三、次楞验算
次楞采用方钢管5035032.5,间距0.2m,截面抵抗矩 W=7164.58mm;截面惯性矩
4
I=179114.58mm;
3
(一)抗弯强度验算
1、 次楞按三跨连续梁计算,其计算跨度取主楞间距即立杆横距,L=0.7m。
2、荷载计算
取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑,计算结果取其大值。 均布线荷载设计值为: q1=0.9×[1.23(25.530.12+030.12+0.3)+1.433]30.2=1.482kN/m q1=0.9×[1.353(25.530.12+030.12+0.3)+1.430.733]30.2= 1.346kN/m 根据以上两者比较应取q1= 1.482kN/m作为设计依据。 集中荷载设计值:
模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.230.230.3=0.065kN/m 跨中集中荷载设计值P=0.9×1.432.5= 3.150kN 3、强度验算
施工荷载为均布线荷载:
22
M1= 0.1q1l=0.131.48230.7=0.073kN2m 施工荷载为集中荷载:
22
M2= 0.08q2l+0.213Pl=0.0830.06530.7+0.21333.15030.7=0.472kN2m 取Mmax=0.472kN2m验算强度。
2
次楞抗弯强度设计值f=205N/mm; σ=
Mmax W
= 0.472310
6
7164.58
=65.88N/mm < f=205N/mm
2
2
次楞抗弯强度满足要求!
(二)挠度验算
挠度验算时,荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载,分项系数均取1.0。 q = 0.23(25.530.12+030.12+0.3+3)=1.272kN/m 次楞最大容许挠度值:700/250=2.8mm;
2
次楞弹性模量: E=206000N/mm;
ν=
0.677ql
4
0.67731.2723700.0
=
4
100EI 10032060003179114.58
=0.06mm < 2.8mm
21
满足要求!
四、主楞验算
主楞采用:单钢管,截面抵拒矩W=4.73cm,截面惯性矩I=11.36cm
3
4
(一)强度验算
当进行主楞强度验算时,施工人员及设备均布荷载取3kN/mm。 首先计算次楞作用在主楞上的集中力P。 作用在次楞上的均布线荷载设计值为: q11= 0.9×[1.23(25.530.12+030.12+0.3)+1.433]30.2=1.482kN/m q12= 0.9×[1.353(25.530.12+030.12+0.3)+1.430.733]30.2= 1.346kN/m 根据以上两者比较应取q1= 1.482kN/m作为设计依据。 次楞最大支座力=1.1q1l=1.131.48230.7=1.141kN。
次楞作用集中荷载P=1.141kN,进行最不利荷载布置如下图:
2
计算简图(kN)
弯矩图(kN2m)
最大弯矩 Mmax=0.582kN2m;
2
主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm; σ=
Mmax W
= 0.582310
6
4.73310
3
= 123.044N/mm < 205N/mm
2
2
主楞抗弯强度满足要求!
22
(二)挠度验算
挠度验算时,荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载,分项系数均取1.0。 首先计算次楞作用在主楞上的集中荷载P。 作用在次楞上的均布线荷载设计值为:
q = 0.23(25.530.12+030.12+0.3+3)=1.272kN/m 次楞最大支座力=1.1q1l=1.131.27230.7=1.141kN。
以此值作为次楞作用在主楞上的集中荷载P,经计算,主梁最大变形值V=1.465mm。 主梁的最大容许挠度值:1000/250=4.0mm, 最大变形 Vmax =1.465mm < 4.0mm 主楞挠度验算满足要求! (三)悬挑段强度验算
主楞悬挑长度0.3m,次楞间距0.2m, 弯矩M=1.1430.3+1.1430.1=0.45kN2m
2
主楞抗弯强度设计值[f]=205N/mm。 σ=
M W
= 0.45310
6
4730
= 95.14N/mm < 205N/mm
2
2
主楞悬挑段强度验算满足要求! (四)悬挑段挠度验算
验算挠度时取荷载标准值,其作用效应下次楞传递的集中荷载P=0.98kN,主楞弹性模量: E =
2
206000N/mm。
容许挠度值:30032/400=1.5mm;
经计算主楞最大挠度Vmax=0.5mm < 1.5mm。 主楞悬挑段挠度验算满足要求!
五、风荷载计算
(一)风荷载标准值
风荷载标准值应按下式计算:ωk=μsμzω0
2
ω0---基本风压,按重庆10年一遇风压值采用,ω0=0.25kN/m。
μs---支撑结构风荷载体形系数μs,将支撑架视为桁架,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表8.3.1第33项和37项的规定计算。支撑架的挡风系数j=1.23An/(la3h)=1.230.150/(131.6)=0.113 式中An --一步一跨范围内的挡风面积,An=(la+h0.325lah)d=0.150m
la--立杆间距,1m;h--步距,1.6m;d---钢管外径,0.048m ;系数1.2-----节点面积增大系数;系数0.325---支撑架立面每平米内剪刀撑的平均长度。
单排架无遮拦体形系数:μst=1.2j=1.230.113=0.14 无遮拦多排模板支撑架的体形系数:
μs=μst
1-η
n
2
1-η 1-0.95
η----风荷载地形地貌修正系数。n----支撑架相连立杆排数。
支撑架顶部立杆段距地面计算高度H=2.75m,按地面粗糙度B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。风压高度变化系数μz=1。
2
支撑架顶部立杆段风荷载标准值ωk=μzμsω0=130.2730.25=0.068kN/m
23
=0.14 1-0.95
2
=0.27
2.风荷载作用产生的立杆轴向力标准值NWK
立杆中由风荷载作用产生的轴向力标准值,按下式计算:
NWK=
nwaωklaH
2
2B 233.9
2
ωk—风荷载标准值,ωk=0.068kN/m,la—立杆纵向间距,la=1m nwa—支撑架单元框架纵向跨数,取nwa=6
H—支撑架高度,H=2.75m,B—支撑架横向宽度,B=3.9m 3.由风荷载产生的立杆弯矩设计值MW
立杆段由风荷载产生的弯矩设计值,按下式计算:
MW=
0.931.43ωklah
2
= 630.0683132.75
2
=0.40kN
10
= 0.931.430.0683131.6
2
10
=0.022kN2m
六、立杆稳定性验算
(一)立杆轴力设计值
不组合风荷载时:
N=1.353(0.134432.75+(25.530.12+0.3)3130.7)+1.4333130.7=6.61kN 组合风荷载时:
N=1.353(0.134432.75+(25.530.12+0.3)3130.7)+1.43(33130.7+0.40)=7.17kN
(二)立杆计算长度L0
插槽式钢管模板支撑架的单元框架进行整体稳定性验算时,立杆计算长度L0=βHβaμh
μ—立杆计算长度系数,按重庆市《建筑施工插槽式钢管模板支撑架安全技术规范》附录F表F.0.1取值。表中主要参数取值如下:
支撑结构的刚度比,
其中E--弹性模量,取206000(N/mm2) I— 立杆的截面惯性矩,取113600(mm4) h—立杆步距,取1600mm
k—节点转动刚度,取10kN2m/rad ly—立杆的y向间距,取700mm
K=
2060003113600 1600310310
6
+
700 631600
=1.54
ax—单元框架x向跨距与步距h之比,ax =lx/h=1/1.6=0.63 nx—单元框架的x向跨数,nx =6
x向定义:立杆纵横向间距不同,x向分别取纵向、横向进行计算,μ取计算结果的较大值。
24
x向为立杆纵距方向时,K=1.54,ax=0.63,nx=6,查表得立杆计算长度系数μ=2.46 x向为立杆横距方向时,K=1.57,ax=0.44,nx=6,查表得立杆计算长度系数μ=2.39 x向取立杆纵距方向,立杆计算长度系数μ=2.46
βa—扫地杆高度与悬臂长度修正系数,按附录表E.3取值,βa=1.03 其中a1—扫地杆高度与步距h之比,a1=0.2/1.6=0.13 a2—悬臂长度与步距h之比,a2=0.65/1.6=0.41 a—a1与a2中的较大值,a=0.41
βH—高度修正系数,架体高度2.75m,βH=1 L0=βHβaμh =131.0332.4631.6=4.05m (三)立杆稳定性验算
插槽式钢管模板支撑架的单元框架,按下式整体稳定性验算:
N
≤f A
N--立杆轴力设计值,取7.17kN;
--轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=Lo/i 查规范附录A取值; λ—计算长细比,λ=Lo/i=4050/15.90=255,查表
=0.113;
L0 —立杆计算长度,取4050mm,i—杆件截面回转半径,取15.90mm;
22
A—杆件截面积,取450mm;f—钢材抗压强度设计值,取205N/mm;
N
= A
7.17310
3
0.1133450
=141.003N/mm < f=205 N/mm
2
2
立杆稳定性满足要求! 立杆局部稳定性验算
有剪刀撑框架式支撑结构,组合风荷载时,还应按下式进行立杆局部稳定性验算:
N--立杆轴力设计值,取7.17kN;
--轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=Lo/i 查规范附录A取值; λ—计算长细比,λ=Lo/i=290/1.59=182,查表
=0.216
L0 —立杆计算长度,进行局部稳定性验算时,L0=(1+2a)h=(1+230.406)31.6=2.90m
a—a1与a2中的较大值,a=0.406
25