梁底模板受力分析.docx
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梁底模板受力分析.docx
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梁底模板受力分析
梁模板计算书
发生工程;属于框架结构;地上0层;地下0层;建筑高度:
0.00m;标准层层高:
0.00m;总建筑面积:
0.00平方米;总工期:
0天;施工单位:
。
本工程由投资建设,设计,地质勘察,监理,组织施工;由担任项目经理,担任技术负责人。
高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
梁段丄1
单位:
(mm
600
J1000
断面圏侧面图
钢菅支撵平行于葉截面
4.梁底模板参数
梁底模板支撑的间距(mm):
300.0;
面板厚度(mm):
50.0;
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞根数:
4;
穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
穿梁螺栓竖向根数:
2;
穿梁螺栓竖向距板底的距离为:
200mn,-200mm
穿梁螺栓直径(mm):
M14
主楞龙骨材料:
钢楞;
截面类型为圆钢管48X3.5;
主楞合并根数:
2;
次楞龙骨材料:
木楞,,宽度50mm高度100mm
二、梁模板荷载标准值计算
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。
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F"叱隔西F=rH
其中丫--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20.000C;
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
0.750m;
(31--外加剂影响修正系数,取1.200;
B2--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;
分别为50.994kN/m2、18.000kN/ny,取较小值18.000kN/mf作为本工
程计算荷载。
三、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。
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。
次楞(内龙骨)的根数为4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
q
卩i
F1
P1
|200
200
L200L
r4
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
M.
(T=—— 其中,(T--面板的弯曲应力计算值(N/mm); M--面板的最大弯距(N.mm); W--面板的净截面抵抗矩,W=50x5X5/6=208.33cm3; [f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm); 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=1.2x0.5x18x 0.85=9.18kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2=1.4x0.5x2x 0.85=1.19kN/m; q=q1+q2=9.180+1.190=10.370kN/m; 计算跨度(内楞间距): l=199.67mm; 面板的最大弯距M=0.1x10.37x199.6672=4.13x104N.mm 经计算得到,面板的受弯应力计算值: (T=4.13x104/2.08x 105=0.198N/mm; 面板的抗弯强度设计值: [f]=205N/mm 面板的受弯应力计算值(T=0.198N/mm小于面板的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求! 2.挠度验算 q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q二18X0.5=9N/mm I--计算跨度(内楞间距): l=199.67mm; E--面板材质的弹性模量: E=210000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I二50x5X5X5/12=520.83cm4; 面板的最大挠度计算值: 3=0.677x9x199.674/(100x210000X 5.21x106)=0mm; 面板的最大容许挠度值: [3]=I/250=199.667/250=0.799mm; 面板的最大挠度计算值3=0mm小于面板的最大容许挠度值 [3]=0.799mm,满足要求! 四、梁侧模板内外楞的计算 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1根木楞,截面宽度50mm截面高度100mm截面惯性矩I和截面抵抗矩V分别为: W=50x1002x1/6=83.33cm3; 34 I=50x100x1/12=416.67cm; 内楞计算简图 (1).内楞强度验算 强度验算计算公式如下: M. (T=—— W 其中,(T--内楞弯曲应力计算值(N/mm); M--内楞的最大弯距(N.mm); W--内楞的净截面抵抗矩; [f]--内楞的强度设计值(N/mm)。 按以下公式计算内楞跨中弯矩: M=QAql2 其中,作用在内楞的荷载,q二(1.2x18X0.85+1.4x2X0.85)X 0.2=4.14kN/m; 内楞计算跨度(外楞间距): l=500mm; 、,25 内楞的最大弯距: M=0.1X4.14X500.00=1.04x10N.mm最大支座力: R=1.1X4.141X0.5=2.278kN; 经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值(T=1.04X105/8.33X104= 2 1.242N/mm; 内楞的抗弯强度设计值: [f]=17N/mm2; 内楞最大受弯应力计算值(T=1.242N/mm小于内楞的抗弯强度设 计值[f]=17N/mm2,满足要求! (2).内楞的挠度验算 其中E--面板材质的弹性模量: 10000N/mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q=18.00X0.20= 3.59N/mm; l--计算跨度(外楞间距): I二500mm; 64 I--面板的截面惯性矩: I二8.33X10mm; 内楞的最大挠度计算值: 3=0.677X3.59x5004/(100x10000X8.33x106)=0.018mm; 内楞的最大容许挠度值: [3]=500/250=2mm; 内楞的最大挠度计算值 3=0.018mm小于内楞的最大容许挠度值 [3]=2mm满足要求! 2.外楞计算 夕卜楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力2.278kN,按照集中荷载作用下的连续梁计算。 本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩V分别为: 截面类型为圆钢管48X3.5; 外钢楞截面抵抗矩W=10.16cm3; 外钢楞截面惯性矩I二24.38cm4; r彳 r彳 r r*i i1 J L创oi L-599 r彳 外楞计算简图 外楞弯矩图(kN.m) 外楞变形图(mm) (1).外楞抗弯强度验算 M. (7- W 其中(T- -外楞受弯应力计算值(N/mm) M-- 外楞的最大弯距(N.mm); W-- 外楞的净截面抵抗矩; [f]-- 外楞的强度设计值(N/mm)。 根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=2.274kN.m 外楞最大计算跨度: l=599mm; 经计算得到,外楞的受弯应力计算值: (T=2.27x106/1.02x104= 223.799N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f]=205N/mm2; 外楞的强度计算值(T=223.799N/mmi大于外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,不满足要求! 建议增大外楞的截面尺寸,减小穿梁螺栓的间距,或者外楞合并根数! (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2.338mm 外楞的最大容许挠度值: [3]=599/400=1.498mm; 外楞的最大挠度计算值3=2.338mm大于外楞的最大容许挠度值 [3]=1.498mm,不满足要求! 建议增大外楞的截面尺寸,减小穿梁螺栓的间距,或者外楞合并根数! 五、穿梁螺栓的计算 验算公式如下: N<[N]=fxA 其中N--穿梁螺栓所受的拉力; A--穿梁螺栓有效面积(mm2); 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: 14mm; 穿梁螺栓有效直径: 11.55mm; 穿梁螺栓有效面积: A=105mm2; 穿梁螺栓所受的最大拉力: N=18X0.5X0.499=4.491kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N]=170X105/1000=17.85kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力N=4.491kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,满足要求! 六、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V分别为: 53 V=400X50X50/6=1.67X105mm3; I=400X50X50X50/12=4.17X106mm4; 1.抗弯强度验算 按以下公式进行面板抗弯强度验算: 其中,(T--梁底模板的弯曲应力计算值(N/mn2); M--计算的最大弯矩(kN.m); I--计算跨度(梁底支撑间距): l=300.00mm; 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: qi: 1.2x(24.00+1.50)x0.40x0.60x0.85=6.24kN/m; 模板结构自重荷载: q2: 1.2x0.35x0.40x0.85=0.14kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4x2.00x0.40x0.85=0.95kN/m; q=q1+q2+q3=6.24+0.14+0.95=7.34kN/m 跨中弯矩计算公式如下 Max=0.10x7.337x0.32=0.066kN.m; (T=0.066x106/1.67x105=0.396N/mni; 梁底模面板计算应力(T=0.396N/mm2小于梁底模面板的抗压强度 设计值[f]=205N/mm2,满足要求! 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: 10QE7 其中,q--作用在模板上的压力线荷载: q=((24.0+1.50)x0.600+0.35)x0.40=6.26KN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l=300.00mm; E--面板的弹性模量: E=210000.0N/mm; 面板的最大允许挠度值: [3]=300.00/250=1.200mm; 面板的最大挠度计算值: 3=0.677X6.26x3004/(100x210000X 6 4.17x10)=0mm; 面板的最大挠度计算值: 3=0mm小于面板的最大允许挠度值: [3] =300/250=1.2mm,满足要求! 七、梁底支撑钢管的计算 1.荷载的计算: (1)钢筋混凝土梁自重(kN): q1=(24+1.5)x0.4x0.6x0.3=1.836kN; (2)模板的自重荷载(kN): q2=0.35x0.3x(2x0.6+0.4)=0.168kN; (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): 经计算得到,活荷载标准值P1=(2.5+2)x0.4x0.3=0.54kN; q=(1.2x(1.836x0.168)+1.4x0.54)/0.4=7.902kN/m 3.支撑钢管的强度验算: 按照均布荷载作用下的简支梁计算 均布荷载,q=7.902kN/m; 计算简图如下 HTnfmrn 支撑钢管按照简支梁的计算公式 M=0.125qcl(2-c/l) Q=0.5qc 经过简支梁的计算得到 钢管最大弯矩 Mma>=0.125x7.902x0.4x0.6x(2-0.4/0.6)=0.316 kN.m; 钢管最大应力 (T=316080/5080=62.22N/mm2; 钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm 水平钢管的最大应力计算值62.22N/mm2小于水平钢管的抗压强度 设计值205.0N/mm2,满足要求! 钢管支座反力Ra=Rb=0.5x7.902x0.4=1.58kN; 八、梁底纵向钢管计算 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,通过方 木的集中荷载传递。 1.梁两侧支撑钢管的强度计算: 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=1.58KN. ] fI 1111 卩1勺 Ji pppppppppp p 100010001000 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN.m) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩Mmax=0.532kN.m; 最大变形Vmax=1.36mm; 最大支座力Rmax=5.748kN; 最大应力(T=0.532x106/(5.08x103)=104.725N/mm2; 支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2; 支撑钢管的最大应力计算值104.725N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度Vmax=1.36m小于1000/150与10mm,满足要求! 九、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525): R 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=0kN; R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 十、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: 横杆的最大支座反力: N1=5.748kN; 脚手架钢管的自重: N2=1.2X0.129X3=0.465kN; 楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2X(1.00/2+(0.60-0.40)/2) X1.00X0.35=0.252kN; 楼板钢筋混凝土自重荷载: N4=1.2X(1.00/2+(0.60-0.40)/2)X1.00X0.001X (1.50+24.00)=0.018kN; N=5.748+0.465+0.252+0.018=6.483kN; ©--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Io/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; (T--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; Io--计算长度(m); 如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 (1) o=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=kiuh=1.155x1.7x1.5=2.945m; Lo/i=2945.25/15.8=186; 由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数©= 0.207; 钢管立杆受压应力计算值;(T=6482.656/(0.207x489)=64.043 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算(T=64.043N/mm小于钢管立杆抗压强度的设 计值[f]=205N/mm2,满足要求! 十一、结论和建议: 1.外楞的强度计算值(T=223.799N/mnf大于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,不满足要求! 建议增大外楞的截面尺寸,减小穿梁螺栓的间距,或者外楞合并根数! 2.外楞的最大挠度计算值3=2.338mm大于外楞的最大容许挠度值 [3]=1.498mm,不满足要求! 建议增大外楞的截面尺寸,减小穿梁螺栓的间距,或者外楞合并根数!
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