承插型盘扣式钢管支架计算书.docx
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承插型盘扣式钢管支架计算书.docx
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承插型盘扣式钢管支架计算书
10、模板支架设计及计算
10.1地下室顶板支架计算〔板厚200mm):
计算依据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术标准》(JGJ166-2008)。
一、计算参数:
模板支架搭设高度为,
立杆的纵距,立杆的横距,立杆的步距。
面板厚度18mm,剪切强度,抗弯强度,弹性模量。
木方50×100mm,间距250mm,剪切强度,抗弯强度,弹性模量。
梁顶托采用双钢管48×。
模板自重,混凝土钢筋自重,施工活荷载。
扣件计算折减系数取。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、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。
静荷载标准值×××
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×
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:
××;
×××;
(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;
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到×××3.600)××
经计算得到面板抗弯强度计算值×1000×
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力×××3.600)×
截面抗剪强度计算值T=3×1912.0/(2××截面抗剪强度设计值
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××2504/(100×6000×
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
三、模板支撑木方的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
××
(2)模板的自重线荷载(kN/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=(1.000+2.000)×
静荷载××
活荷载×
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载
最大弯矩×××
最大剪力××
最大支座力××
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
××;
×××;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度×
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1912/(2×50×
截面抗剪强度设计值
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到
最大变形××1200.04/(100××
木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
四、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;均布荷载取托梁的自重。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁剪力图(kN)
变形的计算按照标准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
经过计算得到最大支座
经过计算得到最大变形
顶托梁的截面力学参数为截面抵抗矩;截面惯性矩;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度×
顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁挠度计算:
最大变形
顶托梁的最大挠度小于1200.0/400,满足要求!
五、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。
六、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
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)脚手架的自重(kN):
×
(2)模板的自重(kN):
××
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
×××
经计算得到,静荷载标准值。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)××
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式:
七、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,
i——计算立杆的截面回转半径,;
A——立杆净截面面积,;
W——立杆净截面模量(抵抗矩;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,;
h——最大步距,;
l0——计算长度,取1.200+2×;
——由长细比,为1800/16=114;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
经计算得到
×;
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr计算公式
Pr=5×
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
×××
h——立杆的步距,;
la——立杆迎风面的间距,;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,;
风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr=5××××;
风荷载产生的弯矩××××;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
×××××
经计算得到
×;
考虑风荷载时立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
风荷载作用下的内力计算:
架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载××
节点集中荷载w在立杆中产生的内力×
节点集中荷载w在斜杆中产生的内力×××
支撑架的步数n=4;节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为0.440+(4.000-1)×;节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为×
架体自重为;节点集中荷载w在立杆中产生的内力和小于扣件的抗滑承载力8kN,满足要求!
节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和大于架体自重,不满足要求!
八、楼板强度的计算
〔1〕、计算楼板强度说明
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取,楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积,。
板的截面尺寸为b×h=4500mm×200mm,截面有效高度h0=180mm。
按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、10天、15天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
〔2〕、计算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边,短边×,
楼板计算范围内摆放4×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=1×××0.20)+
1×××4×4/4.50/4.50)+
×
计算单元板带所承受均布荷载×
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
×××
按照混凝土的强度换算得到7天后混凝土强度到达48.30%,混凝土强度近似等效为。
混凝土弯曲抗压强度设计值为
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
×××
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=
××××
结论:
由于
所以第7天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑可以拆除。
取墙高为4800mm,采用PE60系列的组合钢模板,横向背楞采用双φ48钢管,间距为600mm,竖向背楞采用双φ48钢管,间距为700mm。
对拉螺杆双向间距600×700mm,对拉螺杆采用M14。
混凝土自重〔γc〕为24kN/m3,强度等级C35,坍落度为14~16cm,采用导管卸料,浇筑速度为1.2m/h,混凝土温度取20℃,用插入式振捣器振捣。
荷载设计值:
A.混凝土侧压力:
1、混凝土侧压力标准值:
γct0β1β×24×7×××
F2=γcH=24×=kN/m2
取两者中小值,即F1=kN/m2,
2、混凝土侧压力设计值:
F=×1.2×0.85=kN/m2
倾倒混凝土时产生的水平荷载
查表为2kN/m2
荷载设计值为2×1.4×0.85=2.38kN/m2
F′=+2.38=kN/m2
B.面板验算
查表得6015模板(δ=3mm)得截面特征:
A=24.56cm2Ix=58.87cm4wx=13.02cm3,考虑到模板的实际尺寸,取计算模型为三跨连续梁,取三跨连续结构计算。
将面均布荷载化为线均布荷载,取1m宽板带计算,
q2=×0.6=kN/m2〔用于验算挠度〕,
q1=×0.6=kN/m2〔用于验算承载力〕,
b、计算简图
M=Kmq1l2=-0.125××3002=-0.24×106Nmm
σ=M/W=0.24×106/13.02×103=N/mm2≤fm=215N/mm2(满足)
d.挠度验算
ω=Kωq2l4/100EI=0.273××3004/100×2.06×105×58.87×104
36mm≤1.2mm〔满足〕
C、内钢楞验算
查表得φ48钢管的截面特征I=10.78cm4w=4.49cm3
q2=×0.3=kN/m2〔用于验算挠度〕;
q1=×0.3=kN/m2〔用于验算承载力〕;
b、计算简图
M=0.10q1l2=0.10××7002=×104N•mm
σ=M/W=×104/4.49×103=N/mm2≤215N/mm2〔满足〕
ω=0.677q2l4/100EI=0.677××7004/100×2.06×105×10.78×104=0.73mm≤1.2mm(满足)。
对拉螺杆双向间距600×700mm,对拉螺杆采用M14。
模板拉杆承受的拉力为:
N=F′××≤17.80kN〔满足〕。
2.地上墙体大钢模计算
已知条件:
模板面板为6mm厚钢板,肋为[8#,水平间距为350mm,背楞为双根[10#,最大间距为1300mm,穿墙螺栓最大间距为1300mm,吊钩为φ20圆钢。
面板计算:
〔1〕、计算简图:
新浇筑砼侧压力值取F=60KN/m2,面板按单向受力计算,按三
跨连续计算,取10mm宽板带为计算单元,故q=,计算简
图如下图:
〔2〕、强度计算:
按静荷载最大查得弯矩系数K
××3502=7350N·mm
Wx=bh2/6=10×62/6=60mm3〔Wx为净截面抵抗矩〕
故面板最大内力值为:
σ=Mmax/(rxWx)=7350/(1×60)=90N/mm2 〔3〕、挠度验算: 查建筑施工手册常用结构计算表得挠度系数Kf=0.677 fmax=Kfql4/100EI 其中钢材弹性模量×105N/mm2 故fmax=×0.06×3504/〔100××105×10×63/12〕 =mm 肋计算: 〔1〕、计算简图: 肋的支承点为槽钢背楞,近似按两跨连续梁计算,计算简图如下图: q=0.06×350=21N/mm 〔2〕、强度验算: 查结构静力计算表得弯矩系数0.125,Mmax=×21×12002=3780000N·mm 3mm3;IX=101X104mm4;σmax=Mmax/(rxWX)=3780000/(1x3)=149N/mm2 〔3〕、挠度验算: 查得最大挠度系数为0.912;fmax=0.912ql4/(100EIX)×21x12004/(100××105×101×104)=mm<1200/500=2.4mm,满足要求。 背楞计算: 〔1〕、计算简图: 背楞的支承点为穿墙螺栓,按承受均布荷载×1300= 78N/mm,计算简图如右所示: 〔2〕、强度验算: 背楞两端为悬臂结构,验算下端支座A处强度: MA=qL12/2=78×3502/2=×106N·mm 2根[10槽钢截面特征: W=7×103mm3,I=396×104mm4。 σA=MA/W=××103)=N/mm2 满足要求。 验算支座B处强度: MB按不等跨连续梁在均布荷载作用下的最大内力系数查表得: MB=-0.181qL22=0.181×78×10002=1.41×107N·mm;σB=MB/W=1.41××103)=178N/mm2 〔3〕、挠度验算: 不等跨连续梁,BC=1300mm,跨度最大,故主要验算BC跨的挠度。 fmax=系数×ql4/(24EIX);系数与K1=4MC/ql2,K2=4MB/ql2有关,MC=78×2502/2=2437500N·mm MB按不等跨连续梁在均布荷载作用下得最大内力系数查得: ×78×10002=13572000N·mm fmax=系数×ql4/(24EIX)×78×13004/(24××105×396×104) 焊缝计算: 主要计算面板与槽钢肋之间的焊缝计算: ×300=18N/mm,按两跨连续梁计算 V=×18×1200=13500N 焊缝长度lw=V×a/(0.7Hhffw) 焊缝间距a取300mm,肋高H=80mm,焊缝高度hf=4mm,fw=160N/mm2 故最小焊缝长度: lw=V×a/(0.7Hhffw)=13500××80×4×160)=113mm 实际加工时焊缝为焊150mm,间距300mm,故满足要求。 吊钩计算: 1.吊钩采用HPB235(φ20圆钢),截面面积A=,每块大模板上设四个吊钩,按吊装6600mm宽模板自重计算,模板自重荷载设计值取系数,即Px=×2.4=3.12T. σ=Px/A=31200/(8×314.2)=N/mm2<[σ]=215N/mm2均满足要求。 215/12.4=17.34〔满足安全系数K=4的要求〕。 2.吊钩与模板之间采用M16×90螺栓连接,M16×90截面面积A=201mm2螺栓主要受剪。 Px=3.12T=31200N τ=Px/A=31200/〔8×N/mm2<[τ]=125N/mm2故满足要求。 125/19.4=6.4〔满足安全系数K=4的要求〕。 穿墙螺栓计算: 穿墙螺栓水平间距1300mm,垂直间距: 以中间一个穿墙螺栓为例,距上端螺栓1300mm,距下端螺栓1000mm,此螺栓承受的拉力为: N×1300×(1300+1000)/2=89700N 穿墙螺栓为带锥度螺栓,大头φ32、小头φ28,小头面 积An=2 σ=N/An=89700/615.44=145.75N/mm2 计算依据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术标准》(JGJ166-2008)。 一、计算参数: 模板支架搭设高度为, 立杆的纵距,立杆的横距,立杆的步距。 面板厚度18mm,剪切强度,抗弯强度,弹性模量。 木方50×100mm,间距250mm,剪切强度,抗弯强度,弹性模量。 梁顶托采用双钢管48×。 模板自重,混凝土钢筋自重,施工活荷载。 扣件计算折减系数取。 图1楼板支撑架立面简图 图2楼板支撑架荷载计算单元 二、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。 静荷载标准值××× 活荷载标准值q2=(2.000+1.000)× 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: ××; ×××; (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; 其中q——荷载设计值(kN/m); 经计算得到×××3.600)×× 经计算得到面板抗弯强度计算值×1000× 面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求! (2)抗剪计算[可以不计算] T=3Q/2bh<[T] 其中最大剪力×××3.600)× 截面抗剪强度计算值T=3×1912.0/(2×× 截面抗剪强度设计值 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××2504/(100×6000× 面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求! 三、模板支撑木方的计算 木方按照均布荷载下连续梁计算。 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m): ×× (2)模板的自重线荷载(kN/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=(1.000+2.000)× 静荷载××;活荷载× 2.木方的计算 按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载q= 最大弯矩××× 最大剪力×× 最大支座力×× 本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: ××; ×××; (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度× 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算[可以不计算] 最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足: T=3Q/2bh<[T] 截面抗剪强度计算值T=3×1912/(2×50× 截面抗剪强度设计值 木方的抗剪强度计算满足要求! (3)木方挠度计算 均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到 最大变形××1200.04/(100×× 木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求! 四、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 均布荷载取托梁的自重。 托梁计算简图 托梁弯矩图(kN.m) 托梁剪力图(kN) 变形的计算按照标准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 经过计算得到最大支座 经过计算得到最大变形 截面抵抗矩; 截面惯性矩; (1)顶托梁抗弯强度计算 抗弯计算强度× 顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! (2)顶托梁挠度计算: 最大变形;顶托梁的最大挠度小于1200.0/400,满足要求! 五、扣件抗滑移的计算 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算: R≤Rc 其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取; R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。 六、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 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)脚手架的自重(kN): × (2)模板的自重(kN): ×× (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): ××× 经计算得到,静荷载标准值。 2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。 经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×× 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 七、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= i——计算立杆的截面回转半径,; A——立杆净截面面积,; W——立杆净截面模量(抵抗矩; [f]——钢管立杆抗压强度设计值,; a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,; h——最大步距,; l0——计算长度,取1.200+2×; ——由长细比,为1800/16=114; ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到; 经计算得到 =15793×; 不考虑风荷载时立杆的稳定性计算 <[f],满足要求! 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为: 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式 风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr计算公式 Pr=5× 其中Wk——风荷载标准值(kN/m2); ××× h——立杆的步距,; la——立杆迎风面的间距,; lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,; 风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr=5××××; 风荷载产生的弯矩××××; Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值; ××××× 经计算得到 =15246×; 考虑风荷载时立杆的稳定性计算 <[f],满足要求! 风荷载作用下的内力计算: 架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载×× 节点集中荷载w在立杆中产生的内力× 节点集中荷载w在斜杆中产生的内力××× 支撑架的步数n=2 节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为0.440+(2.000-1)× 节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为× 架体自重为 节点集中荷载w在立杆中产生的内力和小于扣件的抗滑承载力8kN,满足要求! 节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和大于架体自重,不满足要求! 八、楼板强度的计算 1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取,楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积,。 板的截面尺寸为b×h=4500mm×200mm,截面有效高度h0=180mm。 按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、10天、15天...的 承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下: 2.计算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求: 楼板计算长边,短边×, 楼板计算范围内摆放4×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=1×××0.120)+1×××4××(2.00+1.00)=kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载×=kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 ×××2= 按照混凝土的强度换算: 得到7天后混凝土强度到达48.30%,混凝土强度近似等效为。 混凝土弯曲抗压强度设计值为 则可以得到矩形截面相对受压区高度: ××× 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为: 此层楼板所能承受的最大弯矩为: M1= ×××× 结论: 由于 所以第7天以后的各层楼板强度和足以承受以上
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