***************工程超高模板施工方案
σ =Mmax/W=5.06×104/9.60×103=5.3N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =5.3 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》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:ν= 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q =q1/1.2=18.480kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =142.86mm; E--面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ν] =142.86/250 = 0.571mm; 面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×22.176×142.94/(100×6000×5.76×104)=0.181mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.181mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] =0.571mm,满足要求!
六、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:
梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q=3.869/0.4=9.672kN/m
2.方木的支撑力验算
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=6×8×8/6 = 64 cm3; I=6×8×8×8/12 = 256 cm4;
方木强度验算:
计算公式如下:
最大弯矩 M =0.1ql2= 0.1×9.672×0.42 = 0.155 kN·m; 最大应力 σ= M / W = 0.155×106/64000 = 2.4 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f] =13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 2.4 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:
截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/(2bh0)
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***************工程超高模板施工方案
其中最大剪力: V =0.6×9.672×0.4 = 2.321 kN; 方木受剪应力计算值 τ = 3×2.321×1000/(2×60×80) = 0.725 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.6 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.725 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.6 N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
计算公式如下:
ν = 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
方木最大挠度计算值 ν= 0.677×9.672×4004 /(100×10000×256×104)=0.065mm; 方木的最大允许挠度 [ν]=0.400×1000/250=1.600 mm;
方木的最大挠度计算值 ν= 0.065 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=1.6 mm,满足要求!
3.支撑托梁的强度验算
梁底模板边支撑传递的集中力: P1=RA=1.411kN
梁底模板中间支撑传递的集中力: P2=RB=3.869kN
梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力: P3=(1.400-1.000)/4×0.400×(1.2×0.200×24.000+1.4×2.000)+1.2×2×0.400×(1.800-0.200)×0.300=0.803kN
简图(kN·m)
剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
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***************工程超高模板施工方案
变形图(mm) 经过连续梁的计算得到: 支座力:
N1=N5=1.333 kN;N2=N4=10.434 kN;N3=4.107 kN; 最大弯矩 Mmax=0.368 kN·m;最大挠度计算值 Vmax=0.172 mm;
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最大应力 σ=0.368×10/4790=76.9 N/mm2; 支撑抗弯设计强度 [f]=205 N/mm2;
支撑托梁的最大应力计算值 76.9 N/mm2 小于 支撑托梁的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!
七、梁跨度方向钢管的计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算
八、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式 σ = N/(υA)≤[f]
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:
横向支撑钢管的最大支座反力: N1 =10.434kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.136×9.6=1.567 kN; N =10.434+1.567=11.91kN;
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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.57; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.79; σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a, 为安全计,取二者间的大值,即: lo = Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.4]= 2.976 m; k -- 计算长度附加系数,取值为:1.167 ;
μ -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=1.7;
a -- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.4m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2975.85 / 15.9 = 187 ;
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= 0.205 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=11910/(0.205×457) = 127.1N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 127.1 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横向钢管的最大支座反力:N1 =10.434 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.136×(9.6-1.8)=1.567 kN; N =N1+N2 =10.434+1.273=11.707 kN ;
υ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到;
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***************工程超高模板施工方案
i -- 计算立杆的截面回转半径 (cm):i = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.57; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.79; σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a, 为安全计,取二者间的大值,即: lo = Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.4]= 2.976 m; k -- 计算长度附加系数,取值为:1.167 ;
μ -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=1.7;
a -- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.4m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2975.85 / 15.9 = 187 ;
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= 0.205 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=11707.25/(0.205×457) = 125 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 125 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算 lo= k1k2(h+2a) = 1.167×1.015×(1.5+0.4×2) = 2.724 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 =2.3按照表2取值1.015 ; lo/i = 2724.362 / 15.9 = 171 ;
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= 0.243 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ= 11707.25/(0.243×457) = 105.4 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 105.4 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 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》
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***************工程超高模板施工方案
附录2:6.5米层高1×2m梁模板(扣件钢管架)计算书
高支撑架的计算依据《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)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
梁段:L1。
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):1.00;梁截面高度 D(m):2.00;
混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):0.50; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.40;
立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00; 梁支撑架搭设高度H(m):6.50;梁两侧立杆间距(m):1.40; 承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向; 梁底增加承重立杆根数:3; 采用的钢管类型为Φ48×3.25; 立杆承重连接方式:可调托座;
2.荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.30;钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):29.7; 振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0;
3.材料参数
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