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一、77座首层商铺模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度 模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 100×1.82/6 = 54 cm3; I = 100×1.83/12 = 48.6 cm4; 模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图 1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m): q1 = 25×0.12×1+0.35×1 = 3.35 kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2 = 3×1= 3 kN/m; 2、强度计算 计算公式如下: M=0.1ql2
其中:q=1.2×3.35+1.4×3= 8.22kN/m
最大弯矩 M=0.1×8.22×2502= 51375 N·m;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 51375/54000 = 0.951 N/mm2; 面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 0.951 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求! 3、挠度计算 挠度计算公式为
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中q =q1=3.35kN/m
面板最大挠度计算值 ν = 0.677×3.35×2504/(100×9500×48.6×104)=0.019 mm; 面板最大允许挠度 [ν]=250/ 250=1 mm;
面板的最大挠度计算值 0.019 mm 小于 面板的最大允许挠度 1 mm,满足要求! 二、模板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=b×h2/6=8×8×8/6 = 85.33 cm3;
I=b×h3/12=8×8×8×8/12 = 341.33 cm4;
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方木楞计算简图 1.荷载的计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m): q1= 25×0.25×0.12+0.35×0.25 = 0.838 kN/m ; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2 = 3×0.25 = 0.75 kN/m; 2.强度验算 计算公式如下: M=0.1ql2
均布荷载 q = 1.2 × q1 + 1.4 ×q2 = 1.2×0.838+1.4×0.75 = 2.055 kN/m; 最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×2.055×12 = 0.206 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.206×106/85333.33 = 2.408 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 2.408 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求! 3.抗剪验算
截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×2.055×1 = 1.233 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.233×103/(2 ×80×80) = 0.289 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2; 方木的受剪应力计算值 0.289 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2,满足要求! 4.挠度验算 计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 均布荷载 q = q1 = 0.838 kN/m;
最大挠度计算值 ν= 0.677×0.838×10004 /(100×9000×3413333.333)= 0.185 mm; 最大允许挠度 [ν]=1000/ 250=4 mm;
方木的最大挠度计算值 0.185 mm 小于 方木的最大允许挠度 4 mm,满足要求! 三、托梁材料计算
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算; 托梁采用:钢管(双钢管) :Ф48×3.5; W=10.16 cm3; I=24.38 cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=4.11kN;
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托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 1.541 kN·m ; 最大变形 Vmax = 2.164 mm ; 最大支座力 Qmax = 17.981 kN ;
最大应力 σ= 1541496.575/10160 = 151.722 N/mm2; 托梁的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
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托梁的最大应力计算值 151.722 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 2.164mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求! 四、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容 (1)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.138×7.08 = 0.98 kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。 (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×1×1 = 0.35 kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25×0.12×1×1 = 3 kN;
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.33 kN; 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 = (3+2 ) ×1×1 = 5 kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N = 1.2NG + 1.4NQ = 12.196 kN; 五、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式: σ =N/(υA)≤[f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 12.196 kN;
υ---- 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); 按下式计算:
l0 = h+2a = 1.5+0.1×2 = 1.7 m;
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m; l0/i = 1700 / 15.8 = 108 ;
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.53 ;
钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=12195.846/(0.53×489) = 47.057 N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 47.057 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算
l0 = k1k2(h+2a)= 1.167×1.011×(1.5+0.1×2) = 2.006 m; k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.7 按照表2取值1.011 ; Lo/i = 2005.723 / 15.8 = 127 ;
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.412 ;
钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=12195.846/(0.412×489) = 60.535 N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 60.535 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] =
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205 N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
(二)77座首层商铺最大截面梁支撑架计算书
梁模板扣件钢管高支撑架计算书
高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
模板支架搭设高度为7.2米,
基本尺寸为:梁截面主要有200×500,250×500,250×600,200×800,250×800,300×700,350×750,梁高1500时分二次浇筑,方案设计时取梁截面 B×D=350mm×750mm计算。梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.50米,立杆的步距 h=1.50米,梁底增加1道承重立杆。 梁段:KL2
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