构件进行验算。支架采用Φ4833.0焊接钢管,鉴于市场上Φ4833.0钢管的壁厚基本都在2.7mm,为确保计算的准确性钢管的相关力学特性按照壁厚2.7mm的钢管取值。由于本工程模板支撑系统主要应用基坑内部,故在计算时可不考虑风荷载对系统的影响,及按下式验算: σ=
N?f ?AΦ4832.7钢管:A=(482-42.62)3π÷4=3.84cm2, i=482?42.62/4=1.6cm。 模板支架立杆的计算长度l0?h 式中 h—支架立杆的步距,取1.2m;
??l0/i?1200/16?75
本工程钢管为Q235钢,按轴心受压构件查表得稳定系数?=0.75
N27.71*103σ=??96.22MPa=215MPa
?A0.75*3.84*102单肢立杆承载力满足要求。 5.2 侧墙模板
侧墙采用18mm厚胶合模板,背楞纵向分配梁为5*10cm木枋,竖向背楞为10*10cm木枋间距为600,竖向木枋设置在可调顶托上,顶托竖向间距为600。
考虑最不利荷载情况,按照下二层考虑。 5.2.1、水平荷载:
采用内部振捣器时,新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力,可按下列二式计算,并取二式中的较小值:
F?0.22?Ct。?1?2V F??CH
式中 F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/㎡); ?c—混凝土的重力密度(kN/m3),取25 kN/m3; t。—新浇筑混凝土的初凝时间(h),取5h;
- 11 -
V—混凝土的浇灌速度(m/h),取1.5 m/h;
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度,以端头井下二层衬墙
为例,为7m;
?1—外加剂影响修正系数,不掺时取1.0; ?2—混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。
F?0.22?Ct。?1?2V?0.22*25*5*1*1.15*1.5?38.73kN/m2 F=?cH=25*7=175kN/㎡
按较小值取,最大侧压力为38.73 kN/㎡。 5.2.2 纵向木枋验算
本方案采用的木材为东北落叶松,根据《建筑施工计算手册》查得东北落叶松抗弯强度为?m=17Mpa,顺纹抗剪强度为:?v=1.6Mpa,弹性模量为E=103103Mpa。
根据顶板底模设计方案,横向方木的受力模型如下图:
q600 800
横梁方木受力模型图(单位mm)
则每根方木承受荷载转化为均布线荷载为: q=38.7330.3=11.62KN/m 截面抵抗矩:W=
11 bh2= 353102=83.3cm3 6611惯性矩:I=bh3=353103= 417cm4
12121弯矩:Mmax= ql2=0.52 KN.m
81剪力为:Vmax=ql=0.5*11.62*0.6=3.48 KN
2M=0.52*103 /83.3=6.24MPa<0.9[f]= 15.3 MPa W (1) 抗弯承载力验算 ?= (2) 抗剪承载力验算
- 12 -
333.48*103τmax=. Vmax/A=3=1.04Mpa< [fv]= 1.6 Mpa
2250*100(3) 刚度验算
5ql45?11.62?6004????0.304mm?[?]?l/400?1.75mm 34384EI384?10?10?643?10通过以上验算得知,横向采用503100mm东北落叶松方木可以满足要求。 5.2.3 竖向方木验算(主楞)
纵向采用10*10cm方木,间距为0.6m,每根立杆上布置一根方木,可调支托竖向间距为0.6m。抗弯强度为?m=17Mpa,顺纹抗剪强度为:?v=1.6Mpa,弹性模量为E=103103Mpa。
纵向方木分配梁所受的力为其上横向间距为30cm的5*10cm方木传下的力。根据主楞的受力特点,其受力模型见下图:
- 13 -
600600 600600 600600 P300P300P300P300P300P300P300P300P300P300P300P竖梁方木受力模型图(单位mm)
11 bh2= 3103102=166.7cm3 6613134
惯性矩:I=bh=310310= 833.3cm
1212截面抵抗矩:W=
作用在纵向方木上的均布载为:q=38.7330.6=23.24KN/m 将结构受力模型简化为受均布载的三跨连续梁,受力简图如下:
q=23.24KN/mA600B600C600D
(单位:mm) 跨内最大弯矩:Mmax= 0.08ql2=0.67KN.m
跨内最大剪力为:Vmax=0.4ql=0.4*23.24*0.6=5.58KN
(1) 抗弯承载力验算 ?=M=0.67*103 /167.7=3.9 MPa<0.9[f]= 15.3MPa W(2) 抗剪承载力验算
335.58*103τmax=. Vmax/A=3=0.84Mpa<[fv]= 1.6 Mpa
22100*100(3) 刚度验算
ql423.24?6004??0.677?0.677??0.24mm?[?]?l/400?1.75mm
100EI100?104?833.3通过以上验算得知,纵向梁采用1003100mm东北落叶松方木可以满足要求。 5.2.4 模板受力计算 侧墙水平荷载为:38.37KN/m2
所受水平均布荷载为:q=38.37*0.3=11.5KN/m
- 14 -
根据受力特点,可将侧模受力简化为三等跨连续梁,受力模型如下: A
(1) 模板强度计算:
跨内最大弯矩:Mmax= 0.08ql2=0.083KN.m
弯应力为:? =M/W=0.083*106/16.2*103=5.12Mpa< ?m=20Mpa ,满足要求 (2)木模板刚度验算:
根据模板的受力特点,可将其简化为三等跨均布荷载作用的连续梁进行计算,如下:
ql411.5?0.34??0.677?0.677??0.43mm?[?]?l/400?0.75mm 4?2100EI100?10?14.58?10300q=11.5KN/mB300C300D 通过计算1.8cm厚胶合板满足受力要求。 5.3 梁模板
以最不利荷载效应考虑,选取铁机村站顶板纵梁WZL1(120031800)为计算对象。 (1)、 竖向荷载分析
钢筋混凝土自重:q1?1.8?25?45KN/m2 施工人员及小型机具活载:q2?1KN/m2 浇筑砼和振捣时产生的荷载:q3?1KN/m2 模板自重:q4?0.5KN/m2 (2)、底模强度验算
纵梁底模采用高强度木胶合板,板厚t=18mm,木胶合板背楞间距为300mm。故模板的强度验算取b=300mm为计算单元体。受力图如下:
q=14.25KN/m300300(单位:mm)
300
1、模板力学性能 ○
弹性模量:E=13104 MPa
- 15 -