图2 楼板支撑架荷载计算单元
按照扣件新规范中规定并参照模板规范,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×(25.10×0.18+0.60)+1.40×3.00=10.342kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×0.18+0.7×1.40×3.00=8.772kN/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。
一、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。
静荷载标准值 q1 = 25.100×0.180×0.900+0.600×0.900=4.606kN/m 活荷载标准值 q2 = (1.000+3.000)×0.900=3.600kN/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); M —— 面板的最大弯距(N.mm); W —— 面板的净截面抵抗矩; M = 0.100ql2
其中 q —— 荷载设计值(kN/m);
经计算得到 M = 0.100×(1.20×4.606+1.40×3.600)×0.300×0.300=0.095kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.095×1000×
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1000/33750=2.818N/mm2
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求! (2)抗剪计算 [可以不计算]
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×(1.20×4.606+1.4×3.600)×0.300=1.902kN 截面抗剪强度计算值 T=3×1902.0/(2×900.000×15.000)=0.211N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2 抗剪强度验算 T < [T],满足要求! (3)挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250 面板最大挠度计算值 v = 0.677×4.606×3004/(100×6000×253125)=0.166mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求! 二、模板支撑木方的计算 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 = 25.100×0.180×0.300=1.355kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12 = 0.600×0.300=0.180kN/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 = (3.000+1.000)×0.300=1.200kN/m 静荷载 q1 = 1.20×1.355+1.20×0.180=1.842kN/m 活荷载 q2 = 1.40×1.200=1.680kN/m
计算单元内的木方集中力为(1.680+1.842)×0.900=3.170kN 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 = 3.170/0.900=3.522kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×3.52×0.90×0.90=0.285kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×3.522=1.902kN 最大支座力 N=1.1×0.900×3.522=3.487kN 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 = 4.00×6.00×6.00/6 = 24.00cm3; I = 4.00×6.00×6.00×6.00/12 = 72.00cm4;
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(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.285×106/24000.0=11.89N/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=3×1902/(2×40×60)=1.189N/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1.535kN/m
最大变形 v =0.677×1.535×900.04/(100×9000.00×720000.0)=1.052mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求! 三、板底支撑钢管计算 横向支撑钢管计算
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。
3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kN 3.49kNA 900 900 900B
支撑钢管计算简图
0.837
0.767 支撑钢管弯矩图(kN.m)
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2.562.563.493.494.424.420.930.930.930.934.424.420.000.003.493.492.562.56
支撑钢管剪力图(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:
1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kN 1.52kNAB 900 900 900
支撑钢管变形计算受力图
0.058
0.955
支撑钢管变形图(mm) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.837kN.m 最大变形 vmax=0.955mm 最大支座力 Qmax=11.392kN
抗弯计算强度 f=0.837×106/4491.0=186.36N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
四、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:
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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=11.39kN 最顶层采用双扣件满足要求。 五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
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)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.127×4.420=0.562kN (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.600×0.900×0.900=0.486kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.100×0.180×0.900×0.900=3.660kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 4.707kN。 2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。 经计算得到,活荷载标准值 NQ = (3.000+1.000)×0.900×0.900=3.240kN
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 六、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
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N = 10.19kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到; i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.60 A —— 立杆净截面面积 (cm2); A = 4.24 W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3);W = 4.49 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2);
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm2; l0 —— 计算长度 (m); 参照《扣件式规范》,由公式计算
l0 = ku1(h+2a) (1) l0 = ku2h (2)
k —— 计算长度附加系数,按照规范表5.4.6取值为1.155; u1,u2 —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》附录C表;u1 = 1.432, u2 = 1.951
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