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q3—可变荷载,(包括施工活荷载240.0kg/m(0.8*300),混凝土入仓的冲击力160.0kg/m(0.8*200)、混凝土振捣产生的荷载160.0kg/m(0.8*200))等于560.0kg/m。
2.支架梁荷载计算具体如下:
q4—支架体系自重,(包括支架梁20.0kg/m(2*10)、顶托及顶托支座9.4kg/m(1/0.8*7.48)、顶托梁21.0kg/m(1/0.8*1.5*11.2)、方木17.5kg/m(1.5/0.3*1.0*0.05*0.1*700)、模板12.6kg/m(1.5*0.012*700)),为80.5kg/m;
q5—设计楼板混凝土荷载,等于937.5kg/m(0.25*1.5*2500);
q6—可变荷载,(包括施工活荷载450.0kg/m(1.5*300)、混凝土入仓的冲击力300.0kg/m(1.5*200)、混凝土振捣产生的荷载300.0kg/m(1.5*200))等于1050.0kg/m。
3.立柱荷载计算具体如下:
q7—支架体系自重,(包括立柱34.1kg(3.14*10.85)、支架梁30.0kg(2*10*1.5)、顶托及顶托支座14.0kg(1.5/0.8*7.48)、顶托梁31.5kg(1.5/0.8*1.5*11.2)、方木26.3kg(1.5/0.3*1.5*0.05*0.1*700)、模板18.9kg(1.5*0.012*1.5*700)),为154.7kg;
q8—设计楼板混凝土荷载,等于1406.3kg(0.25*1.5*1.5*2500);
q9—可变荷载,(包括施工活荷载675.0kg(1.5*1.5*300)、混凝土入仓的冲击力450.0kg(1.5*1.5*200)、混凝土振捣产生的荷载450.0kg(1.5*1.5*200))等于1575.0kg。
4.方木荷载计算具体如下:
q10—支架体系自重,(包括方木3.5kg/m(0.05*0.1*700)、模板2.5kg/m(0.3*0.012*700)),为6.0kg/m;
q11—设计楼板混凝土荷载,等于187.5kg/m(0.25*0.3*2500);
q12—可变荷载,(包括施工活荷载90.0kg/m(0.3*300)、混凝土入仓的冲击力60.0kg/m(0.3*200)、混凝土振捣产生的荷载60.0kg/m(0.3*200))等于210.0kg。
(二)梁系部位
设计参数:
梁系(最大截面尺寸)设计断面尺寸为宽*高(0.35*0.60m);
支架梁采用2[10双槽钢,单排;
立柱采用Φ100钢管,壁厚δ=3.5mm,间距1.5m。
1.支架梁荷载计算具体如下:
q13—支架体系自重,(包括支架梁20.0kg/m(2*10)、顶托及顶托支座37.4kg/m(1/0.2*7.48)、方木7.7kg/m(1/0.2*0.44*0.05*0.1*700)、模板2.9kg/m(0.35*0.012*700)),为68.0kg/m;
q14—设计梁系混凝土荷载,等于525.0kg/m(0.35*0.6*2500);
q15—可变荷载,(包括施工活荷载105.0kg/m(0.35*300)、混凝土入仓的冲击力70.0kg/m(0.35*200)、混凝土振捣产生的荷载70.0kg/m(0.35*200))等于245.0kg。
2.立柱荷载计算具体如下:
q16—支架体系自重,(包括立柱34.1kg(3.14*10.85)、支架梁30.0kg(2*10*1.5)、顶托及顶托支座56.1kg(1.5/0.2*7.48)、方木11.6kg(1.5/0.2*0.44*0.05*0.1*700)、模板4.4kg(1.5*0.35*0.012*700)),为136.1kg;
q17—设计梁系混凝土荷载,等于787.5kg(0.35*0.6*1.5*2500);
q18—可变荷载,(包括施工活荷载157.5kg(1.5*0.35*300)、混凝土入仓的冲击力105.0kg(1.5*0.35*200)、混凝土振捣产生的荷载105.0kg(1.5*0.35*200))等于367.5kg。
四、钢管支架设计
1、顶托梁设计
楼板顶托梁按近似简支梁计算。
根据《水利水电工程施工组织设计手册>
第十章第二节三、次梁设计,设计方案拟定采用I10工字钢,对其进行验算,受力计算结果见表1。
表1 顶托梁受力分析计算表
计算项目
I10工字钢计算参数
计算结果
单位
允许值
比较
结果
弯矩M
q’=1.2(q1+q2)+1.4q3
=1416.70kg/m
Wx=49cm3
Ix=245cm4
E=206GPa
l=1.5m
398.4
kg.m
/
强度σ
813.2
kg/cm2
[σ]=1600
<
1600
满足
挠度fmax
0.0185
cm
l/250=0.6
<0.6
相关计算公式:
(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011》5设计计算)分别为:
公式1:
M=1.2MGk+1.4ΣMQk
(《水利水电工程施工组织设计手册》第十章第二节三、次梁设计)分别为:
公式2:
公式3:
公式4:
根据《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构表13-1-17有关规定,受弯构件(梁)设计为型钢梁时,型钢梁一般可不必验算剪应力。
根据表1中强度、挠度计算结果,楼板顶托梁选用I10工字钢满足受力要求,间距为0.8m。
2、支架梁设计
楼板支架梁按近似简支梁计算。
根据依据及计算公式同顶托梁,同样按照《水利水电工程施工组织设计手册>第十章第二节三、次梁设计,设计方案拟定采用2[10双槽钢背靠放置,对其进行验算,受力计算结果见表2。
表2 支架梁受力分析计算表
2[10双槽钢计算参数
弯矩M
q’=1.2(q4+q5)+1.4q6
=2691.54kg/m
Wx=79.4cm3
Ix=396cm4
E=206GPa
l=1.5m
757.0
kg.m
/
953.4
kg/cm2
[σ]=1600
1600
挠度fmax
0.0217
cm
0.6
根据《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构表13-1-17有关规定,受弯构件(梁)设计为型钢梁时,型钢梁一般可不必验算剪应力。
根据表2中强度、挠度计算结果,楼板支架梁选用2[10双槽钢满足受力要求,间距为1.5m。
3、立柱设计
立柱设计方案拟定采用Φ100钢管,壁厚δ=3.5mm,按此进行验算,参数如下:
D外=10cm,D内=9.3cm,δ=0.35cm,Aj=10.61cm2,A=78.50cm2,r=1.25cm,I=123.61cm4,λ=180<
[λ]=200(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构表13-1-24),同时λ=180<
[λ]=210(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011》5设计计算表5.1.9),φ=0.218(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 附录附表1),Q235钢材[σ]=2050kg/cm2,轴力N采用最大反力叠加计算,取为N=1.2(q7+q8)+1.4q9=4078.19kg。
强度验算:
σ=
=238.31kg/cm2<[σ]=2050kg/cm2
=384.35kg/cm2<
[σ]=2050kg/cm2
验算说明Φ100,壁厚δ=3.5mm的钢管能满足强度要求。
故钢管支架采用Φ100钢管(厚度3.5mm)作为立柱,间排距1.5*1.5m;
由于立杆长细比λ值非常接近允许长细比[λ],因此建议在离地面130cm处增设一道横向水平杆件,同时将顶部和底部连接钢筋替换为钢管,并搭设剪刀撑和斜撑。
(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011》5设计计算)分别为:
公式5:
N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4ΣNQk
(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 四、轴心受力和偏心受力构件的设计)分别为:
公式6:
公式7:
公式8:
,
4、方木设计
楼板方木按近似简支梁计算。
根据依据及计算公式同顶托梁,同样按照《水利水电工程施工组织设计手册>
第十章第二节三、次梁设计;
抗剪强度计算按照《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构第二节木结构设计。
设计方案拟定采用断面尺寸为宽*高(0.05*0.1m)的方木,对其进行验算,受力计算结果见表3。
表3 支架梁受力分析计算表
方木计算参数
q’=1.2(q10+q11)+1.4q12
=526.22kg/m
Q=210.5kg
Wx=83cm3
Ix=417cm4
E=12GPa
l=0.8m
42.1
抗弯强度σ
50.5
kg/cm2
[σ]=160
<160
抗剪强度τ
6.3
[τ]=22
22
挠度fmax
0.0056
cm
l/250=0.32
<0.32
相关计算公式(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构第二节木结构)为:
公式9:
(矩形截面)
表中相关计算参数按照《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构第二节木结构表13-2-2常用木材的容许应力和弹性模量 选用,根据表3中强度、挠度计算结果,楼板方木选用断面尺寸为宽*高(0.05*0.1m)满足受力要求,间距为0.3m。
1、支架梁设计
梁系支架梁按近似简支梁计算。
根据依据及计算公式同顶托梁,同样按照《水利水电工程施工组织设计手册>第十章第二节三、次梁设计,设计方案拟定采用2[10双槽钢背靠放置,对其进行验算,受力计算结果见表4。
表4 支架梁受力分析计算表
2[10双槽钢计算参数
q’=1.2(q13+q14)+1.4q15
=1054.65kg/m
Wx=79.4cm3
Ix=396cm4
E=206GPa
l=1.5m
296.6
kg.m
373.58
kg/cm2
[σ]=1600
<1600
挠度fmax
0.009
l/250=0.6
根据《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构表13-1-17有关规定,受弯构件(梁)设计为型钢梁时,型钢梁一般可不必验算剪应力。
根据表3中强度、挠度计算结果,梁系支架梁选用2[10双槽钢满足受力要求,间距为1.5m。
2、立柱设计
立柱设计方案拟定采用Φ100钢管,壁厚δ=3.5mm,按此进行验算,参数如下:
D外=10cm,D内=9.3cm,δ=0.35cm,Aj=10.61cm2,A=78.50cm2,r=1.25cm,I=123.61cm4,λ=180<
[λ]=200(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构表13-1-24),同时λ=180<
[λ]=210(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011》5设计计算表5.1.9),φ=0.218(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构附录附表1),Q235钢材[σ]=2050kg/cm2,轴力N采用最大反力叠加计算,取为N=1.2(q16+q17)+1.4q18=1622.85kg。
=94.83kg/cm2<[σ]=2050kg/cm2
=152.94kg/cm2<[σ]=2050kg/cm2
验算说明Φ100,壁厚δ=3.5mm的钢管能满足强度要求。
故钢管支架采用Φ100钢管(厚度3.5mm)作为立柱,间排距1.5*1.5m;
由于立杆长细比λ值非常接近允许长细比[λ],因此建议在离地面130cm处增设一道横向水平杆件,同时将顶部和底部连接钢筋替换为钢管,并搭设剪刀撑和斜撑。
(三)钢管支架设计结果
副厂房EL945.45和EL949.50楼板施工钢管支架主要由方木(宽*高(0.05*0.1m)、顶托梁(I10工字钢)、支架梁(2[10双槽钢)及立柱(Φ100钢管)构成,钢材材质为Q235。
方木采用断面尺寸为宽*高(0.05*0.1m),板底间距0.3m、梁底间距0.2m;
顶托梁采用I10工字钢制作,间距80cm;
支架梁采用2[10双槽钢制作,间距150cm;
立柱采用D100钢管(厚度3.5mm)作为支撑柱,间排距150*150cm,建议在离地面130cm处增设一道横向水平杆件,同时将顶部和底部连接钢筋替换为钢管,并搭设剪刀撑和斜撑;
靠边墙侧设置连墙杆,一柱一设,与边墙锚杆拉筋连接牢固。
五、模板荷载计算
楼板设计厚度为0.25m;
模板采用胶合板,厚度12mm。
荷载计算具体如下:
q19—模板自重,等于2.5kg/m(0.3*0.012*700);
q20—设计楼板混凝土荷载,等于187.5kg/m(0.25*0.3*2500);
q21—可变荷载,(包括施工活荷载90.0kg/m(0.3*300),混凝土入仓的冲击力60.0kg/m(0.3*200)、混凝土振捣产生的荷载60.0kg/m(0.3*200))等于210.0kg/m。
六、模板设计
按照《水利水电工程施工组织设计手册>
第十章第二节二、面板设计:
可根据弹性薄板小挠度理论的假定,将面板视为四边支撑或两边支撑且受均布荷载之薄板,参照有关公式进行计算。
设计方案拟定采用胶合板,厚度12mm,对其进行验算,受力计算结果见表5。
表5 模板受力分析计算表
q’=1.2(q19+q20)+1.4q21
=552.02kg/m
Q=208.8kg
Wx=19cm3
Ix=12cm4
E=6GPa
l=0.3m
5.9
30.6
kg/cm2
[σ]=150
<150
1.2
kg/cm2
[τ]=16
16
挠度fmax
0.01
l/250=0.12
0.12
表中相关计算参数按照建议取值:
抗弯强度允许值[σ]=150kg/cm2,抗剪强度允许值[τ]=16kg/cm2,挠度允许值fmax= l/250,弹性模量E=6Gpa。
根据表5中强度、挠度计算结果,模板选用12mm厚度胶合板满足受力要求。
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- 钢管 支架 结构 计算