图1 楼板支撑架立面简图
图2 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.10×0.15+0.30)+1.40×2.50=8.378kN/m2 由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×0.15+0.7×1.40×2.50=7.310kN/m2 由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为48×3.0。
6.3.1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。模板面板的按照三跨连续梁计算。 考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值 q1 = 0.9×(25.100×0.150×0.900+0.300×0.900)=3.293kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值 q2 = 0.9×(2.000+2.500)×0.900=3.645kN/m
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 = 90.00×1.50×1.50/6 = 33.75cm3; I = 90.00×1.50×1.50×1.50/12 = 25.31cm4; (1)抗弯强度计算
f = M / W < [f]
其中 f —— 面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
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M —— 面板的最大弯距(N.mm); W —— 面板的净截面抵抗矩;
[f] —— 面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M = 0.100ql2
其中 q —— 荷载设计值(kN/m);
经计算得到 M = 0.100×(1.20×3.293+1.40×3.645)×0.200×0.200=0.036kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.036×1000×1000/33750=1.073N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
(2)挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250
面板最大挠度计算值 v = 0.677×3.293×2004/(100×6000×253125)=0.023mm 面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!
(3)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板中间跨支座最大弯矩计算公式为 M = 0.1Pl+0.1ql2
面板的计算宽度为1200.000mm 集中荷载 P = 2.5kN
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值 q = 0.9×(25.100×0.150×1.200+0.300×1.200)=4.390kN/m
面板的计算跨度 l = 200.000mm
经计算得到 M = 0.175×0.9×1.40×2.5×0.200+0.020×1.20×4.390×0.200×0.200=0.114kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.114×1000×1000/33750=3.392N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
6.3.2支撑木方的计算 木方按照均布荷载计算。 1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11 = 25.100×0.150×0.200=0.753kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12 = 0.300×0.200=0.060kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 q2 = (2.500+2.000)×0.200=0.900kN/m 考虑0.9的结构重要系数,静荷载 q1 = 0.9×(1.20×0.753+1.20×0.060)=0.878kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载 q2 = 0.9×1.40×0.900=1.134kN/m 计算单元内的木方集中力为(1.134+0.878)×0.900=1.811kN
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2.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 = 1.811/0.900=2.012kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.01×0.90×0.90=0.163kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×2.012=1.087kN 最大支座力 N=1.1×0.900×2.012=1.992kN
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 = 4.00×8.00×8.00/6 = 42.67cm3;
I = 4.00×8.00×8.00×8.00/12 = 170.67cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.163×106/42666.7=3.82N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)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0.732kN/m 最大变形 v =0.677×0.732×900.04/(100×9000.00×1706666.6)=0.212mm 木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
(3)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到中间跨支座最大弯矩计算公式为 M = 0.1Pl+0.1ql2
考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载 P = 0.9×2.5kN
经计算得到 M = 0.175×1.40×0.9×2.5×0.900+0.020×0.878×0.900×0.900=0.510kN.m
抗弯计算强度 f=0.510×106/42666.7=11.96N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
6.3.3托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。 集中荷载取木方的支座力 P= 1.992kN 均布荷载取托梁的自重 q= 0.096kN/m。
1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99kN 0.10kN/mA 900 900 900B
托梁计算简图
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0.819
托梁弯矩图(kN.m)
4.114.112.122.100.100.094.034.012.022.000.015.935.933.943.921.931.910.012.002.024.014.030.090.102.102.124.114.110.646
托梁剪力图(kN)
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:
0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72kN 0.10kN/mA 900 900 900B1.911.933.923.945.935.93
托梁变形计算受力图
0.0160.226
托梁变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩 M= 0.819kN.m 经过计算得到最大支座 F= 9.961kN 经过计算得到最大变形 V= 0.226mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 10.00×10.00×10.00/6 = 166.67cm3;
I = 10.00×10.00×10.00×10.00/12 = 833.33cm4; (1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.819×106/166666.7=4.91N/mm2 顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.226mm
顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
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6.3.4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:
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; 上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。
6.3.5立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1 = 0.111×19.500=2.158kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.300×0.900×0.900=0.243kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.100×0.150×0.900×0.900=3.050kN
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到静荷载标准值 NG = 0.9×(NG1+NG2+NG3) = 4.905kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到活荷载标准值 NQ = 0.9×(2.500+2.000)×0.900×0.900=3.280kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ
6.3.6立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N = 10.48kN i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm2;
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.30m; h —— 最大步距,h=1.50m;
l0 —— 计算长度,取1.500+2×0.300=2.100m; —— 由长细比,为2100/16=132;
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