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图1 楼板支撑架立面简图
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×(25.10×0.12+0.40)+1.40×2.50=7.594kN/m2 由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.12+0.7×1.40×2.50=6.516kN/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φ48×3.0。
钢管惯性矩计算采用 I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用 W=π(D4-d4)/32D。 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 = 25.100×0.120×1.000+0.400×1.000=3.412kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+2.500)×1.000=4.500kN/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:
截面抵抗矩 W = bh2/6 = 100.00×1.50×1.50/6 = 37.50cm3;
截面惯性矩 I = bh3/12 = 100.00×1.50×1.50×1.50/12 = 28.13cm4;
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式中:b为板截面宽度,h为板截面高度。 (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;
[f] —— 面板的抗弯强度设计值,取12.00N/mm2; M = 0.100ql2
其中 q —— 荷载设计值(kN/m);
经计算得到 M = 0.100×(1.20×3.412+1.40×4.500)×0.300×0.300=0.094kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.094×1000×1000/37500=2.495N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求! (2)抗剪计算
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×(1.20×3.412+1.4×4.500)×0.300=1.871kN 截面抗剪强度计算值 T=3×1871.0/(2×1000.000×15.000)=0.187N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.50N/mm2 面板抗剪强度验算 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 = 0.677×3.412×3004/(100×4200×281250)=0.158mm 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 = 25.100×0.120×0.300=0.904kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m): q12 = 0.400×0.300=0.120kN/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)×0.300=1.350kN/m 静荷载 q1 = 1.20×0.904+1.20×0.120=1.228kN/m 活荷载 q2 = 1.40×1.350=1.890kN/m
计算单元内的木方集中力为(1.890+1.228)×1.000=3.118kN
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2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,计算公式如下:
均布荷载 q = P/l = 3.118/1.000=3.118kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×3.12×1.00×1.00=0.312kN.m 最大剪力 Q=0.6ql = 0.6×1.000×3.118=1.871kN 最大支座力 N=1.1ql = 1.1×1.000×3.118=3.430kN 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:
截面抵抗矩 W = bh2/6 = 5.00×8.00×8.00/6 = 53.33cm3;
截面惯性矩 I = bh3/12 = 5.00×8.00×8.00×8.00/12 = 213.33cm4; 式中:b为板截面宽度,h为板截面高度。 (1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f = M/W =0.312×106/53333.3=5.85N/mm2 木方的抗弯计算强度小于17.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算
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=3×1871/(2×50×80)=0.702N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求! (3)木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距) 得到q=1.024kN/m 最大变形
v=0.677ql4/100EI=0.677×1.024×1000.04/(100×10000.00×
2133334.0)=0.325mm
木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求! 三、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= 3.430kN 均布荷载取托梁的自重 q= 0.096kN/m。
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3.43kN 3.43kN 3.43kN 3.43kN 3.43kN 3.43kN 3.43kN 0.10kN/m 3.43kN 3.43kN 3.43kNA100010001000B
托梁计算简图
1.147
1.013
托梁弯矩图(kN.m)
6.916.904.564.551.121.092.342.375.805.833.473.440.010.013.443.476.906.91
托梁剪力图(kN)
1.091.124.554.565.835.802.372.34
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:
1.13kN 1.13kN 1.13kN 1.13kN 1.13kN 1.13kN 1.13kN 0.10kN/m 1.13kN 1.13kN 1.13kNA100010001000B
托梁变形计算受力图
0.0240.324
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M= 1.147kN.m 经过计算得到最大支座 F= 12.734kN 经过计算得到最大变形 V= 0.324mm 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:
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截面抵抗矩 W = bh/6 = 10.00×10.00×10.00/6 = 166.67cm;
截面惯性矩 I = bh3/12 = 10.00×10.00×10.00×10.00/12 = 833.33cm4; 式中:b为板截面宽度,h为板截面高度。 (1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度 f = M/W =1.147×106/166666.7=6.88N/mm2 顶托梁的抗弯计算强度小于17.0N/mm2,满足要求! (2)顶托梁抗剪计算 截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×6908/(2×100×100)=1.036N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求! (3)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.324mm
顶托梁的最大挠度小于1000.0/250,满足要求! 四、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 = 0.135×8.400=1.134kN (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.400×1.000×1.000=0.400kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.100×0.120×1.000×1.000=3.012kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 4.546kN。 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 = (2.500+2.000)×1.000×1.000=4.500kN 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
五、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
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