×2.000.5=51.52kN/m2 (γ=24.0 β1=1.20 β2=1.15 V=2.0 T=25.0℃) F2=γH=24×梁高=24×0.9=21.6kN/m2 γc——混凝土的密度,取24KN/m3;
t——新浇筑砼的初凝时间(h): t=200/(T+15); T——混凝土的入模温度,取25.0℃
β1——外加剂修正系数,因采用泵送砼故取为1.2; β2——砼坍落度影响系数,β2取为1.15;
V——浇筑速度(m/h),V=2.0m/h;
H——砼侧压力计算位置处至新浇筑砼顶面的总高度(m);梁取0.9; F1、F2两者取小值F=21.6kN/m2,有效压头高度=F/γ=0.9m。 2)荷载计算
荷载类型 标准值 单位 分项系数 设计值 单位
①新浇混凝土的侧压力F 21.6 kN/m2 γG=1.2 25.92 kN/m2
②振捣混凝土产生的荷载Q2K 4.00 kN/m2 γQ=1.4 5.60 kN/m2
梁侧模和侧肋强度荷载组合①+② 31.52 kN/m2
梁底模和侧肋挠度验算计算荷载①/1.2 21.6 kN/m2
(2)侧模板强度验算
取竖肋间距L=300mm,计算跨数5跨;木模板厚度h=18mm;
W=bh2/6=780×182/6=42120mm3, I=bh3/12=780×183/12=379080mm4。
1)抗弯强度验算 弯矩系数KM=-0.105
q=31.52×(900-120)/1000=24.6kN/m=24.6N/mm Mmax=KMqL2=-0.105×24.6×3002=-232470N.mm=-0.23kN.m σ=Mmax/W=232470/42120=5.52N/mm2
侧模抗弯强度σ=5.52N/mm2<fm=15.00N/mm2,满足要求。 2)抗剪强度验算 抗剪系数KV=0.606
Vmax=KVqL=0.606×24.6×300/1000=4.5kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×4.5×1000/(2×18×780)=0.48N/mm2
侧模抗剪强度τ=0.48N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
q,=21.6×(900-120)/1000=16.85kN/m=16.85N/mm, 挠度系数Kυ=0.644
挠度υmax=Kυq,L4/100EI=0.644×16.85×3004/(100×6000×379080)=0.4mm [υ]=L/250=300/250=1.20mm
侧模挠度υmax=0.4mm<[υ]=1.20mm,满足要求。 计算简图及内力图如下图:
(3)对拉螺栓计算
Fs=0.95×(γGF+γQQ2k)=0.95×31.54=30kN/m2;设2排对拉螺栓,螺栓横向间距a=600mm=0.60m,竖向间距b=(900-120)/3=260mm=0.26m,N=abFs=0.60×0.26×30=4.68kN;对拉螺栓φ14,容许拉力[Ntb]=17.80kN(查JGJ162-2008)
对拉螺栓受力4.68kN<容许拉力17.80kN,满足要求。 (4)侧肋强度验算
计算跨度260mm;跨数3跨。木枋尺寸 b=50mm,h=100mm;
W=bh2 /6=50×1002/6=83333mm3,I=bh3/12=50×1003/12=4166400mm4 。 1)抗弯强度验算
q=31.54×300/1000=9.462N/mm;弯矩系数KM=-0.100 Mmax=KMqL2=-0.100×9.462×2602=-63963N.mm=-0.064kN.m σ=Mmax/W=63963/83333=0.77N/mm2
侧肋抗弯强度σ=0.77N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。 2)抗剪强度验算 剪力系数KV=0.600
Vmax=KV qL =0.600×9.462×260/1000=1.5kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×1.5×1000/(2×50×100)=0.44N/mm2 侧肋抗剪强度τ=0.44N/mm2<fv=1.30N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
q,=21.6×300/1000=6.48N/mm;挠度系数Kυ=0.677
挠度υmax=Kυq,L4/100EI=0.677×6.48×2604/(100×9000×4166400)=0.006mm
[υ]=L/250=260/250=1.04mm
侧肋挠度υmax=0.006mm<[υ]=1.04mm,满足要求。 计算简图及内力图如下图:
9 计算结果
底模楼模板18mm,第一层龙骨采用单枋b=50mm,h=100mm,间距300mm;第二层龙骨采用双钢管Φ48×3.5,A=508mm2;钢管横向间距900mm,钢管纵向间距900mm,立杆步距1.50m;立杆下垫100×100×50的木板.竖肋50×100mm木枋@300mm,对拉螺栓2排φ14,横向间距600mm,采用双钢管作为横檩,用蝴蝶扣与对拉螺栓联结,侧模厚度18mm。
(在梁下一排钢管采用双钢管,立杆下垫200×100×50的木板)。
三 1200×400mm柱高支模计算(按圈梁与雨棚梁标高,柱分六次浇筑,最大计算高度4M)
柱截面宽度B(mm):400.00;柱截面高度H(mm):1200.00;柱模板的总计算高度:H = 19.15m;
根据规范,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
1 参数信息
1.基本参数
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:1;柱截面宽度B方向竖楞数目:3;木楞间距200mm;对拉螺杆间距350mm;抱箍间距400mm;
柱截面高度H方向对拉螺栓数目:3;柱截面高度H方向竖楞数目:7; 对拉螺栓直径(mm):M14;木楞间距200mm;对拉螺杆间距350mm;抱箍间距400mm; 2.柱箍信息
柱箍材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):12.18;钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08; 柱箍的间距(mm):400;柱箍合并根数:2; 3.竖楞信息
竖楞材料:木楞;竖楞合并根数:1; 宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00; 4.面板参数
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量(N/mm2):6000.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):15.00; 面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.40; 5.木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9000.00; 方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.30;
钢楞弹性模量E(N/mm2):206000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;
2 柱模板荷载标准值计算
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4.444h;
T -- 混凝土的入模温度,取25.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取2.00m/h; H -- 模板计算高度,取4.0m; 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;
分别计算得 51.52 kN/m2、96.00 kN/m2,取较小值51.52 kN/m2作为本工程计算荷载。有效压头高度=F/γ=51.52/24=2.15M。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=51.52kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2 kN/m2。
3柱模板面板的计算
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。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。
由前述参数信息可知,柱截面H方向竖楞间距最大,为l= 200 mm,且竖楞数为 7,面板为大于 3 跨,因此对柱截面H方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁进行计算。
面板计算简图
1.面板抗弯强度验算
对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:
其中, M--面板计算最大弯距(N·mm); l--计算跨度(竖楞间距): l =200.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×51.52×0.40=24.73kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.40=1.120kN/m; q = q1 + q2 =24.73+1.120=25.85 kN/m; 面板的最大弯距:M =0.1×25.85×200×200= 103400N.mm; 面板最大应力按下式计算:
其中, σ --面板承受的应力(N/mm2); M --面板计算最大弯距(N·mm); W --面板的截面抵抗矩 :
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度; W= 400×18.0×18.0/6=2.16×104 mm3;
f --面板的抗弯强度设计值(N/mm2); f=15.000N/mm2;
面板的最大应力计算值: σ = M/W = 103400 / 2.16×104 = 4.79N/mm2; 面板的最大应力计算值 σ =4.79N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [σ]=15N/mm2,满足要求! 2.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中, ∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距): l =200.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×51.52×0.40=24.73kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.40=1.120kN/m;
q = q1 + q2 =24.73+1.120=25.85kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.6×25.85×200.0 = 3102N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --面板承受的剪应力(N/mm2); ∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 3102N; b--构件的截面宽度(mm):b = 400mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 18.0mm ;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.4 N/mm2;
面板截面受剪应力计算值: τ =3×3102/(2×400×18.0)=0.65N/mm2; 面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.400N/mm2;
面板截面的受剪应力 τ =0.65N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [fv]=1.4N/mm2,满足要求! 3.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m): q = 51.52×0.40=20.608 kN/m;
ν--面板最大挠度(mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =200.0mm ;
E--面板弹性模量(N/mm2):E = 9000.00 N/mm2 ; I--面板截面的惯性矩(mm4);
I= 400×18.0×18.0×18.0/12 = 1.94×105 mm4; 面板最大容许挠度: [ν] = 200 / 250 = 0.8 mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×20.608×200.04/(100×9000.0×1.94×105) = 0.13 mm;
面板的最大挠度计算值 ν =0.13mm 小于 面板最大容许挠度设计值 [ν]= 0.8mm,满足要求!
4 竖楞方木的计算
模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。 本工程柱高度为4m,柱箍间距为400mm,竖楞为大于 3 跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,竖楞采用木楞,宽度50mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 50×100×100/6 = 83.33cm3; I = 50×100×100×100/12 =416.64cm4;
竖楞方木计算简图
1.抗弯强度验算
支座最大弯矩计算公式:
其中, M--竖楞计算最大弯距(N·mm); l--计算跨度(柱箍间距): l =400.0mm; q--作用在竖楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×51.52×0.2=12.37kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.2=0.56kN/m; q = 12.37+0.56=12.93 kN/m;
竖楞的最大弯距:M =0.1×12.93×400.0×400.0= 206880N.mm;
其中, σ --竖楞承受的应力(N/mm2); M --竖楞计算最大弯距(N·mm);
W --竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=83333;
f --竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 竖楞的最大应力计算值: σ = M/W = 206880/83333 = 2.5N/mm2; 竖楞的最大应力计算值 σ =2.5N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求! 2.抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中, ∨--竖楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(柱箍间距): l =400.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×51.52×0.2=12.37kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.2=0.56kN/m; q = 12.37+0.56=12.93 kN/m;
竖楞的最大剪力:∨ = 0.6×12.93×400.0 = 3103.2N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --竖楞截面最大受剪应力(N/mm2); ∨--竖楞计算最大剪力(N):∨ =3103.2N; b--竖楞的截面宽度(mm):b = 50.0mm ; hn--竖楞的截面高度(mm):hn = 100.0mm ;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.300 N/mm2; 竖楞截面最大受剪应力计算值: τ =3×3103.2/(2×50.0×100.0)=0.931N/mm2;
竖楞截面抗剪强度设计值: [fv]=1.300N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值 τ =0.931N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 [fv]=1.3N/mm2,满足要求! 3.挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m): q =51.52×0.2 = 10.304kN/m; ν--竖楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(柱箍间距): l =400.0mm ;
E--竖楞弹性模量(N/mm2):E = 9000.00 N/mm2 ; I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=4166400; 竖楞最大容许挠度: [ν] = 400/250 = 1.6mm;
竖楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×10.304×400.04/(100×9000.0×4166400) = 0.05 mm;
竖楞的最大挠度计算值 ν=0.05mm 小于 竖楞最大容许挠度 [ν]=1.6mm ,满足要求!
5 H方向柱箍的计算(双抱箍)
本算例中,柱箍采用钢楞,截面类型为圆钢管48×3.5; 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 钢柱箍截面抵抗矩 W =5.08 cm3; 钢柱箍截面惯性矩 I = 12.18cm4;
柱箍为2 跨,按集中荷载四跨连续梁计算(附计算简图):
H方向柱箍计算简图
其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P = (1.2 ×51.52 + 1.4 ×2)×0.2 × 0.4/2 = 2.59 kN;(中间五个集中力为2.59KN;两边两个集中力为1.295KN;为简化计算均按2.59KN计算)
1 抗弯强度计算
弯矩系数KM=0.286
Mmax=KMPL=0.286×2590×350=259259N.mm=0.26kN.m σ=Mmax/W=259259/5080=51.04N/mm2
第二层龙骨抗弯强度σ=51.04N/mm2<f=205.00N/mm2,满足要求。 2 抗剪强度验算
剪力系数KV=1.281
Vmax=KVP=1.281×2.59×1000=3318N=3.32kN τ=3Vmax/(2bh)=3×3318/(2×489)=10.2N/mm2
第二层龙骨抗剪强度τ=10.2N/mm2<fv=125.00N/mm2,满足要求。 3 挠度验算
P,=51.52×0.2×0.4=4.12kN 挠度系数Kυ=1.795
υmax=KυP,L3/(100EI)=1.795×4122×3503/(100×206000×121800)=0.044mm [υ]=350/250=1.40mm
第二层龙骨挠度υmax=0.044mm<[υ]=1.40mm,满足要求。
6 H方向对拉螺栓的计算
计算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力; A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:对拉螺栓的型号: M14 ; 对拉螺栓的有效直径: 11.55 mm; 对拉螺栓的有效面积: A= 105 mm; 对拉螺栓所受的最大拉力: 剪力系数KN=2.351
Nmax=KVP=2.351×2.59+2.59=8.7kN
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力 N=8.7kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
2
7 B方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用钢楞,构造尺寸和H方向相同,受力小于H方向。所以不再验算。
8 计算结果
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:1;柱截面宽度B方向竖楞数目:3;木楞间距200mm;对拉螺杆间距350mm;抱箍间距400mm;
柱截面高度H方向对拉螺栓数目:3;柱截面高度H方向竖楞数目:7; 对拉螺栓直径(mm):M14;木楞间距200mm;对拉螺杆间距350mm;抱箍间距400mm;
柱箍材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.5; 柱箍的间距(mm):400;柱箍合并根数:2;
竖楞材料:木楞;竖楞合并根数:1;
宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00;面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;
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