大姚平安医院一期工程模板设计计算书.docx
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大姚平安医院一期工程模板设计计算书
大姚平安医院一期工程模板设计计算书
参考文献:
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
《建筑施工计算手册》(江正荣编著中国建筑工业出版社2001年7月第一版)
《施工现场设施安全设计计算手册》(谢建民肖备编著中国建筑工业出版社2007年11月第一版)
一、楼板模板及支架计算
1、面板计算(混凝土板厚110mm)
本工程采用15mm厚竹胶合板作钢筋混凝土楼板的底模板。
钢筋混凝土楼板厚110mm,荷载通过50mm×80mm方木楞传递到Φ48×3.5mm水平钢管,方木楞间距400mm,取1000mm宽板带,按三跨连续梁计算。
15mm厚竹胶合板:
抗弯强度fm=17N/mm2
截面抵抗矩W=1/6×1000×152=37500mm3
截面惯性矩I=1/12×1000×153=281250mm4
弹性模E=4000N/mm2
1)荷载计算
钢筋混凝土楼板自重:
0.11×(24+1.5)=2.81KN/m2
模板自重:
取0.5KN/m2
施工人员及施工设备自重:
分别取均布荷载3KN/m2,集中荷载3KN
2)强度验算
施工荷载为均布荷载,作用于模板面的荷载(计算见图如下)
q=(2.81+0.5)×1.2+3×1.4=8.172KN/m2
查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Km=0.101
M=0.101×8.172×0.42=0.132KN.m
施工荷载为集中荷载,作用于模板面的荷载(计算见图如下)
均布荷载q=(2.81+0.5)×1.2=3.972
集中荷载P=3×1.4=4.2KN
查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Km=0.213
M=0.101×3.972×0.42+0.213×4.2×0.4=0.422KN.m
取M的较大值0.422KN.m进行强度验算。
由W≥M/fm可得:
截面所需的抵抗矩Wn=0.422×106/17=24824mm3﹤W=37500mm3,强度验算满足要求。
3)挠度验算
荷载不乘以分项系数q=2.81+0.5+3=6.31KN/m2
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得KW=0.677
由ωA=KWql4/100EI≤[ω]=l/250可得
ωA=KWql4/100EI=0.677×6.31×4004/(100×4000×281250)=0.972mm
ωA=0.972mm﹤[ω]=l/250=400/250=1.6mm,挠度验算满足要求。
2、方木楞计算
竹胶合板支承在50mm×80mm方木楞上,方木楞间距400mm,方木楞两端由Φ48×3.5mm水平钢管支承,水平钢管间距600mm,按简支梁计算。
50mm×80mm方木楞(松木):
抗弯强度fm=13N/mm2
截面抵抗矩W=1/6×50×802=53334mm3
截面惯性矩I=1/12×50×803=2133334mm4
弹性模E=9000N/mm2
方木楞承受的均布荷载:
8.172×0.4=3.269KN/m
方木楞的计算长度l=600mm
1)强度验算
M=1/8×3.269×0.62=0.147KN.m
由W≥M/fm可得:
截面所需的抵抗矩Wn=0.147×106/13=11308mm3﹤W=53334mm3,强度验算满足要求。
2)挠度验算
均布荷载作用下,按简支梁计算挠度
由ωA=5ql4/384EI≤[ω]=l/250可得
ωA=5ql4/384EI=5×3.269×6004/(384×9000×2133334)=0.287mm
ωA=0.287mm﹤[ω]=l/250=600/250=2.4mm,挠度验算满足要求。
3、板底支架水平钢管计算
水平钢管有立杆支承,立杆间距1200mm,按三跨连续梁计算。
方木楞承受的均布荷载为3.269KN/m,方木楞的计算长度为600mm,两端另加100mm,则方木支承在水平钢管上的荷载为:
P=1/2×3.269×(0.6+0.1×2)=1.308KN
Φ48×3.5mm钢管:
抗弯强度fm=205N/mm2
截面抵抗矩W=5.08×103mm3
截面惯性矩I=12.19×104mm4
弹性模E=2.06×105N/mm2
水平钢管的计算长度l=1200mm
1)强度验算
集中荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Km=0.213
M=0.213×1.308×1.2=0.363KN.m
由σ=M/W可得:
σ=M/W=0.363×106/(5.08×103)=71.46N/mm2﹤fm=205N/mm2,强度验算满足要求。
2)挠度验算
集中荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得KW=1.615
由ωA=KWPl3/100EI≤[ω]=l/250可得
ωA=1.615×1.308×103×12003/(100×2.06×105×12.19×104)
=0.554mm
ωA=0.554mm﹤[ω]=l/250=1200/250=4.8mm,挠度验算满足要求。
3)扣件抗滑力计算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Kv=0.625+0.5=1.125,则
水平钢管传递至立杆的竖向作用力N=1.125×1.308×1.2=1.766KN
由JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5条R≤RC可得
R=N=1.766KN﹤RC=8KN,扣件抗滑力计算满足要求。
4、立杆稳定性验算
Φ48×3.5mm钢管:
抗压强度设计值f=205N/mm2
截面回转半径i=15.8mm截面积A=489mm2
立杆轴向力设计值:
取N=1.472+0.1505=1.623KN
支架立杆步距h=1.20m
立杆计算长度l0=h+2a=1.2+2×0.1=1.40m
λ=l0/i=1.40×103/15.8=89查表得φ=0.667
由σ=N/φA可得钢管立杆的最大应力计算值
σ=1.623×103/(0.667×489)=4.98N/mm2﹤f=205N/mm2,立杆稳定性验算满足要求。
二、梁模板及支架计算
本工程选取1#楼KL8(300×700mm)的模板支架进行设计计算。
1、模板支撑及构造参数:
梁截面宽:
B=0.3m、梁截面高D=0.7m
混凝土板厚:
110mm、立杆沿梁跨度方向间距La(m)=1.00
立杆上端伸出至模板支撑点长度a=0.10m
立杆步距h=1.20m、板底乘重立杆横向间距或排距lb=1.2m、
梁支撑架搭设高度H=3.5m。
梁两侧立杆间距(m):
0.60m
承重架支撑形式:
梁底支撑小愣垂直梁截面方向。
采用钢管类型:
Φ48×3.5mm钢管
立杆承重连接方式:
可调托座
2、荷载参数:
1)模板及支架自重0.5KN/㎡
2)新浇砼自重:
24KN/m3
3)钢筋自重:
框架梁:
1.5KN/m3
4)施工人员及施工设备的自重:
均布荷载取3KN/㎡,集中荷载取3KN。
5)振捣混凝土时产生的荷载:
水平板模取2.0KN/m2,
垂直面模板:
4.0KN/㎡,
6)倾倒混凝土时产生的荷载标准值:
取:
2.0KN/㎡
7)新浇砼对模板侧面的压力
β1=1.2β2=0.85V=3m/h
F=0.22×24×[200/(25+15)]×1.2×0.85×31/2=46.64KN/㎡
F=24×0.7=16.8KN/㎡
取较小值F=16.8KN/㎡
3、梁底模板计算
本工程选用18mm胶合板b=300mm,h=18mm,梁底板用80mm×100mm松木方楞垂直梁截面方向支撑,梁底板计算按单跨简支梁计算。
18mm厚竹胶合板:
抗弯强度fm=17N/mm2顺纹抗剪强度fv=1.5N/mm2
截面抵抗矩W=1/6×300×182=16200mm3
截面惯性矩I=1/12×300×183=145800mm4
弹性模E=4000N/mm2
计算跨度l=300-80=220mm
1)强度验算
作用于梁底板的均布荷载计算值为:
q=(0.5×0.3+24×0.3×0.7+1.5×0.3×0.7)×1.2+1.4×2×0.3=7.446KN/m
M=1/8ql2=1/8×7.446×0.222=0.045KN.m
由W≥M/fm可得:
截面所需的抵抗矩Wn=0.084×106/17=2647mm3﹤W=16200mm3,强度验算满足要求。
2)挠度验算
均布荷载作用下,按简支梁计算挠度
由ωA=5ql4/384EI≤[ω]=l/250可得
ωA=5ql4/384EI=5×7.446×2204/(384×4000×145800)=0.39mm
ωA=0.39mm﹤[ω]=l/250=220/250=0.88mm,挠度验算满足要求。
4、梁底方木楞计算
梁底板用2根50mm×80mm松木方楞垂直梁截面方向支撑,荷载通过方木楞传递至梁底水平钢管。
方木楞按均布荷载作用下三跨连续梁计算。
50mm×80mm方木楞(松木):
抗弯强度fm=13N/mm2顺纹抗剪强度fv=1.4N/mm2
截面抵抗矩W=1/6×50×802=53334mm3
截面惯性矩I=1/12×50×803=2133334mm4
弹性模E=9000N/mm2
方木楞承受的均布荷载:
7.446KN/m
方木楞的计算长度l=600mm
1)抗弯强度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Km=0.101,则
M=Kmql2=0.101×7.446×0.62=0.271KN.m
由W≥M/fm可得:
截面所需的抵抗矩Wn=0.271×106/13=20846mm3﹤W=53334mm3,抗弯强度验算满足要求。
2)抗剪强度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Kv=0.6+0.617=1.217
最大剪力V=Kvql=1.217×7.446×0.6=5.44KN
由σv=3V/2bh≤fv得
最大剪应力:
σv=3×5.44×103/(2×50×80)=2.04N/mm2>fv=1.4N/mm2,不满足
另选用80mm×100mm方木楞(松木):
fv=1.4N/mm2
σv=3×5.44×103/(2×80×100)=1.02N/mm2<fv=1.4N/mm2,抗剪强度验算满足要求。
3)挠度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得KW=0.990
由ωA=KWql4/100EI≤[ω]=l/250可得
ωA=0.990×7.446×6004/(100×9000×2133334)=0.497mm
ωA=0.497mm﹤[ω]=l/250=600/250=2.4mm,挠度验算满足要求。
5、梁侧模板计算
本工程选用18mm胶合板,用4根50mm×80mm松木方楞顺梁跨度向支撑,方木楞间距197mm,按照均布荷载作用下三跨连续梁计算。
18mm厚竹胶合板:
抗弯强度fm=17N/mm2顺纹抗剪强度fv=1.5N/mm2
截面抵抗矩W=1/6×197×182=10638mm3
截面惯性矩I=1/12×197×183=95742mm4
弹性模E=4000N/mm2
计算跨度l=197mm
1)强度验算
作用于梁侧板的均布荷载计算值为:
(取1m宽计算)q=1.2×16.8+1.4×4=25.76KN/m
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Km=0.101
M=Kmql2=0.101×25.76×0.1972=0.101KN.m
由W≥M/fm可得:
截面所需的抵抗矩Wn=0.101×106/17=5941mm3﹤W=10638mm3,强度验算满足要求。
2)挠度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得KW=0.677
由ωA=KWql4/100EI≤[ω]=l/250可得
ωA=KWql4/100EI=0.677×25.76×1974/(100×4000×95742)=0.686mm
ωA=0.686mm﹤[ω]=l/250=197/250=0.788mm,挠度验算满足要求。
6、梁侧模方木楞计算
梁侧模木方由梁两侧立杆支承,立杆间距600mm,按均布荷载作用下三跨连续梁计算。
50mm×80mm方木楞(松木):
抗弯强度fm=13N/mm2顺纹抗剪强度fv=1.4N/mm2
截面抵抗矩W=1/6×50×802=53334mm3
截面惯性矩I=1/12×50803=2133334mm4
弹性模E=9000N/mm2
一根方木楞承受的均布荷载:
(25.76×0.6)/4=3.864N/m
方木楞的计算长度l=600mm
1)抗弯强度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Km=0.101,则
M=Kmql2=0.101×3.864×0.62=0.140KN.m
由W≥M/fm可得:
截面所需的抵抗矩Wn=0.140×106/13=10769mm3﹤W=53334mm3,抗弯强度验算满足要求。
2)抗剪强度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得Kv=0.6+0.617=1.217
最大剪力V=Kvql=1.217×3.684×0.6=2.69KN
由σv=3V/2bh≤fv得
最大剪应力:
σv=3×2.69×103/(2×50×80)=1.005N/mm2<fv=1.4N/mm2,抗剪强度验算满足要求。
3)挠度验算
均布荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13得KW=0.990
由ωA=KWql4/100EI≤[ω]=l/250可得
ωA=0.990×3.684×6004/(100×9000×2133334)=0.246mm
ωA=0.246mm﹤[ω]=l/250=600/250=2.4mm,挠度验算满足要求。
7、梁底支架水平钢管计算
水平钢管由立杆支承,立杆间距600mm,按集中荷载作用简支梁计算。
方木楞支座的最大支座力为5.44KN,则传递到水平钢管上的集中荷载为:
P=5.44KN
Φ48×3.5mm钢管:
抗弯强度fm=205N/mm2
截面抵抗矩W=5.08×103mm3
截面惯性矩I=12.19×104mm4
弹性模E=2.06×105N/mm2
水平钢管的计算长度l=600mm
1)抗弯强度验算
集中荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-8
M=Pa=5.44×0.15=0.816KN.m
由σ=M/W可得:
σ=M/W=0.816×106/(5.08×103)=160.63N/mm2﹤fm=205N/mm2,抗弯强度验算满足要求。
2)挠度验算
集中荷载作用下,查(《建筑施工计算手册》江正荣编著)附表2-13
ω=Pa/6EI(3/4l2-a2)≤[ω]=l/250可得
ω=5.44×103×150/(6×2.06×105×12.19×104)×(0.75×6002-1502)=1.34mm
ωA=1.34mm﹤[ω]=l/250=600/250=2.4mm,挠度验算满足要求。
3)扣件抗滑力计算
集中荷载作用下,水平钢管传递至立杆的竖向作用力N=P=5.44KN
由JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5条R≤RC可得
R=N=5.44KN﹤RC=8KN,扣件抗滑力计算满足要求。
8、梁底支架立杆稳定性验算
Φ48×3.5mm钢管:
抗压强度设计值f=205N/mm2
截面回转半径i=15.8mm截面积A=489mm2
立杆轴向力设计值:
取N=5.44+0.1581=5.60KN
支架立杆步距h=1.20m
立杆计算长度l0=h+2a=1.2+2×0.1=1.40m
λ=l0/i=1.40×103/15.8=89查表得φ=0.667
由σ=N/φA可得钢管立杆的最大应力计算值
σ=5.60×103/(0.667×489)=16.92N/mm2﹤f=205N/mm2,立杆稳定性验算满足要求。
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