地铁车站主体结构模板支架计算书.docx
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地铁车站主体结构模板支架计算书
计算书
1模板配置概况表
模板支架配置表
部位
面板(mm)
次楞(mm)
主楞(mm)
支撑(mm)
中板(0.4m)
18胶合板
85×85方木,间距300
[8槽钢或120×120方木,间距900
Φ48×3.5碗扣架
900×900×1200布置
顶板(0.8m)
18胶合板
85×85方木,间距300
[8槽钢或120×120方木,间距600
Φ48×3.5碗扣架
600×900×1200布置
中板梁(0.9×1.0m)
梁底模板
18胶合板
85×85方木,间距150
[8槽钢或120×120方木,间距300
Φ48×3.5碗扣架
300×900×1200布置
梁侧模版
18胶合板
85×85方木,间距300
竖向Φ48×3.5钢管,间距为300;对拉螺栓,纵向600,竖向300;斜撑钢管间距300
顶板梁(1.2×1.8m)
梁底模板
18胶合板
85×85方木,间距150
[8槽钢或120×120方木,间距300
Φ48×3.5碗扣架
300×900×1200布置
梁侧模版
18胶合板
85×85方木,间距300
竖向Φ48×3.5钢管,间距为300;对拉螺栓,纵向600,竖向300;斜撑钢管间距300
侧墙(0.7m),高5.05m,6.19m,
18胶合板
85×85方木,间距200
[10槽钢,间距600
Φ48×3.5碗扣架水平撑,竖向间距600
6钢板
[8槽钢,间距300
双[10槽钢,间距900(100,400,600)
三角架
柱
18胶合板
100×100方木间距200
双[10槽钢,间距750
Φ48钢管,间距250
2材料的物理力学性能指标及计算依据
2.1材料的物理力学性能指标
1)材料的物理力学性能指标
1碗扣支架钢管截面特性
根据JGJ166-2008规范表5.1.6、5.1.7采用:
外径
,壁厚t=3.5mm,按壁厚3.0mm计算。
截面积A=4.24cm2,自重q=33.1N/m,抗拉、抗弯抗压强度设计值f=205N/mm2,抗剪强度设计值fv=125N/mm2,弹性模量E=2.06×105N/mm2。
回转半径i=1.59cm,截面模量W=4.49cm3,截面惯性矩I=10.78cm4。
2方木
根据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)附录A3.1-3木材的强度设计值和弹性模量采用;
方木采用红皮云杉,弹性模量E=9000N/mm2,抗弯强度设计值f=13N/mm2,承压强度设计值f=10N/mm2,顺纹抗拉强度设计值fm=8.0N/mm2,顺纹抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2。
截面尺寸85mm×85mm,惯性矩I=bh3/12=4.350×10-6m4,抗弯截面模量W=bh2/6=1.024×10-4m3,静矩S=bh2/8=7.677×10-5m3
截面尺寸100mm×100mm,惯性矩I=bh3/12=8.333×10-6m4,抗弯截面模量W=bh2/6=1.667×10-4m3,静矩S=bh2/8=1.250×10-4m3
截面尺寸120mm×120mm,惯性矩I=bh3/12=1.728×10-5m4,抗弯截面模量W=bh2/6=2.88×10-4m3,静矩S=bh2/8=2.16×10-4m3
3木胶合板(参照产品试验性能参数)
模板采用胶合面板,规格2440mm×1220mm×18mm
抗弯强度设计值f=11.5N/mm2,承压抗拉强度设计值fm=8.0N/mm2,抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2,弹性模量E=6000N/mm2;
取1m宽模板,
惯性矩:
I=bh3/12=1000×183/12=4.86×10-7m4;
模板的截面抵抗矩为:
w=bh2/6=1000×182/6=5.40×10-5m3;
静矩:
S=bh2/8=1000×182/8=4.05×10-5m3;
4钢模板面板
钢模板采用大模板,面板为6mm厚Q235A钢板,规格2m×3m。
抗弯拉、压强度设计值f=215N/mm2,抗剪强度设计值f=125N/mm2
弹性模量E=N/mm2。
取1m宽,截面积A=6000mm2,惯性矩I=1.8×10-8m4;截面模量W=6×10-6m3;静矩S=4.5×10-6m3
5钢背楞
竖肋、横肋和边肋均采用[8普通型热轧槽钢;背楞采用2[10普通型热轧槽钢。
[80×43槽钢的截面积A=1024mm2,惯性矩I=1.013×106mm4,截面模量W=2.53×104mm3。
[100×48槽钢的截面积A=1274mm2,惯性矩I=1.983×106mm4,截面模量W=3.97×104mm3。
2.2计算依据
1)《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008);
2)《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008);
3)《建筑施工手册》(2003年第四版)
4)《建筑施工计算手册》(江正荣等编·中国建筑工业出版社·2004年9月)。
3荷载计算
本模板支架工程在框架结构底板施工完成的前提下进行,支架立杆直接支承在框架结构钢筋混凝土底板上,检算中不进行立杆地基承载力计算。
1)模板及支撑架自重标准值Q1(取为单位面积上的荷载)
本工程明挖段主体结构支架高度小于10m,根据JGJ166-2008规范4.2.4条“1……10m以下的支撑架可不计算架体自重;……”,故荷载计算中无需计算支架自重,模板自重标准值(竹、木胶合板)查表4.2.4为0.30kN/m2。
①模板自重标准值:
Q竹胶板=1.02g/cm3×1.8cm=1.836g/cm2=0.184kN/m2
②方木次楞自重标准值:
Q方木=1.5g/cm3×100cm×10cm×10cm/(100cm×30cm)
=0.5kN/m2
③槽钢主楞自重标准值:
Q槽钢=80N/m×1/0.6m=0.133kN/m2
Q竹胶板+Q方木+Q钢管=0.133kN/m2+0.5kN/m2+0.184kN/m2=0.82kN/m2>0.30kN/m2,则取模板自重标准值为:
Q1=0.82kN/m2,分项系数取1.2。
2)混凝土自重(包括钢筋)标准值Q2(取为单位面积上的荷载)
根据dJGJ166-2008规范4.2.4条:
2……普通钢筋混凝土可采用25kN/m3……”,则Q2=25kN/m3
①顶板按结构顶板800mm厚计算,则
Q2=25kN/m3×0.8m=20kN/m2,分项系数取1.2。
顶板按区间明挖段结构顶板最厚部分1100mm厚计算,则
Q2=25kN/m3×1.1m=27.5kN/m2,分项系数取1.2。
②中板按结构中板400mm厚计算,则
Q2=25kN/m3×0.4m=10kN/m2,分项系数取1.2。
③纵梁按梁高1800mm(最大纵梁高)计算,则
Q2=25kN/m3×1.8m=45kN/m2,分项系数取1.2。
3)施工人员及设备荷载标准值Q3
根据JGJ166-2008规范4.2.5条:
Q3=1.0kN/m2,分项系数取1.4。
4)浇注和振捣混凝土产生的荷载标准值Q4
根据JGJ166-2008规范4.2.5条:
Q4=1.0kN/m2,分项系数取1.4。
5)新浇混凝土侧压力F
根据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)4.1.1规定,当采用内部振捣器时,新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力标准值(G4k),可按下列公式计算,并取其中的较小值:
F1=0.22γc×t0×β1×β2×V1/2=0.22×25×6×1.2×1.15×1.21/2=50kN/m2
F──新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2);
γc——混凝土容重25kN/m3t0——砼初凝时间6h
β1——外加剂影响修正系数,当使用具有缓凝作用的外加剂时为1.2
β2——坍落度影响修正系数,取1.15
V——浇筑升高速度,取1.2m/h
F2=γcH
H──混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m)
F2=5.56×25=139kN/m2
F1《F2取F1
最大压头h=F/γc=50.0/25=2m(从墙、柱顶向下压力逐渐增加到2m达到最大,2m以下为最大值均布不变),计算时取Q=50kN/m2。
4支架立杆检算
按“JGJ166-2008”规范4.4.1要求,模板支架立杆承载力计算荷载组合为永久荷载+可变荷载(不包括风荷载)或永久荷载+0.9(可变荷载+风荷载),由于本工程是地下基坑内框架结构内支撑工程,不考虑风荷载,荷载组合按照永久荷载+可变荷载(不包括风荷载)进行计算,主要验算立杆的承载力。
验算顶板按和平医院站顶板混凝土厚处800mm,最大支架高度(7.63m),立杆间距900mm(纵)×600mm(横)布置,步距为1200mm。
验算梁板组合按顶纵梁梁高1800mm(最大梁高),立杆间距900mm(纵)×300mm(横)布置,步距为1200mm。
4.1顶板厚度800mm,立杆间距900mm×600mm,步距1200mm
(1)荷载组合(单肢立杆)
N=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]LxLy(JGJ166-2008,5.6.2-1)
=[1.2×(0.82+20)+1.4×(1.0+1.0)]×0.9×0.6=15.003kN
式中Lx—单肢立杆的纵向间距(m),Ly—单肢立杆的横向间距(m)
(2)立杆承载力计算
本方案中钢管的步距为h=1200mm,根据JGJ166-2008规范5.6.3“2……应按l0=h+2a计算,a为立杆伸出顶层水平杆长度。
”则立杆计算长度
l0=h+2a=1200mm+2×700mm=2600mm
回转半径查JGJ166-2008规范“表5.1.7钢管截面特性”i=15.9mm
长细比:
λ=l0/i=2600mm/15.9mm=163.5
取λ=163.5mm,查JGJ166-2008规范附录E“Q235A级钢管轴心受压构件的稳定系数”得φ=0.2635
根据JGJ166-2008,5.3.3-2得
N=15.003kN≤φAf=0.2635×424mm2×205N/mm2=22.9kN(可行)
式中φ——轴心受压杆件稳定系数,按长细比查JGJ166-2008规范附录E采用;A——立杆横截面面积(mm2);f——钢材的抗拉、抗弯、抗压强度设计值,按JGJ166-2008规范表5.1.6采用。
4.2中板厚度400mm,立杆间距900mm×900mm,步距1200mm
(1)荷载组合(单肢立杆)
N=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]LxLy(JGJ166-2008,5.6.2-1)
=[1.2×(0.82+10)+1.4×(1.0+1.0)]×0.9×0.9=12.18kN
式中Lx—单肢立杆的纵向间距(m),Ly—单肢立杆的横向间距(m)
(2)立杆承载力计算
本方案中钢管的步距为h=1200mm,根据JGJ166-2008规范5.6.3“2……应按l0=h+2a计算,a为立杆伸出顶层水平杆长度。
”则立杆计算长度
l0=h+2a=1200mm+2×700mm=2600mm
回转半径查JGJ166-2008规范“表5.1.7钢管截面特性”i=15.9mm
长细比:
λ=l0/i=2600mm/15.9mm=163.5
取λ=163.5mm,查JGJ166-2008规范附录E“Q235A级钢管轴心受压构件的稳定系数”得φ=0.259
根据JGJ166-2008,5.3.3-2得
N=12.18kN≤0.259×424mm2×205N/mm2=22.5kN(可行)
式中φ——轴心受压杆件稳定系数,按长细比查JGJ166-2008规范附录E采用;A——立杆横截面面积(mm2);f——钢材的抗拉、抗弯、抗压强度设计值,按JGJ166-2008规范表5.1.6采用。
4.3顶纵梁厚度1800mm,立杆间距900mm×300mm
(1)荷载组合(单肢立杆)
N=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]LxLy(JGJ166-2008,5.6.2-1)
=[1.2×(0.82+45)+1.4×(1.0+1.0)]×0.9×0.3=15.60kN
式中Lx—单肢立杆的纵向间距(m),Ly—单肢立杆的横向间距(m)
(2)立杆承载力计算
本方案中钢管的步距为h=1200mm,根据JGJ166-2008规范5.6.3“2……应按l0=h+2a计算,a为立杆伸出顶层水平杆长度。
”则立杆计算长度
l0=h+2a=1200mm+2×700mm=2600mm
回转半径查JGJ166-2008规范“表5.1.7钢管截面特性”i=15.9mm
长细比:
λ=l0/i=2600mm/15.8mm=163.5
取λ=163.5mm,查JGJ166-2008规范附录E“Q235A级钢管轴心受压构件的稳定系数”得φ=0.259
根据JGJ166-2008,5.3.3-2得
N=15.60kN≤φAf=0.259×424mm2×205N/mm2=22.5kN(可行)
式中φ——轴心受压杆件稳定系数,按长细比查JGJ166-2008规范附录E采用;A——立杆横截面面积(mm2);f——刚才的抗拉、抗弯、抗压强度设计值,按JGJ166-2008规范表5.1.6采用。
5支架顶主楞及次楞计算
主楞采用[8槽钢,设于立杆顶端顶托内,次楞采用85mm×85mm方木。
由于工期需要,同时主楞考虑120mm*120mm方木。
计算依据:
《建筑施工手册》(第四版)。
5.1按顶板厚800mm主楞及次楞计算
主楞纵向跨度900mm,主楞上按间距300mm布置次楞,简化为均布荷载。
次楞横向跨度L=600mm,按多跨等跨连续梁的均布荷载。
如图:
1)主楞计算
(1)作用在主楞上的均布线荷载q1
纵向主楞横向间距Ly=600mm,纵向跨度Lx=900mm。
q1=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]Ly
=[1.2×(0.68+20)+1.4×(1.0+1.0)]×0.6=16.6kN/m
(2)按多跨等跨连续梁的均布荷载进行计算:
最大弯矩:
Mmax=0.105q1Lx2=0.105×16.6×0.92=1.412kN.m
最大剪力:
Qmax=0.606q1Lx=0.606×16.6×0.9=9.05kN
(3)采用8#槽钢
正应力:
σmax=Mmax/W
=1.412kN.m/25.3×10-6m3
=55.81×103kN/m2=55.9N/mm2≤215N/mm2(可行)
剪应力:
τmax=Qmax/(h0×d)=9.05×103N/(64×5mm2)
=28.28N/mm2≤fv=125N/mm2(可行)
h0、d分别为槽钢的腹板高度和厚度。
挠度:
ωmax=0.664q1Lx4/(100EI)=(0.664×(16.6×103N/m)×0.94m4)
/(100×(2.06×1011N/m2)×1.013×10-6m4)
=0.35mm≤l/400=900mm/400=2.25mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用l/400,可行)
(4)采用120mm*120mm方木:
正应力:
σmax=Mmax/W
=1.412kN.m/(2.88×10-4m3)
=4.91×103kN/m2=5N/mm2≤13N/mm2(可行)
剪应力:
τmax=3Qmax/(2A)=3×9.05×KN/(2×120×120mm)
=0.943N/mm2≤fv=1.4N/mm2(可行)
挠度:
ωmax=0.664q1Lx4/(100EI)=(0.664×(16.6×103N/m)×0.94m4)
/(100×(9×109N/m2)×1.728×10-5m4)
=0.465mm≤l/400=900mm/400=2.25mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用)
2)次楞验算
次楞采用85mm×85mm方木,间距按300mm布置。
(1)作用在次楞上的均布线荷载q2
横向次楞纵向间距Lx=300mm,横向跨度Ly=600mm。
q2=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]Lx
=[1.2×(0.68+20)+1.4×(1.0+1.0)]×0.3=8.3kN/m
(2)按两跨等跨连续梁的均布荷载进行计算:
最大弯矩:
Mmax=0.125q2Ly2=0.125×8.3×0.62=0.374kN.m
最大剪力:
Qmax=0.625q2Ly=0.625×8.3×0.6=3.1kN
正应力:
σ=Mmax/W=0.374kN.m/(1.024×10-4m3)
=0.365×104kN/m2=3.65N/mm2≤fm=13.0N/mm2(可行)
剪应力:
τ=3Qmax/(2A)=3×3.1×KN/(2×85×85mm)
=0.644N/mm2≤fv=1.4N/mm2(可行)
挠度:
ωmax=0.521q2Ly4/(100EI)=(0.521×(8.3×103N/m)×0.64m4)
/(100×(9×109N/m2)×4.35×10-6m4)
=0.144mm≤l/400=600mm/400=1.5mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用l/400,可行)
5.2按最大中板厚400mm主楞及次楞计算
主楞纵向跨度900mm,主楞上按间距300mm布置次楞,简化为均布荷载。
次楞采用85mm×85mm方木,横向跨度L=900mm,多跨等跨连续梁的均布荷载。
如图:
中模纵剖面示意图
1)主楞计算
(1)作用在主楞上的均布线荷载q1
纵向主楞横向间距Ly=900mm,纵向跨度Lx=900mm。
q1=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]Ly
=[1.2×(0.68+10)+1.4×(1.0+1.0)]×0.9=14.1kN/m
(2)按多跨等跨连续梁的均布荷载进行计算:
最大弯矩:
Mmax=0.105q1Lx2=0.105×14.1×0.92=1.2kN.m
最大剪力:
Qmax=0.606q1Lx=0.606×14.1×0.9=7.7kN
(3)采用8#槽钢:
正应力:
σ=Mmax/W
=1.2kN.m/25.3×10-6m3
=47.5×103kN/m2=47.5N/mm2≤215N/mm2(可行)
剪应力:
τmax=Qmax/(h0×d)=7.7×103N/(64×5mm2)
=24.06N/mm2≤fv=125N/mm2(可行)
h0、d分别为槽钢的腹板高度和厚度。
挠度:
ωmax=0.664q1Lx4/(100EI)=(0.664×(14.1×103N/m)×0.94m4)
/(100×(2.06×1011N/m2)×1.013×10-6m4)
=0.295mm≤l/400=900mm/400=2.25mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用l/400,可行)
(4)采用120mm*120mm方木:
正应力:
σ=Mmax/W
=1.2kN.m/(2.88×10-4m3)
=4.17×103kN/m2=4.2N/mm2≤13N/mm2(可行)
剪应力:
τ=3Qmax/(2A)=3×7.7×KN/(2×120×120mm)
=0.802N/mm2≤fv=1.4N/mm2(可行)
挠度:
ωmax=0.664q1Lx4/(100EI)=(0.664×(14.1×103N/m)×0.94m4)
/(100×(9×109N/m2)×1.728×10-5m4)
=0.394mm≤l/400=900mm/400=2.25mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用)
2)次楞(横向方木)验算
次楞采用85mm×85mm方木,间距按300mm布置。
(1)作用在次楞上的均布线荷载q2
横向次楞纵向间距Lx=300mm,横向跨度Ly=900mm。
q2=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]Lx
=[1.2×(0.68+10)+1.4×(1.0+1.0)]×0.3=4.7kN/m
(2)按两跨等跨连续梁的均布荷载进行计算:
最大弯矩:
Mmax=0.125q2Ly2=0.125×4.7×0.92=0.475kN.m
最大剪力:
Qmax=0.625q2Ly=0.625×4.7×0.9=2.64kN
正应力:
σ=Mmax/W=0.475kN.m/(1.024×10-4m3)
=0.464×104kN/m2=4.65N/mm2≤fm=8.0N/mm2(可行)
剪应力:
τ=3Qmax/(2A)=3×2.64×KN/(2×85×85mm)
=0.548N/mm2≤fv=1.4N/mm2(可行)
挠度:
ωmax=0.521q2Ly4/(100EI)=(0.521×(4.7×103N/m)×0.94m4)
/(100×(9×109N/m2)×4.35×10-6m4)
=0.41mm≤l/400=900mm/400=2.25mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用l/400,可行)
5.3按最大顶纵梁高1800mm主楞及次楞强度计算
主楞横向间距300mm,纵向跨度900mm,主楞上按间距150mm布置次楞,简化为均布荷载。
次楞采用85mm×85mm方木,横向跨度L=300mm,多跨等跨连续梁的均布荷载。
如图:
1)主楞计算
(1)作用在主楞上的均布线荷载q1
纵向主楞横向间距Ly=300mm,纵向跨度Lx=900mm。
q1=[1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4)]Ly
=[1.2×(0.68+45)+1.4×(1.0+1.0)]×0.3=17.285kN/m
(2)按多跨等跨连续梁的均布荷载进行计算:
最大弯矩:
Mmax=0.105q1Lx2=0.105×17.285×0.92=1.47kN.m
最大剪力:
Qmax=0.606q1Lx=0.606×17.285×0.9=9.4kN
(3)采用8#槽钢:
正应力:
σ=Mmax/W
=1.47kN.m/(25.3×10-6m3)
=58.1×103kN/m2=58.1N/mm2≤215N/mm2(可行)
剪应力:
τ=Qmax/(h0×d)=9.4×103N/(64×5mm2)
=29.4×103kN/m2=29.4N/mm2≤fv=125N/mm2(可行)
挠度:
ωmax=0.664q3Lx4/(100EI)=(0.664×(17.285×103N/m)×0.94m4)
/(100×(2.06×1011N/m2)×1.013×10-6m4)
=0.361mm≤l/400=900mm/400=2.25mm(根据JGJ162-2008规范4.1.4采用l/400,可行)
(4)采用120mm*120mm方木:
正应力:
σ=Mmax/W
=1.47kN.m/(2.88×10-4m3)
=5.1×103kN/m2=6N/mm2≤13N/mm2(可行)
剪应力:
τ=3Qmax/(2A)=3×9.4×KN/(2×120×120mm)
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