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19、上层楼面正在浇筑砼时,下层楼板的模板支柱不得拆除,再下一层仅可拆除部分,跨度L>
4m的梁底模拆除后尚应保留支柱,支柱间距L≯3m;
20、拆下的模板,不得抛掷,应分类堆放到指定地点,以利再用,十一合板及木方拆下后尚应注意使钉尖朝下,并清理干净。
三、模板设计
(一)梁模板
以本工程地下室顶板梁最大截面尺寸600×
900,按支架最大搭设高度3.9m为例进行设计。
梁断面图
梁底面图
1、参数信息
1.1模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.60;
梁截面高度D(m):
0.90;
混凝土板厚度(mm):
300.00;
立杆沿梁跨度方向间距La(m):
0.80;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
立杆步距h(m):
1.50;
板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
梁支撑架搭设高度H(m):
2.85;
梁两侧立杆间距(m):
1.20;
承重架支撑形式:
梁底支撑小楞垂直梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:
2;
采用的钢管类型为Φ48×
3;
立杆承重连接方式:
双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:
1.2荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.35;
钢筋自重(kN/m3):
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.5;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
36.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):
2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):
1.3材料参数
木材品种:
柏木;
木材弹性模量E(N/mm2):
10000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
17.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.7;
面板类型:
胶合面板;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500.0;
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
1.4梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):
50.0;
梁底方木截面高度h(mm):
80.0;
梁底纵向支撑根数:
5;
面板厚度(mm):
18.0;
1.5梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞根数:
6;
主楞竖向支撑点数量为:
4;
支撑点竖向间距为:
250mm,250mm,350mm;
穿梁螺栓水平间距(mm):
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
钢楞;
截面类型为圆钢管48×
3.0;
主楞合并根数:
次楞龙骨材料:
木楞,宽度50mm,高度80mm;
2、梁模板荷载标准值计算
2.1梁侧模板荷载
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;
挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.500m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别计算得50.994kN/m2、36.000kN/m2,取较小值36.000kN/m2作为本工程计算荷载。
3、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
次楞(内龙骨)的根数为6根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:
mm)
3.1强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=50×
1.8×
1.8/6=27cm3;
M--面板的最大弯距(N·
mm);
σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2)
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
其中,q--作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值:
q1=1.2×
0.5×
36×
0.9=19.44kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×
2×
0.9=1.26kN/m;
q=q1+q2=19.440+1.260=20.700kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=240mm;
面板的最大弯距M=0.1×
20.7×
2402=1.19×
105N·
mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.19×
105/2.70×
104=4.416N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=4.416N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
3.2挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=36×
0.5=18N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
E--面板材质的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50×
1.8/12=24.3cm4;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×
18×
2404/(100×
9500×
2.43×
105)=0.175mm;
面板的最大容许挠度值:
[ν]=l/250=240/250=0.96mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.175mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.96mm,满足要求!
4、梁侧模板内外楞的计算
4.1内楞计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×
82×
1/6=53.33cm3;
I=5×
83×
1/12=213.33cm4;
内楞计算简图
4.1.1内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中,σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M--内楞的最大弯距(N·
W--内楞的净截面抵抗矩;
[f]--内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×
0.9+1.4×
0.9)×
0.24=9.94kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=0.1×
9.94×
500.002=2.48×
最大支座力:
R=1.1×
9.936×
0.5=5.465kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=2.48×
105/5.33×
104=4.658N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值σ=4.658N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!
4.1.2内楞的挠度验算
其中l--计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=36.00×
0.24=8.64N/mm;
E--内楞的弹性模量:
10000N/mm2;
I--内楞的截面惯性矩:
I=2.13×
106mm4;
内楞的最大挠度计算值:
8.64×
5004/(100×
10000×
2.13×
106)=0.171mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ν]=500/250=2mm;
内楞的最大挠度计算值ν=0.171mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2mm,满足要求!
4.2外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力5.465kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
外钢楞截面抵抗矩W=8.98cm3;
外钢楞截面惯性矩I=21.56cm4;
外楞计算简图
外楞弯矩图(kN·
m)
外楞变形图(mm)
4.2.1外楞抗弯强度验算
其中σ--外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M--外楞的最大弯距(N·
W--外楞的净截面抵抗矩;
[f]--外楞的强度设计值(N/mm2)。
根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.546kN·
m
外楞最大计算跨度:
l=350mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=5.46×
105/8.98×
103=60.855N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值σ=60.855N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
4.2.2外楞的挠度验算
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.292mm
外楞的最大容许挠度值:
[ν]=350/400=0.875mm;
外楞的最大挠度计算值ν=0.292mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=0.875mm,满足要求!
5、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
其中N--穿梁螺栓所受的拉力;
A--穿梁螺栓有效面积(mm2);
f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径:
12mm;
穿梁螺栓有效直径:
9.85mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=76mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=(1.2×
36+1.4×
2)×
0.375=8.625kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×
76/1000=12.92kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=8.625kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,满足要求!
6、梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。
计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;
挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=800×
18/6=4.32×
104mm3;
I=800×
18/12=3.89×
105mm4;
6.1抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中,σ--梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M--计算的最大弯矩(kN·
m);
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=150.00mm;
q--作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1:
1.2×
(24.00+1.50)×
0.80×
1.20×
0.90=19.83kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:
1.2×
0.35×
0.90=0.30kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载设计值:
q3:
1.4×
2.00×
0.90=2.02kN/m;
q=q1+q2+q3=19.83+0.30+2.02=22.15kN/m;
Mmax=0.10×
22.15×
0.152=0.05N·
m;
σ=0.0498×
106/4.32×
104=1.147N/mm2;
梁底模面板计算应力σ=1.147N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
6.2挠度验算
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q=((24.0+1.50)×
0.9+0.35)×
0.80=18.64KN/m;
E--面板的弹性模量:
E=9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:
[ν]=150.00/250=0.600mm;
18.64×
1504/(100×
3.89×
105)=0.018mm;
ν=0.018mm小于面板的最大允许挠度值:
[ν]=150/250=0.6mm,满足要求!
7、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;
7.1荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=(24+1.5)×
0.9×
0.15=3.443kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.35×
0.15×
(2×
1.5+0.6)/0.6=0.315kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.5+2)×
0.15=0.675kN/m;
7.2方木的支撑力验算
静荷载设计值q=1.2×
3.443+1.2×
0.315=4.51kN/m;
活荷载设计值P=1.4×
0.675=0.945kN/m;
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×
8×
8/6=53.33cm3;
I=5×
8/12=213.33cm4;
方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值q=4.51+0.945=5.455/m;
最大弯距M=0.1ql2=0.1×
5.455×
0.8×
0.8=0.349kN.m;
最大应力σ=M/W=0.525×
106/53333.3=9.85N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
方木的最大应力计算值9.85N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=0.6×
8.208×
0.8=3.94kN;
方木受剪应力计算值τ=3×
3939.84/(2×
50×
80)=1.477N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2;
方木的受剪应力计算值1.477N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
q=5.738+0.315=6.053kN/m;
方木最大挠度计算值ν=0.677×
6.052×
8004/(100×
213.333×
104)=0.787mm;
方木的最大允许挠度[ν]=0.800×
1000/250=3.200mm;
方木的最大挠度计算值ν=0.787mm小于方木的最大允许挠度[ν]=3.2mm,满足要求!
7.3支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照简支梁的计算如下
荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1=(24.000+1.500)×
1.500=38.250kN/m2;
(2)模板的自重(kN/m2):
q2=0.350kN/m2;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2):
q3=(2.500+2.000)=4.500kN/m2;
q=1.2×
(38.250+0.350)+1.4×
4.500=52.620kN/m2;
梁底支撑根数为n,立杆梁跨度方向间距为a,梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为N。
当n=2时:
当n>2时:
计算简图(kN)
变形图(mm)
弯矩图(kN·
经过连续梁的计算得到:
支座反力RA=RB=1.201kN,中间支座最大反力Rmax=11.932;
最大弯矩Mmax=0.448kN.m;
最大挠度计算值Vmax=0.31mm;
最大应力σ=0.448×
106/4490=99.684N/mm2;
支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值99.684N/mm2小于支撑钢管的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!
8、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=11.932kN;
R<
12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
9、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:
水平钢管的最大支座反力:
N1=1.201kN;
脚手架钢管的自重:
N2=1.2×
0.129×
2.85=0.442kN;
楼板的混凝土模板的自重:
N3=1.2×
(0.80/2+(1.20-0.60)/2)×
0.35=0.235kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×
0.300×
(1.50+24.00)=5.141kN;
N=1.201+0.442+0.235+5.141=7.018kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=4.24;
W--立杆净截面抵抗矩(cm3):
W=4.49;
σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
lo--计算长度(m);
参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算
lo=k1uh
k1--计算长度附加系数,取值为:
1.155;
u--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u=1.7;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×
1.7×
1.5=2.945m;
Lo/i=2945.25/15.9=185;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.209
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