板厚300层高42米楼板模板扣件钢管高支撑架计算书Word文档格式.docx
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图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×
(25.10×
0.30+0.20)+1.40×
2.50=12.776kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×
25.10×
0.30+0.7×
1.40×
2.50=12.616kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为φ48×
2.8。
钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q1=0.9×
(25.100×
0.300×
0.600+0.200×
0.600)=4.174kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值q2=0.9×
(0.000+2.500)×
0.600=1.350kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=bh2/6=60.00×
1.50×
1.50/6=22.50cm3;
截面惯性矩I=bh3/12=60.00×
1.50/12=16.88cm4;
式中:
b为板截面宽度,h为板截面高度。
(1)抗弯强度计算
f=M/W<
[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×
(1.20×
4.174+1.40×
1.350)×
0.150×
0.150=0.016kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.016×
1000×
1000/22500=0.690N/mm2
面板的抗弯强度验算f<
[f],满足要求!
(2)抗剪计算
T=3Q/2bh<
[T]
其中最大剪力Q=0.600×
4.174+1.4×
0.150=0.621kN
截面抗剪强度计算值T=3×
621.0/(2×
600.000×
15.000)=0.103N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算T<
[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<
[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×
4.174×
1504/(100×
6000×
168750)=0.014mm
面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为900.000mm
集中荷载P=2.5kN
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q=0.9×
0.900+0.200×
0.900)=6.261kN/m
面板的计算跨度l=150.000mm
经计算得到M=0.200×
0.9×
2.5×
0.150+0.080×
1.20×
6.261×
0.150=0.108kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.108×
1000/22500=4.801N/mm2
二、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×
0.150=1.130kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.200×
0.150=0.030kN/m
(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/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(2.500+0.000)×
0.150=0.375kN/m
考虑0.9的结构重要系数,静荷载q1=0.9×
1.130+1.20×
0.030)=1.252kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载q2=0.9×
0.375=0.472kN/m
计算单元内的木方集中力为(0.472+1.252)×
0.600=1.034kN
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,计算公式如下:
均布荷载q=P/l=1.035/0.600=1.725kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×
1.73×
0.60×
0.60=0.062kN.m
最大剪力Q=0.6ql=0.6×
0.600×
1.725=0.621kN
最大支座力N=1.1ql=1.1×
1.725=1.138kN
木方的截面力学参数为
截面抵抗矩W=bh2/6=3.80×
8.00×
8.00/6=40.53cm3;
截面惯性矩I=bh3/12=3.80×
8.00/12=162.13cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.062×
106/40533.3=1.53N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
截面抗剪强度计算值T=3×
621/(2×
38×
80)=0.306N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)
得到q=1.044kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×
1.044×
600.04/(100×
9000.00×
1621333.0)=0.063mm
木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载P=0.9×
2.5kN
0.600+0.080×
1.253×
0.600=0.414kN.m
抗弯计算强度f=M/W=0.414×
106/40533.3=10.22N/mm2
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=1.138kN
均布荷载取托梁的自重q=0.061kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
托梁变形计算受力图
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.628kN.m
经过计算得到最大支座F=7.583kN
经过计算得到最大变形V=0.689mm
顶托梁的截面力学参数为
截面抵抗矩W=bh2/6=8.00×
8.00/6=85.33cm3;
截面惯性矩I=bh3/12=8.00×
8.00/12=341.33cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.628×
106/85333.3=7.36N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算
4140/(2×
80×
80)=0.970N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
(3)顶托梁挠度计算
最大变形v=0.689mm
顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
四、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.120×
4.200=0.503kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A满堂架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.200×
0.900=0.108kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100×
0.900=4.066kN
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到静荷载标准值NG=0.9×
(NG1+NG2+NG3)=4.210kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到活荷载标准值NQ=0.9×
(2.500+0.000)×
0.900=1.215kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.40NQ
五、立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=6.75kN
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
A——立杆净截面面积,A=3.974cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.50m;
h——最大步距,h=1.20m;
l0——计算长度,取1.200
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