梁木模板与支撑计算书.docx
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梁木模板与支撑计算书.docx
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梁木模板与支撑计算书
梁木模板与支撑计算书(1500×300)
3.1梁模板基本参数
梁截面宽度B=300mm,
梁截面高度H=1500mm,
H方向对拉螺栓2道,对拉螺栓直径20mm,
对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离(即计算跨度)600mm。
梁模板使用的方木截面80×100mm,
梁模板截面底部方木距离300mm,梁模板截面侧面方木距离300mm。
梁底模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
梁侧模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
3.2梁模板荷载标准值计算
模板自重=0.340kN/m2;
钢筋自重=1.500kN/m3;
混凝土自重=24.000kN/m3;
施工荷载标准值=2.500kN/m2。
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。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
——混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取4.000h;
T——混凝土的入模温度,取20.000℃;
V——混凝土的浇筑速度,取2.500m/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1.200m;
1——外加剂影响修正系数,取1.000;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=28.380kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=28.380kN/m2
倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。
3.3梁模板底模计算
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=30.00×1.80×1.80/6=16.20cm3;
I=30.00×1.80×1.80×1.80/12=14.58cm4;
梁底模板面板按照三跨度连续梁计算,计算简图如下
梁底模面板计算简图
1.强度计算
强度计算公式要求:
=M/W<[f]
其中
——梁底模板的强度计算值(N/mm2);
M——计算的最大弯矩(kN.m);
q——作用在梁底模板的均布荷载(kN/m);
q=1.2×[0.34×0.30+24.00×0.30×1.50+1.50×0.30×1.50]
+1.4×2.50×0.30=14.94kN/m
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×14.942×0.3002=-0.134kN.m
=0.134×106/16200.0=8.301N/mm2
梁底模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
2.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]
其中最大剪力Q=0.6×0.300×14.942=2.690kN
截面抗剪强度计算值T=3×2690/(2×300×18)=0.747N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
3.挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中q=0.34×0.30+24.00×0.30×1.50+1.50×0.30×1.50=11.577N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v=0.677×11.577×300.04/(100×6000.00×145800.0)=0.726mm
梁底模板的挠度计算值:
v=0.726mm小于[v]=300/250,满足要求!
3.4梁模板底方木计算
梁底方木的高度H=100mm;
梁底方木的宽度B=80mm;
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3;
I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4;
梁底方木按照按照集中荷载作用的简支梁计算,计算简图如下
图梁底方木计算简图
1.强度计算
强度计算公式要求:
=M/W<[f]
其中
——梁底方木的强度计算值(N/mm2);
M——计算的最大弯矩(kN.m);
P——作用在梁底方木的集中荷载(kN/m);
P={1.2×[0.34×(0.30+2×1.50)+24.00×0.30×1.50+1.50×0.30×1.50]
+1.4×2.50×0.30}×0.30=4.850kN
最大弯矩计算公式如下:
其中L——梁底方木的跨度,L=300+2×300=900mm
M=4.850×900.000/4/1000=1.091kN.m
=1.091×106/133333.3=8.184N/mm2
梁底方木计算强度小于13.00N/mm2,满足要求!
2.抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.5P
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.5×4.850=2.425kN
截面抗剪强度计算值T=3×2425/(2×80×100)=0.455N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
梁底方木抗剪强度计算满足要求!
3.挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中P=[0.34×(0.30+2×1.50)+24.00×0.30×1.50+1.50×0.30×1.50]×0.30=3.779kN
最大挠度
v=3779.101×900.03/(48×9500.00×6666667.0)=0.906mm
梁底方木的挠度计算值:
v=0.906mm小于[v]=900/250,满足要求!
3.5梁模板侧模计算
梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下
图梁侧模板计算简图
1.强度计算
强度计算公式要求:
=M/W<[f]
其中
——梁侧模板的强度计算值(N/mm2);
M——计算的最大弯矩(kN.m);
q——作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm);
q=(1.2×28.38+1.4×6.00)×1.50=63.684N/mm
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×63.684×0.3002=-0.573kN.m
=0.573×106/81000.0=7.076N/mm2
梁侧模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
2.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]
其中最大剪力Q=0.6×0.300×63.684=11.463kN
截面抗剪强度计算值T=3×11463/(2×1500×18)=0.637N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
3.挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中q=28.38×1.50=42.57N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v=0.677×42.570×300.04/(100×6000.00×729000.1)=0.534mm
梁侧模板的挠度计算值:
v=0.534mm小于[v]=300/250,满足要求!
3.6穿梁螺栓计算
计算公式:
N<[N]=fA
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;
穿梁螺栓承受最大拉力N=(1.2×28.38+1.4×6.00)×1.50×0.60/2=19.11kN
穿梁螺栓直径为20mm;
穿梁螺栓有效直径为17.7mm;
穿梁螺栓有效面积为A=244.800mm2;
穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=41.616kN;
穿梁螺栓承受拉力最大值为N=19.105kN;
穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距600mm。
每个截面布置2道穿梁螺栓。
穿梁螺栓强度满足要求!
3.7梁模板扣件钢管高支撑架计算
高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架,对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏,使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。
本计算书还参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》,供脚手架设计人员参考。
模板支架搭设高度为3.9米,
基本尺寸为:
梁截面B×D=300mm×1500mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.00米,立杆的步距h=1.50米,
梁底增加1道承重立杆。
梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为
48×3.5。
3.7.1梁底支撑的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×1.500×1.000=37.500kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×1.000×(2×1.500+0.300)/0.300=3.850kN/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):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.300×1.000=1.350kN
2.方木楞的支撑力计算:
均布荷载q=1.2×37.500+1.2×3.850=49.620kN/m
集中荷载P=1.4×1.350=1.890kN
方木计算简图
经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为
N1=2.797kN
N2=11.181kN
N3=2.797kN
方木按照三跨连续梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3;
I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4;
方木强度计算
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=11.181/1.000=11.181kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×11.18×1.00×1.00=1.118kN.m
截面应力
=1.118×106/133333.3=8.39N/mm2
方木的计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
方木抗剪计算
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]
其中最大剪力Q=0.6×1.000×11.181=6.709kN
截面抗剪强度计算值T=3×6709/(2×80×100)=1.258N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
方木的抗剪强度计算满足要求!
方木挠度计算
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:
最大变形v=0.677×9.318×1000.04/(100×9500.00×6666667.0)=0.996mm
方木的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!
3.支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照连续梁的计算如下
计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
支座反力RA=RB=0.02kN中间支座最大反力Rmax=16.25kN
最大弯矩Mmax=0.431kN.m
最大变形vmax=0.263mm
截面应力
=0.431×106/5080.0=84.785N/mm2
支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.7.2梁底纵向钢管计算
纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。
3.7.3扣件抗滑移的计算:
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8.0kN;
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,R=16.25kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
3.7.4立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力N1=16.25kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×3.900=0.604kN
N=16.254+0.604+0.000=16.858kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.58
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.89
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=5.08
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.163;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.30m;
公式
(1)的计算结果:
=167.99N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=89.21N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.000;
公式(3)的计算结果:
=117.17N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
表1模板支架计算长度附加系数k1
———————————————————————————————————————
步距h(m)h≤0.90.9 k11.2431.1851.1671.163 ——————————————————————————————————————— 表2模板支架计算长度附加系数k2 ————————————————————————————————————————— H(m)46810121416182025303540 h+2a或u1h(m) 1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.173 1.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.0921.1111.1291.149 1.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.132 1.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.123 1.801.01.0071.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.111 1.921.01.0071.0121.0181.0241.0301.0351.0421.0481.0621.0761.0901.104 2.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.101 2.251.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0571.0701.0811.094 2.701.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0531.0661.0781.091 ————————————————————————————————————————————————— 以上表参照杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》 3.7.5梁模板高支撑架的构造和施工要求 除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容: 1.模板支架的构造要求: a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆; b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度; c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,宜在一个方向变距、而另一个方向不变。 2.立杆步距的设计: a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置; b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多; c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。 3.整体性构造层的设计: a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3; c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层; d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。 4.剪刀撑的设计: a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑; b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。 5.顶部支撑点的设计: a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm; c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。 6.支撑架搭设的要求: a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置; b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求; c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的; d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 7.施工使用的要求: a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式; b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放; c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。
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