120mm(11.1m高)板模板支架计算书
一、综合说明
本工程模板支撑架高11.1m,施工总荷载8.671kN/m2,楼板,长×宽=7.2m×3m,楼板厚0.12m。
二、搭设方案
(一)基本搭设参数
模板支架高H为11.1m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.6m,立杆纵距la取0.8m,横距lb取0.8m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.08m。整个支架的简图如下所示。
模板底部的方木,断面宽50mm,高70mm,布设间距0.25m。 (二)材料及荷载取值说明
本支撑架使用 Ф48×3.0钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;采用的
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扣件,应经试验,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。
按荷载规范和扣件式钢管模板支架规程,模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上,按照\底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→扣件/可调托座→立杆→基础\的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。其中,取与底模方木平行的方向为纵向。
(一)板底模板的强度和刚度验算 模板按三跨连续梁计算,如图所示:
(1)荷载计算,此时,
模板的截面抵抗矩为:w=800×182/6=4.32×104mm3; 模板自重标准值:x1=0.3×0.8 =0.24kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.12×24×0.8 =2.304kN/m; 板中钢筋自重标准值:x3=0.12×1.1×0.8 =0.106kN/m; 施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×0.8 =0.8kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×0.8=1.6kN/m。 g1 =(x1+x2+x3)×1.2=(0.24+2.304+0.106)×1.2=3.18kN/m; q1 =(x4+x5)×1.4=(0.8+1.6)×1.4 =3.36kN/m;
对荷载分布进行最不利组合,最大弯矩计算公式如下:
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Mmax= -0.1g1lc2-0.117q1lc2= -0.1×3.18×0.252-0.117×3.36×0.252= -0.044kN·m; (2)底模抗弯强度验算 σ = M/W≤f
σ =0.044×106 /(4.32×104)=1.029N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ =1.029N/mm2小于抗弯强度设计值fm =15N/mm2,满足要求。
(3)底模抗剪强度计算。 荷载对模板产生的剪力为
Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×3.18×0.25+0.617×3.36×0.25=0.995kN; 按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算: τ =3Q/(2bh)≤fv
τ =3×995.208/(2×1000×18)=0.083N/mm2;
底模的抗剪强度τ=0.083N/mm2小于抗剪强度设计值fv =1.4N/mm2满足要求。 (4)底模挠度验算
模板弹性模量E=6000 N/mm2;
模板惯性矩 I=800×183/12=3.888×105 mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
ν =0.677×(x1+x2+x3)×l4/(100×E×I)+0.990×(x4+x5)×l4/(100×E×I)
=0.677×(0.24+2.304+0.106)×2504/(100×6000×388800)+0.990×(0.8+1.6)×2504/(100×6000×388800)=0.07mm;
挠度设计值[ν ]=Min(250/150,10)=1.667mm
底模面板的挠度计算值ν =0.07mm小于挠度设计值[v] =Min(250/150,10)mm ,满足要求。
(二)底模方木的强度和刚度验算 按三跨连续梁计算 (1)荷载计算
模板自重标准值:x1=0.3×0.25=0.075kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.12×24×0.25=0.72kN/m;
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板中钢筋自重标准值:x3=0.12×1.1×0.25=0.033kN/m; 施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×0.25=0.25kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×0.25=0.5kN/m; g2 =(x1+x2+x3)×1.2=(0.075+0.72+0.033)×1.2=0.994kN/m; q2 =(x4+x5)×1.4=(0.25+0.5)×1.4=1.05kN/m; 支座最大弯矩计算公式如下:
Mmax= -0.1×g2×la2-0.117×q2×la2= -0.1×0.994×0.82-0.117×1.05×0.82=-0.142kN·m; (2)方木抗弯强度验算
方木断面抵抗矩 W=bh2/6=50×702/6=4.083×104 mm3; σ = M/W≤f
σ =0.142×106/(4.083×104)=3.483N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ =3.483N/mm2 小于抗弯强度设计值fm =13N/mm2 ,满足要求。
(3)底模方木抗剪强度计算 荷载对方木产生的剪力为
Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6×0.994×0.8+0.617×1.05×0.8=0.995kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算: τ =3Q/(2bh)≤fv τ =0.427N/mm2;
底模方木的抗剪强度τ =0.427N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。 (4)底模方木挠度验算 方木弹性模量 E=9000 N/mm2;
方木惯性矩 I=50×703/12=1.429×106 mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:
ν =0.677×(x1+x2+x3)×la4/(100×E×I)+0.99×(x4+x5)×la4/(100×E×I)
=0.677×(0.075+0.72+0.033)×8004/(100×9000×1429166.667)+0.990×(0.25+0.5)×8004/(100×9000×1429166.667)=0.415mm;
挠度设计值[ν ]=Min(800/150,10)=5.333mm
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底模方木的挠度计算值ν =0.415mm 小于 挠度设计值[v] =Min(800/150,10)mm ,满足要求。
(三)板底横向水平钢管的强度与刚度验算 (1)荷载计算
材料自重:0.033kN/m;
方木所传集中荷载:取(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即 p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×0.994×0.8+1.2×1.05×0.8=1.882kN;
按叠加原理简化计算,钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。 (2)强度与刚度验算
横向水平钢管计算简图、内力图、变形图如下:
支撑钢管计算简图 中间支座的最大支座力 Rmax = 6.715 kN ;
钢管的最大应力计算值 σ = 0.509×106/4.49×103=113.322 N/mm2; 钢管的最大挠度 νmax = 0.869 mm ; 支撑钢管的抗弯强度设计值 fm=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 σ =113.322 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 fm=205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度计算值 ν =0.869小于最大允许挠度 [v]=min(800/150,10) mm,满足要求!
(四)扣件抗滑力验算
板底横向水平钢管的最大支座反力,即为扣件受到的最大滑移力,扣件连接方式采用双扣件,扣件抗滑力按下式验算
N≤Rc N=6.715kN;
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