地铁车站模板支架计算书.docx
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地铁车站模板支架计算书
计算书
为安全考虑,本计算书钢管规格均取©48x3.0mm
1荷载汇总
序号
部位
设计值
标准值
1
侧墙
模板何载
56.07kN/m
41.53kN/m
2
次楞何载
15.70kN/m
11.63kN/m
3
主楞荷载
33.64kN/m
24.92kN/m
4
顶板
模板何载
34.08kN/m
20.58kN/m
5
次楞何载
10.22kN/m
6.17kN/m
6
主楞荷载
20.45kN/m
12.35kN/m
7
立杆荷载
18.41kN
/
8
横杆荷载
0.227kN•m
/
9
立柱
模板何载
79.30kN/m
58.74kN/m
10
柱扌匝何载
19.82kN/m
14.68kN/m
11
拉杆
10.91kN
12
梁
模板何载
56.07kN/m
41.53kN/m
13
次楞何载
11.34kN/m
8.31kN/m
14
主楞荷载
28.04kN/m
20.77kN/m
15
立杆荷载
24.50kN
/
2材料性能汇总
序号
材料
截面抵抗矩
/mm3
截面惯性矩
/mm4
回转半径
/mm
截面积
2/mm
1
模板
3.75x104
2.81x105
/
/
2
85XJ5方木
1.02x105
4.35x106
/
/
3
钢管
4.49x103
1.08x105
16
424
3侧墙模板及支撑体系验算
3.1侧墙模板验算
(1)侧压力计算
根据《建筑施工计算手册》,新浇筑混凝土对模板最大侧压力按下列公式计算,并取二式中较小值。
1
F0.22cto12
FcH
式中:
F—新浇混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2)
c—混凝土的重力密度,取24kN/m3
t0—新浇混凝土的初凝时间(小时),可按公式to200/(T15),T为
混凝土的温度,取20C,t°200/(2015)h5.7h
!
—外加剂影响修整系数,1=1.2
2—混凝土的坍落度影响修整系数。
当坍落度小于30mm时,取0.85;
50~90mm寸,取1.0;110~150mrp取1.15,本次计算取2=1.15
V—混凝土浇注速度。
取V1m/h
H—混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度,本次侧墙浇注高度取最大值5.35m。
得:
1
F10.22ct012V°
0.22245.71.21.151
2
41.53kN/m
F2cH
245.35
128.4kN/m2。
因二者取最小值,新浇混凝土对模板最大侧压力F。
41.53kN/m2
有效压头高度h由下式计算:
hF。
/°
有效压头。
分项系数1.35,则h1.73m作用在侧墙模板上的总荷载为:
2
F1.3541.5356.07kN/m。
(2)侧模板验算
侧墙模板在力学上属于受弯构件,按三跨连续梁计算。
墙侧模板采用
截面惯性矩1模訓3
44
竹胶板挠度K^qi1O'677413.5328050.68mm
100EI模1009102.8110
竹胶板容许挠度值[]」2800.7mm
400400
[],挠度满足规范要求
②强度验算
MmaxKMq2l20.156.0728024.40105N
max
4.40105
4
3.7510
2
11.73N/mm
竹胶板抗弯强度设计值fm模板350.828N/mm2
fm模板,强度符合规范要求
上面各式中:
q1——作用于模板上的标准均布荷载;q2——作用于模板上的均布荷载;
l――内楞间距;
——模板承受的应力;
W模——模板的截面抵抗矩;
I模一一模板的截面惯性矩;
(3)模板内楞验算
85mm方木,
截面抵抗矩W楞
1bh2
1
858521.02105mm
6
6
截面惯性矩1楞
—bh3
1
364
85854.3510mm
12
12
①内楞刚度验算
内楞挠度计算:
4
KWq1l10.67741
.53
0.286004
内楞采用8585mm方木,纵向间距280mn布置,外楞采用85
竖向间距600mn布置,按三跨连续梁计算。
W亠3厂0.26mm
150EI楞10091034.35106
内楞的允许挠度值[]%需「5mm
<[],刚度符合规范要求。
②内楞强度验算
内楞承受的弯矩计算:
225
MKMq2l10.156.070.2860025.65105N
内楞强度计算:
2
5.54N/mm
M5.65105
W楞1.0210
fm方木,强度符合规范要求
(4)模板外楞验算
外楞按三跨连续梁计算。
①外楞刚度验算
<[],刚度符合规范要求
②外楞强度验算
外楞承受的弯矩计算:
6
MSzh0.156.070.66001.2110N
3.2侧墙支撑验算
(1)横撑验算
横撑承担轴心压力设计值:
NFab56.070.60.620.18kN
斜撑稳定性按下式验算
N
A
式中:
N---立杆的轴心压力设计值(kN);
――长细比,由©确定;
计算立杆的截面回转半径,
A立杆净截面面积(cm2),A3.14(2.42-2.12)4.24cm2;
Io――立杆的计算长度(m),lo0.9m;
f----钢管立杆抗压强度设计值:
f205N/mm2;
---轴心受压构件的稳定系数,通过查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附表E得立杆稳定性系数0.831计算。
故:
N20.181032
257.27N/mm
A0.8314.24102
[f],钢管斜撑稳定性满足要求。
(2)端头井侧墙局部斜撑采用2根©48X3.5mm钢管支撑,按45°方向设
置,端部固定在底板预埋的C20钢筋,最外排4道斜撑横向间距300mm
钢管斜撑稳定性验算:
对最不稳定的最外排斜撑进行验算。
斜撑承担的轴心压力设计值
1
NFl-56.070.60.3cos457.14kN,斜撑稳定性按下式验算
2
N
A
式中:
N---立杆的轴心压力设计值(kN);
——长细比,由°确定;
I
i――计算立杆的截面回转半径;
X3.623.625.1m;
A立杆净截面面积(cm2);
10立杆的计算长度(m),I。
5.12319250
i1.6102
钢管立杆抗压强度设计值
205N/mm2;
---轴心受压构件的稳定系数,根据长细比由《建筑施工手册(第二版)》
附表2-71计算,0.093计算。
故:
[f],钢管斜撑稳定性满足要求。
4板模板及支撑体系验算
中、顶板支架搭设按纵向600mm横向900mm步距1200mn搭设。
模板上层楞木均采用85mM85mm方木铺设,间距300mm下层楞木采用85mM85mm方木铺设。
本工程中板厚400mm顶板厚800mm中、顶板采用相同搭设体系,故只验算顶板模板支架。
4.1顶板模板验算
(1)荷载计算
800mm厚混凝土自重:
24x0.8=19.2kN/m2
800mm厚顶板钢筋自重:
1.1x0.8=0.88kN/m2
顶板模板自重标准荷载:
0.5kN/m2
施工人员及设备(均布荷载):
2.5kN/m2
混凝土振捣荷载:
2kN/mi
由于板厚大于30cm在进行模板设计时可不考虑混凝土对水平模板的冲击荷载。
永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取1.4;由于模板及其支架中不确定因素较多,荷载取值难以准确,不考虑荷载设计值的折减。
设计均布荷载为:
q1[(19.20.50.88)1.35(2.52)1.4]134.08kN/m
q2(19.20.50.88)120.58kN/m
(2)模板计算
顶板模板采用S=15mm竹胶板,按单位宽度1000mm跨度300mmE跨等跨连续梁计算。
1刚度验算
44
挠度A^3^0.67720・5830050.45mm
100EI模10091032.81105
板模板允许挠度[]13000.75mm
400400
[],满足刚度要求
2强度验算
模板强度按下式计算
225
KMqi\0.134.0830023.07105N
fm模板,强度满足要求
(3)上层楞木验算
上层楞木(次楞)采用85X85mn方木,间距300mm下层楞木采用85x85mm
方木,横向间距900mm
楞木承受的标准荷载与模板相同,则楞木承受的均布荷载为:
q420.580.306.17kN/m
①刚度验算
挠度込0.677竽790°4点0.70mm
100EI楞1009104.3510
板模板允许挠度[]9002.25mm
400400
[],刚度满足要求。
②强度验算
225
MKMq3l10.110.2290028.28105N?
mm
8.12N/mm2
M8.28105
W楞1.02105方木抗弯强度设计值fm方木15N/mm2
fm方木,强度满足要求
(4)下层楞木验算
(5)
楞木承受的标准荷载与模板相同,则楞木承受的均布荷载为:
①刚度验算
挠度
Kwq6h
100EI楞
0.67712.356004
10091034.35106
0.28mm
板模板允许挠度[]116001.50mm
400400
[],刚度满足要求。
②强度验算
MKMq5l120.120.4560027.36105N
fm方木,强度满足要求
施工荷载产生的弯矩:
横杆截面特性:
截面抵抗矩W
-(d3
32
加
-(483
32
424)
4
4.49
33
10mm。
截面惯性矩W
—(d4
64
d1)
—(484
64
424)
1.08
54
10mm
弯矩设计值
主应力:
强度设计值f钢管205N/mm2。
f钢管,抗弯强度满足要求。
(2)横水平杆刚度验算
434
5(F1aF2a)b5(0.353)10600900
-550.77mm
385EI3852.06101.0810
900[]2.25mm
400
[],刚度满足要求。
4.3板下立杆稳定性验算
作用于模板支架上的荷载包括静荷载、动荷载,顶板与中板模板支架布置相
同,由于顶板厚度大于中板,只验算顶板即可。
(1)顶板立杆荷载计算
1静荷载:
GjG1G2G311.12kN
混凝土自重:
G1240.80.60.9kN10.37kN
钢筋自重:
G21.10.80.60.9kN0.48kN
模板自重:
G30.50.60.9kN0.27kN
2动荷载:
GdG5G62.43kN
施工人员及设备(均布荷载):
G52.50.60.9kN1.35kN
混凝土振捣荷载:
G620.60.9kN1.08kN
3不考虑风荷载,静荷载乘以分项系数1.35,活荷载乘以分项系数1.4,立
杆的轴向压力设计值G顶
G顶Gj1.35Gd1.418.41kN
⑵立杆稳定性验算
立杆的稳定性计算公式:
式中:
N---立杆的轴心压力设计值(kN);
由规范附录E取值
---轴心受压构件稳定系数,根据长细比
n~408105“
i――计算立杆的截面回转半径I:
人:
42416mm;
A立杆净截面面积(mn2)A424mm2
lo――立杆的计算长度(m);loh2a
h立杆步距,取h=1.2m;
a――立杆伸出顶层水平杆长度,取规范附录A最大值a=0.35m
f----钢管立杆抗压强度设计值:
f205N/mm2;
故:
立杆计算长度:
I。
h2a1.20.352m1.9m
立杆长细比b191000119250
i16
通过查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附表E得立杆稳定性系
数=0.458。
N18.411032
94.80N/mm
A0.4584.24100
[f]
立杆稳定性满足要求。
本工程模板支架基础为结构底(中)板,由于模板支架施工是在底(中)板达到设计强度后进行的,施工时立杆下基础承载力满足承载力要求,无需进行
地基承载力验算。
5立柱模板及支撑体系计算
⑴荷载计算
柱模受到混凝土侧压力为:
1
F0.22衣。
1护
FcH
式中:
F—新浇混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)
c—混凝土的重力密度,取24KN/m3
t。
一新浇混凝土的初凝时间(小时),可按公式t。
200/(T15),T为
混凝土的温度,取20C,t°200/(2015)h5.7h
2—混凝土的坍落度影响修整系数。
当坍落度小于30mm时,取0.85;
50~90mm寸,取1.0;110-150mm取1.15,本次计算取2=1.15
V—混凝土浇注速度。
取V2m/h
H—本次最大框架柱浇筑高度取5.56m。
按上式计算得:
1
R0.22出1越
0.22245.71.21.15、2
58.74KN/m2
22
F2cH255.56kN/m139kN/m
取两者中较小值F158.74kN/m2作为标准值。
贝侧压力设计值
F58.741.3579.30kN/m2
(2)柱箍截面计算
取中间框架柱ab1200mm700mm计算柱箍截面。
取柱箍间距为s=250mm线分布荷载
q179.300.2519.82kN/m。
对于长边,按连续梁计算,短边按照简支梁计算:
22
Mma>长边曲0.12519.82(1.37/2)1.16kN?
m
Mmax短边(22)魁(20.804)
8
则按最不利的短边计算:
柱箍截面满足要求
(3)柱模板计算
柱模板后背设有85mrX85mm方木,最大间距为250mm
[],挠度满足规范要求
2强度验算
MmaxKMq2l20.158.7425023.67105N
fm模板,强度符合规范要求。
(4)柱箍螺栓计算
..、”2
①柱箍采用M16螺栓加固,强度4.8级,M16螺栓净截面面积为157mm抗拉强度f=170N/mm螺栓受到的拉力,等于柱箍处的反力:
拉杆螺栓的拉力N和需要的截面尺寸人按下式计算:
A。
查表M16的螺栓净截面面积157mm2,可以满足要求
6梁模板及支撑体系计算
梁模板均采用15mm竹胶板,次楞采用85X85mm方木,间距200m主楞采用©48mn双拼钢管,外侧采用M16对拉螺栓固定,拉杆纵向间距600mn布置。
最大下翻梁的混凝土浇筑高度1800mm最大上翻梁上翻浇筑高度1310mm则取最大下翻梁计算梁模板。
6.1梁模板验算
混凝土侧压力参见侧墙模板计算,得有效压头h=1.73m,总侧压力
F1=56.07kN/川,侧压力标准值F2=41.53kN/m20
(1)梁侧模板受力与侧墙一致,且次楞、主楞间距均小于或等于侧墙次楞间距,故由侧墙模板验算可得,梁侧模板满足要求。
(2)钢管外楞计算:
外楞所受标准荷载与模板相同,拉杆纵向间距600mm外楞上的均布荷载
q1已156.071228.04kN/m,不考虑动荷载作用,外楞所受标准均布荷载
q2F2I41.531220.77kN/m。
①外楞刚度验算
外楞的允许挠度值[]上6001.5mm400400
,刚度符合规范要求。
②外楞强度验算
外楞承受的弯矩计算:
226
MKMq2l10.128.046001.0110N
外楞强度计算:
M1.01106
5
W楞4.491052
fm钢管,强度符合规范要求
强度满足要求
(3)模板拉杆验算
①拉杆取横向间距600mm最大竖向间距取600mm模板拉杆计算公式:
F?
A
A
式中:
f---
模板拉杆承受的拉力;
F--
-混凝土侧压力;
A--
-拉杆分担的受力面积A=axb;
a—
-拉杆横向间距;
b---
-拉杆竖向间距;
Ar--
-拉杆截面面积;
fF?
A
A
56.071036006002
128.57N/mm157
M16拉杆容许拉力为f170N/mm2128.57N/mm2,满足设计要求。
6.2梁立杆稳定性验算
(1)梁立杆荷载计算
①静荷载:
GjG1G2G315.63kN
混凝土自重:
G1(242.70.80.6240.910.6)/314.69kN
钢筋自重:
G2(1.12.70.80.61.10.910.6)/30.67kN
模板自重:
G30.52.70.6/30.27kN
2动荷载:
GdG5G62.43kN
施工人员及设备(均布荷载):
G52.52.70.6/31.35kN
混凝土振捣荷载:
G622.70.6/31.08kN
3不考虑风荷载,静荷载乘以分项系数1.35,活荷载乘以分项系数1.4,立杆的轴向压力设计值G顶
G顶Gj1.35Gd1.424.50kN
⑵立杆稳定性验算
立杆的稳定性计算公式:
式中:
N---立杆的轴心压力设计值(kN);
由规范附录E取值
---轴心受压构件稳定系数,根据长细比
长细比,由$确定;
IM08105
i――计算立杆的截面回转半径1;16mm;
VAY424
A立杆净截面面积(mm)A424mm
1。
一一立杆的计算长度(m);1。
h2a
h立杆步距,取h=1.2m;
a――立杆伸出顶层水平杆长度,取规范附录A最大值a=0.35m
f----钢管立杆抗压强度设计值:
f205N/mm;
故:
立杆计算长度:
1。
h2a1.20.352m1.9m
立杆长细比l01.9100119250
i1.6
通过查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》附表E得立杆稳定性系
=0.458。
126.16N/mm2
N24.50103
A0.4584.24100
[f]
立杆稳定性满足要求。
本工程模板支架基础为结构底(中)板,由于模板支架施工是在底(中)板达到设计强度后进行的,施工时立杆下基础承载力满足承载力要求,无需进行地基承载力验算。
1
10001532.81105mm4
12
进行刚度验算时,采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用,则模板上作用
的均布荷载bF0142.5341.53kN/m。
进行强度验算时,采用设计荷载,则作用在模板上的均布荷载
q2bF156.0756.07kN/m
①刚度验算
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