恒指天成安全计算软件1层梁横向混合承重文档格式.docx
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插销孔径15mm;
钢插销抗剪强度设计值为125N/mm2;
2.荷载参数
新浇筑砼自重标准值G2k:
24kN/m3;
钢筋自重标准值G3k:
1.5kN/m3;
梁侧模板自重标准值G1k:
0.5kN/m2;
砼对模板侧压力标准值G4k:
12.933kN/m2;
倾倒砼对梁侧产生的荷载标准值Q3k:
2kN/m2;
梁底模板自重标准值G1k:
0.75kN/m2;
振捣砼对梁底模板荷载Q2k:
3.梁侧模板参数
加固楞搭设形式:
主楞横向次楞竖向设置;
(一)面板参数
面板采用克隆(平行方向)15mm厚覆面木胶合板;
厚度:
15mm;
抗弯设计值fm:
30N/mm2;
弹性模量E:
11500N/mm2;
(二)主楞参数
材料:
2根Ф48×
3.5钢管;
间距(mm):
150,400;
钢材品种:
屈服强度fy:
抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
抗剪强度设计值fv:
端面承压强度设计值fce:
(三)次楞参数
1根50×
100矩形木楞;
400;
木材品种:
太平洋海岸黄柏;
10000N/mm2;
抗压强度设计值fc:
13N/mm2;
抗弯强度设计值fm:
15N/mm2;
1.6N/mm2;
(四)加固楞支拉参数
加固楞采用穿梁螺栓支拉;
螺栓直径:
M14;
螺栓水平间距:
800mm;
螺栓竖向间距(mm)依次是:
4.梁底模板参数
搭设形式为:
1层梁横向混合承重;
面板采用模板宽200面板厚2.50钢面板;
2.5mm;
二、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。
根据《模板规范(JGJ162-2008)》第5.2.1条规定,面板按照简支跨计算。
这里取面板的计算宽度为0.680m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=680×
153/12=1.913×
105mm4;
W=680×
152/6=2.550×
104mm3;
1.荷载计算及组合
(一)新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k
按下列公式计算,并取其中的较小值:
F1=0.22γtβ1β2V1/2
F2=γH
其中γ--砼的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--砼的入模温度,取20.000℃;
V--砼的浇筑速度,取1.500m/h;
H--砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度,取0.800m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.000;
β2--砼坍落度影响修正系数,取1.000。
根据以上两个公式计算得到:
F1=12.933kN/m2
F2=19.200kN/m2
新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k=min(F1,F2)=12.933kN/m2;
砼侧压力的有效压头高度:
h=F/γ=12.933/24.000=0.539m;
(二)倾倒砼时产生的荷载标准值Q3k
Q3k=2kN/m2;
(三)确定采用的荷载组合
计算挠度采用标准组合:
q=12.933×
0.68=8.794kN/m;
计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=11.885kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×
(1.2×
12.933+1.4×
2)×
0.68=11.212kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×
(1.35×
0.7×
0.68=11.885kN/m;
2.面板抗弯强度计算
σ=M/W<
[f]
其中:
W--面板的截面抵抗矩,W=2.550×
M--面板的最大弯矩(N·
mm)M=0.125ql2=2.377×
105N·
mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=11.885kN/m;
面板计算跨度:
l=400.000mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=2.377×
105/2.550×
104=9.321N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=9.321N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=30N/mm2,满足要求!
3.面板挠度计算
ν=5ql4/(384EI)≤[ν]
q--作用在模板上的压力线荷载:
q=8.794kN/m;
l-面板计算跨度:
l=400.000mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=11500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=1.913×
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250=1.600mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×
8.794×
400.0004/(384×
11500×
1.913×
105)=1.333mm;
实际最大挠度计算值:
ν=1.333mm小于最大允许挠度值:
[ν]=1.600mm,满足要求!
三、梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞采用1根50×
100矩形木楞为一组,间距400mm。
次楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=1×
416.67×
104=4.167×
106mm4;
W=1×
83.33×
103=8.333×
104mm3;
E=10000N/mm2;
(一)荷载计算及组合
0.400=5.173kN/m;
计算弯矩和剪力采用基本组合:
有效压头高度位置荷载:
q=max(q1,q2)=6.991kN/m;
q1=0.9×
0.400=6.595kN/m;
q2=0.9×
0.400=6.991kN/m;
有效压头高度位置以下荷载:
q=0.9×
1.35×
12.933×
0.400=6.285kN/m;
顶部荷载:
1.4×
2×
0.400=0.706kN/m;
(二)内力计算
次楞直接承受模板传递的荷载,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·
m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=0.071kN·
m
最大剪力:
V=1.218kN
最大变形:
ν=0.011mm
最大支座反力:
F=2.166kN
(三)次楞计算
(1)次楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.071×
106/8.333×
104=0.849N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=0.849N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=15N/mm2,满足要求!
(2)次楞抗剪强度计算
τ=VS0/Ib=1.218×
1000×
62500/(4.167×
106×
50)=0.365N/mm2;
实际剪应力计算值0.365N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=1.600N/mm2,满足要求!
(3)次楞挠度计算
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.005mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.011mm,容许挠度为1.600mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.011mm,容许挠度为0.520mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
2.主楞计算
主楞采用2根Ф48×
3.5钢管为一组,共2组。
主楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=2×
12.19×
104=2.438×
105mm4;
W=2×
5.08×
103=1.016×
E=206000N/mm2;
主楞承受次楞传递的集中力,计算弯矩和剪力时取次楞的最大支座力2.166kN,计算挠度时取次楞的最大支座力1.674kN。
根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
最大弯矩M=0.303kN·
V=1.408kN
ν=0.197mm
F=4.658kN
(1)主楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.303×
106/1.016×
104=29.851N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=29.851N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(2)主楞抗剪强度计算
τ=VS0/Itw=0.704×
6946/(2.438×
105×
3.5)=5.731N/mm2;
实际剪应力计算值5.731N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(3)主楞挠度计算
第1跨最大挠度为0.197mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.036mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.197mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
3.穿梁螺栓计算
验算公式如下:
N<
[N]=f×
A
其中N--穿梁螺栓所受的拉力;
A--穿梁螺栓有效面积(mm2);
f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
穿梁螺栓型号:
M14;
查表得:
穿梁螺栓有效直径:
11.55mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=105mm2;
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×
105/1000=17.850kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=4.658kN。
穿梁螺栓所受的最大拉力N=4.658kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=17.850kN,满足要求!
四、梁底模板面板计算
这里取面板的计算宽度为0.400m。
I=17.980×
104×
400/200.000=3.596×
W=3.960×
103×
400/200.000=7.920×
103mm3;
模板自重标准值G1k=0.75×
0.400=0.300kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×
0.400×
0.8=7.680kN/m;
钢筋自重标准值G3k=1.5×
0.8=0.480kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=8.460kN/m;
振捣砼时产生的荷载标准值Q2k=2×
0.400=0.800kN/m;
(1)计算挠度采用标准组合:
q=8.460kN/m;
(2)计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=10.985kN/m;
8.460+1.4×
0.800)=10.145kN/m;
0.800)=10.985kN/m;
2.面板抗弯强度验算
W--面板的截面抵抗矩,W=7.920×
mm)M=0.125ql2=8.788×
q=10.985kN/m;
l=800mm;
σ=8.788×
105/7.920×
103=110.955N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=110.955N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
3.面板挠度验算
q=8.460kN/m;
l=800mm;
E=206000N/mm2;
I--截面惯性矩:
I=3.596×
[ν]-容许挠度:
[ν]=1.500mm;
8.460×
800.0004/(384×
206000×
3.596×
105)=0.609mm;
ν=0.609mm小于最大允许挠度值:
[ν]=1.500mm,满足要求!
五、梁底支撑梁的计算
1.支撑梁的计算
梁底支撑梁采用1根Φ48×
3.5钢管为一组,间距800mm。
支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=12.19×
104=1.219×
W=5.08×
103=5.080×
103mm3;
E=206000N/mm2;
(一)荷载计算及组合:
模板自重标准值G1k=0.8×
(0.5×
0.68+0.75×
0.4)/0.4=1.960kN/m;
0.8×
0.8=15.360kN/m;
0.8=0.960kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=18.280kN/m;
0.8=1.600kN/m;
(1)计算挠度采用标准组合(含支撑梁自重):
q=18.280+0.038=18.318kN/m;
(2)计算弯矩采用基本组合(含支撑梁自重):
q=max(q1,q2)=23.668kN/m;
18.280+1.2×
0.038+1.4×
1.600)=21.800kN/m;
18.280+1.35×
1.600)=23.668kN/m;
(二)支撑梁验算
根据前面计算的荷载组合,取结构最不利状态进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=0.193kN
N2=9.134kN
N3=0.193kN
计算得到:
最大弯矩:
M=0.350kN.m
V=4.567kN
ν=0.096mm
F=9.134kN
(1)支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.350×
106/5.080×
103=68.935N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=68.935N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(2)支撑梁抗剪计算
τ=VS0/Itw=4.567×
3473/(1.219×
3.5)=37.175N/mm2;
实际剪应力计算值37.175N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(3)支撑梁挠度计算
[ν]-容许挠度:
第1跨最大挠度为0.096mm,容许挠度为2.800mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.096mm,容许挠度为2.800mm,满足要求!
2.扣件抗滑力的计算
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0.8,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.8kN。
纵向或横向水平杆与立柱连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.8kN;
R--纵向或横向水平杆传给立柱的竖向作用力设计值,取0.193kN;
R≤12.8kN,双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、立柱的稳定性和强度计算
1.立柱的稳定性计算
(一)梁底立柱稳定性验算
(1)立柱上半段的稳定性计算
立柱的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
其中σ--钢管立柱轴心受压应力计算值(N/mm2);
N--立柱的轴心压力设计值,它包括:
纵向钢管的最大支座反力:
N1=9.134kN;
立柱钢管和拉条的自重:
N2=0.9×
1.2×
0.085=0.092kN;
N=N1+N2=9.134+0.092=9.226kN;
φ--轴心受压立柱的稳定系数,由长细比lo/i查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ=0.460;
立柱计算长度lo=1.897m;
计算立柱的截面回转半径i=1.640cm;
A--立柱净截面面积:
A=3.480cm2;
[f]--钢管立柱抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
钢管立柱长细比λ计算值:
λ=lo/i=1.897×
100/1.640=115.671
钢管立柱长细比λ=115.671小于钢管立柱允许长细比[λ]=150,满足要求!
钢管立柱受压应力计算值:
σ=9.226×
103/(0.460×
3.480×
102)=57.637N/mm2;
立柱上半段的稳定性计算σ=57.637N/mm2小于钢管立柱抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(2)立柱下半段的稳定性计算
0.206=0.223kN;
N=N1+N2=9.134+0.223=9.357kN;
φ--轴心受压立柱的稳定系数,由长细比lo/i查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到φ=0.956;
立柱计算长度lo=0.5m;
计算立柱的截面回转半径i=2.060cm;
A=4.380cm2;
λ=lo/i=0.5×
100/2.060=24.272
钢管立柱长细比λ=24.272小于钢管立柱允许长细比[λ]=150,满足要求!
σ=9.357×
103/(0.956×
4.380×
102)=22.347N/mm2;
立柱下半段的稳定性计算σ=22.347N/mm2小于钢管立柱抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)梁侧立柱稳定性验算
N1=0.193kN;
0.058=0.062kN;
楼板传递给梁侧立柱的轴力设计值:
N3=F=max(F1,F2)=4.786kN;
可变荷载效应控制F1=0.9×
3.300+1.4×
0.880)=4.673kN;
永久荷载效应控制F2=0.9×
0.880)=4.786kN;
永久荷载标准值Gkb=(25×
0.12+0.75)×
(0.5+1.2/2)×
0.8=3.300kN;
活荷载标准值Qkb=1.0×
0.8=0.880kN;
N=N1+N2+N3=0.193+0.062+4.786=5.041kN;
σ=5.041×
102)=31.490N/mm2;
立柱上半段的稳定性计算σ=31.490N/mm2小于钢管立柱抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
0.195=0.211kN;
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