最大支座力 Rmax = 5.481 kN ;
最大应力 σ =M/W= 0.667×106 /(4.49×103 )=148.606 N/mm2; 支撑钢管的抗弯强度设计值 fm =205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 σ = 148.606 N/mm2 小于 支撑钢管的抗弯强度设计值 fm =205 N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度 ν=1.27mm小于最大允许挠度 [v] =min(800/150,10) mm,满足要求!
六、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): 1.05R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN;
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,根据前面计算结果得到 R=5.481 kN; 1.05R < 8.00 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
七、组合风荷载时,立杆的稳定性计算
1、立杆荷载
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut指每根立杆受到荷载单元传递来的最不利的荷载值。其中包括上部模板传递下来的荷载及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。上部模板所传竖向荷载包括以下部分:
通过支撑梁的顶部扣件的滑移力(或可调托座传力)。根据前面的计算,此值为F1 =5.481 kN ;
除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重可以按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷载可取为 F2=1.35×0.15×3.34=0.68kN;
通过相邻的承受板的荷载的扣件传递的荷载,此值包括模板自重和钢筋混凝土自重: F3=1.35×(0.80/2+(0.80-0.40)/2)×0.80×(0.30+24.00×0.16)=2.683 kN; 立杆受压荷载总设计值为:N =5.481+0.676+2.683=8.84 kN; 2、立杆稳定性验算 σ = 1.05Nut/(υAKH)≤f
υ-- 轴心受压立杆的稳定系数;
A -- 立杆的截面面积,按《规程》附录B采用;立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; KH--高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》 5.3.4采用; 计算长度l0按下式计算的结果取大值: l0 = h+2a=1.10+2×0.30=1.700m; l0 = kμh=1.185×1.667×1.100=2.173m; 式中:h-支架立杆的步距,取1.1m;
a --模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.3m; μ -- 模板支架等效计算长度系数,参照《扣件式规程》附表D-1,μ =1.667; k -- 计算长度附加系数,取值为:1.185 ; 故l0取2.173m;
λ = l0/i = 2172.935 / 15.9 = 137 ; 查《规程》附录C得 υ= 0.362; KH=1;
σ =1.05×N/(υAKH)=1.05×8.840×103/( 0.362×424.000×1.000)= 60.474 N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ = 60.474 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2 ,满足要求。
八、组合风荷载时,立杆稳定性计算
1、立杆荷载
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知:
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Nut=8.840kN;
风荷载标准值按照以下公式计算 经计算得到,风荷载标准值
wk =0.7μzμsWo= 0.7 ×0.45×0.74×0.355 = 0.083 kN/m2;
其中 w0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:w0 = 0.45 kN/m2; μz -- 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:μz= 0.74 ; μs -- 风荷载体型系数:取值为0.355; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4wklah2/10 =0.850 ×1.4×0.083×0.8×1.12/10 = 0.01 kN·m; 2、立杆稳定性验算 σ =1.05Nut/(υAKH)+Mw/W≤f
σ =1.05×N/(υAKH)=1.05×8.840×103/( 0.362×424.000×1.00)+9532.196/4490.000= 62.597 N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ = 62.597 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2 ,满足要求。
九、模板支架整体侧向力计算
1、根据《规程》4.2.10条,风荷载引起的计算单元立杆的附加轴力按线性分布确定,最大轴力N1表达式为: N1 =3FH/((m+1)Lb)
其中:F--作用在计算单元顶部模板上的水平力(N)。按照下面的公式计算: F =0.85AFWkla/(La)
AF--结构模板纵向挡风面积(mm2),本工程中AF=2.20×104×1.55×103=3.41×107mm2;
wk --风荷载标准值,对模板,风荷载体型系数μs取为1.0,wk =0.7μz×μs×w0=0.7×0.74×1.0×0.45=0.233kN/m2;
所以可以求出F=0.85×AF×wk×la/La=0.85×3.41×107×10-6×0.233×0.8/22×1000=245.687N。
H--模板支架计算高度。H=3.340 m。
m--计算单元附加轴力为压力的立杆数为:1根。
lb--模板支架的横向长度(m),此处取梁两侧立杆间距lb=0.800 m。 la --梁底立杆纵距(m),la=0.800 m。 La--梁计算长度(m),La=22.000 m。
综合以上参数,计算得N1=3×245.687×3340.000/((1+1)×800.000)=1538.617N。
2、考虑风荷载产生的附加轴力,验算边梁和中间梁下立杆的稳定性,当考虑叠合效应时,按照下式重新计算: σ =(1.05Nut+N1)/(υAKH)≤f
计算得:σ =(1.05 × 8839.970 + 1538.617) / (0.362 × 424.000 × 1.000)=70.498N/mm2。 σ = 70.498 N/mm2 小于 205.000 N/mm2 ,模板支架整体侧向力满足要求。 2、400×1550梁侧模板支架计算书
梁侧模板的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《建筑施工手册(第四版)》等规范编制。
梁段:AKL27。
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一、参数信息
1.梁侧模板及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.40;梁截面高度 D(m):1.55; 混凝土板厚度(mm):160.00; 采用的钢管类型为Φ48×3;
主楞间距(mm):800;次楞根数:4; 主楞竖向支撑点数量:3;
竖向支撑点到梁底距离依次是:250mm,700mm,1150mm; 穿梁螺栓直径(mm):M12; 穿梁螺栓水平间距(mm):800; 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):60.00;高度(mm):80.00;
2.荷载参数
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):16.8; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;
3.材料参数
木材弹性模量E(N/mm2):9000.0;
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):1.3; 面板类型:胶合面板;面板弹性模量E(N/mm2):6000.0; 面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):15.0;
二、梁侧模板荷载标准值计算
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。 F=0.22γtβ1β2V1/2 F=γH
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1.200m/h;
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H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.700m; 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 45.611 kN/m2、16.800 kN/m2,取较小值16.800 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
面板抗弯强度验算公式如下: σ = M/W < f
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 80×1.8×1.8/6=43.2cm3; 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: M = 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= 1.2×0.8×16.8×0.9=14.52kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.8×2×0.9=2.02kN/m; 计算跨度(次楞间距): l = (1550-160)/(4-1)=463.33mm;
面板的最大弯矩 M= 0.114.515×463.3332+0.117 ×2.016×463.3332= 3.62×105N·mm;
面板的最大支座反力为: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×14.515×[(1550-160)/(4-1)]/1000+1.2×2.016×[(1550-160)/(4-1)]/1000=8.519 kN; 经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.62×105 / 4.32×104=8.4N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 15N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =8.4N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=15N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 16.8×0.8 = 13.44N/mm; l--计算跨度: l = 463.33mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 80×1.8×1.8×1.8/12=38.88cm4;
面板的最大挠度计算值: ν = 0.677×13.44×463.334/(100×6000×3.89×105) = 1.798 mm; 面板的最大容许挠度值:[v] = l/250 =463.333/250 = 1.853mm;
面板的最大挠度计算值 ν =1.798mm 小于 面板的最大容许挠度值 [v]=1.853mm,满足要求!
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