钢管架大.docx
- 文档编号:7089681
- 上传时间:2023-01-17
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:126.86KB
钢管架大.docx
《钢管架大.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢管架大.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
钢管架大
梁模板(扣件钢管架)计算书
条围农贸综合市场(柳泉商厦)1、2楼工程,地下一层板梁板模板钢管支撑取最大的梁KL-70计算该梁钢管支撑搭设方案。
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.45;梁截面高度D(m):
1.30;
混凝土板厚度(mm):
250.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):
0.55;
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):
0.55;
梁支撑架搭设高度H(m):
5.10;梁两侧立杆间距(m):
1.10;
承重架支撑形式:
梁底支撑小楞平行梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:
1;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式:
可调托座;
2.荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):
24.00;模板自重(kN/m2):
0.50;钢筋自重(kN/m3):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
17.8;
振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):
2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):
4.0;
3.材料参数
木材品种:
柏木;木材弹性模量E(N/mm2):
10000.0;
木材抗压强度设计值fc(N/mm):
16.0;
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;
面板材质:
胶合面板;面板厚度(mm):
20.00;
面板弹性模量E(N/mm2):
6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
4.梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):
80.0;梁底方木截面高度h(mm):
80.0;
梁底模板支撑的间距(mm):
300.0;
5.梁侧模板参数
次楞间距(mm):
450;主楞竖向根数:
4;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;穿梁螺栓水平间距(mm):
450;
主楞到梁底距离依次是:
30mm,250mm,450mm,650mm;
主楞材料:
圆钢管;
直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.50;
主楞合并根数:
2;
次楞材料:
木方;
宽度(mm):
80.00;高度(mm):
80.00;
次楞合并根数:
2;
二、梁侧模板荷载计算
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=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
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,取2.000h;
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0.750m;
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。
分别计算得17.848kN/m2、18.000kN/m2,取较小值17.848kN/m2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振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
材料抗弯强度验算公式如下:
σ=M/W 其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=105×2×2/6=70cm3; M--面板的最大弯矩(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); 按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算: Mmax=0.1q1l2+0.117q2l2 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=1.2×1.05×17.85×0.9=20.24kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2=1.4×1.05×4×0.9=5.292kN/m; 计算跨度: l=450mm; 面板的最大弯矩M=0.1×20.24×4502+0.117×5.292×4502=5.35×105N·mm; 面板的最大支座反力为: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×20.24×0.45+1.2×5.292×0.45=12.876kN; 经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ=5.35×105/7.00×104=7.6N/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=7.6N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.挠度验算 ν=0.677ql4/(100EI)≤l/250 q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q=20.24N/mm; l--计算跨度: l=450mm; E--面板材质的弹性模量: E=6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I=105×2×2×2/12=70cm4; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×20.24×4504/(100×6000×7.00×105)=1.338mm; 面板的最大容许挠度值: [ν]=l/250=450/250=1.8mm; 面板的最大挠度计算值ν=1.338mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.8mm,满足要求! 四、梁侧模板支撑的计算 1.次楞计算 次楞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。 次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q=12.876/(1.300-0.250)=12.263kN/m 本工程中,次楞采用木方,宽度80mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=2×8×8×8/6=170.67cm3; I=2×8×8×8×8/12=682.67cm4; E=10000.00N/mm2; 计算简图 剪力图(kN) 弯矩图(kN·m) 变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩M=0.981kN·m,最大支座反力R=12.103kN,最大变形ν=0.892mm (1)次楞强度验算 强度验算计算公式如下: σ=M/W<[f] 经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=9.81×105/1.71×105=5.7N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f]=17N/mm2; 次楞最大受弯应力计算值σ=5.7N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求! (2)次楞的挠度验算 次楞的最大容许挠度值: [ν]=400/400=1mm; 次楞的最大挠度计算值ν=0.892mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1mm,满足要求! 2.主楞计算 主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力12.103kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3.5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=2×5.078=10.16cm3; I=2×12.187=24.37cm4; E=206000.00N/mm2; 主楞计算简图 主楞计算剪力图(kN) 主楞计算弯矩图(kN·m) 主楞计算变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩M=0.953kN·m,最大支座反力R=13.918kN,最大变形ν=0.254mm (1)主楞抗弯强度验算 σ=M/W<[f] 经计算得到,主楞的受弯应力计算值: σ=9.53×105/1.02×104=93.8N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f]=205N/mm2; 主楞的受弯应力计算值σ=93.8N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求! (2)主楞的挠度验算 根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.254mm 主楞的最大容许挠度值: [ν]=450/400=1.125mm; 主楞的最大挠度计算值ν=0.254mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1.125mm,满足要求! 五、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。 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=450×20×20/6=3.00×104mm3; I=450×20×20×20/12=3.00×105mm4; 1.抗弯强度验算 按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ=M/W<[f] 新浇混凝土及钢筋荷载设计值: q1: 1.2×(24.00+1.50)×0.45×1.30×0.90=16.111kN/m; 模板结构自重荷载设计值: q2: 1.2×0.50×0.45×0.90=0.243kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×(2.00+2.00)×0.45×0.90=2.268kN/m; 最大弯矩计算公式如下: Mmax=0.1(q1+q2)l2+0.117q3l2=0.1×(16.111+0.243)×3002+0.117×2.268×3002=1.71×105N·mm; σ=Mmax/W=1.71×105/3.00×104=5.7N/mm2; 梁底模面板计算应力σ=5.7N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/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: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的压力线荷载: q=q1+q2=16.111+0.243=16.354kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l=300.00mm; E--面板的弹性模量: E=6000.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值: [ν]=300.00/250=1.200mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×16.354×3004/(100×6000×3.00×105)=0.498mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.498mm小于面板的最大允许挠度值: [ν]=1.2mm,满足要求! 六、梁底支撑木方的计算 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m): q1=1.2×[(24+1.5)×1.3×0.3+0.5×0.3×(2×1.05+0.45)/0.45]=12.954kN/m; (2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m): q2=1.4×(2+2)×0.3=1.68kN/m; 均布荷载设计值q=12.954+1.680=14.634kN/m; 梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递,其设计值: p=0.30×[1.2×0.25×24.00+1.4×(2.00+2.00)]×(1.10-0.45)/4=0.624kN 2.支撑方木验算 本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=8×8×8/6=8.53×101cm3; I=8×8×8×8/12=3.41×102cm4; E=10000N/mm2; 计算简图及内力、变形图如下: 简图(kN·m) 剪力图(kN) 弯矩图(kN·m) 变形图(mm) 方木的支座力: N1=N3=0.383kN; N2=7.068kN; 最大弯矩: M=0.300kN·m 最大剪力: V=3.534kN 方木最大正应力计算值: σ=M/W=0.3×106/8.53×104=3.5N/mm2; 方木最大剪应力计算值: τ=3V/(2bh0)=3×3.534×1000/(2×80×80)=0.828N/mm2; 方木的最大挠度: ν=0.276mm; 方木的允许挠度: [ν]=1.1×103/2/250=2.2mm; 方木最大应力计算值3.520N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足要求! 方木受剪应力计算值0.828N/mm2小于方木抗剪强度设计值[fv]=1.700N/mm2,满足要求! 方木的最大挠度ν=0.276mm小于方木的最大允许挠度[ν]=2.200mm,满足要求! 七、梁跨度方向托梁的计算 作用于托梁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。 托梁采用: 木方: 80×80mm; W=85.333cm3; I=341.333cm4; 1.梁两侧托梁的强度计算 托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=0.383kN. 托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kN·m) 托梁计算变形图(mm) 托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩Mmax=0.044kN·m; 最大变形νmax=0.025mm; 最大支座力Rmax=0.792kN; 最大应力σ=M/W=0.044×106/(85.333×103)=0.5N/mm2; 托梁的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2; 托梁的最大应力计算值0.5N/mm2小于托梁的抗弯强度设计值17N/mm2,满足要求! 托梁的最大挠度νmax=0.025mm小于550/250,满足要求! 2.梁底托梁的强度计算 托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=7.068kN. 托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kN·m) 托梁计算变形图(mm) 托梁计算剪力图(kN) 最大弯矩Mmax=0.806kN·m; 最大变形νmax=0.468mm; 最大支座力Rmax=14.635kN; 最大应力σ=M/W=0.806×106/(85.333×103)=9.4N/mm2; 托梁的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2; 托梁的最大应力计算值9.4N/mm2小于托梁的抗弯强度设计值17N/mm2,满足要求! 托梁的最大挠度νmax=0.468mm小于550/150与10mm,满足要求! 八、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA)≤[f] 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: 纵向钢管的最大支座反力: N1=0.792kN; 脚手架钢管的自重: N2=1.2×0.129×5.1=0.79kN; N=N1+N2=0.792+0.79=1.582kN; 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=1.58; 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; 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); 根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a, 为安全计,取二者间的大值,即: lo=Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.976m; k--计算长度附加系数,取值为: 1.167; μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=1.7; a--立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.1m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i=2975.85/15.8=188; 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=0.203; 钢管立杆受压应力计算值;σ=1582.369/(0.203×489)=15.9N/mm2; 钢管立杆稳定性计算σ=15.9N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求! 2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算 其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括: 纵向钢管的最大支座反力: N1=14.635kN; 脚手架钢管的自重: N2=1.2×0.129×(5.1-1.3)=0.79kN; N=N1+N2=14.635+0.589=15.224kN; 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=1.58; 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; 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); 根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a, 为安全计,取二者间的大值,即: lo=Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.976m; k--计算长度附加系数,取值为: 1.167; μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=1.7; a--立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.1m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i=2975.85/15.8=188; 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=0.203; 钢管立杆受压应力计算值;σ=15223.959/(0.203×489)=153.4N/mm2; 钢管立杆稳定性计算σ=153.4N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求! 考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算 lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.004×(1.5+0.1×2)=1.992m; k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167; k2--计算长度附加系数,h+2a=1.7按照表2取值1.004; lo/i=1991.836/15.8=126; 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=0.417; 钢管立杆的最大应力计算值;σ=15223.959/(0.417×489)=74.7N/mm2; 钢管立杆稳定性计算σ=74.7N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,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。 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》 九、梁模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验] 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,但只宜在一个方向变距、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。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢管