恒指天成安全计算软件1层梁横向混合承重.docx
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恒指天成安全计算软件1层梁横向混合承重
恒指天成安全计算软件梁模板(工具式钢管立柱支撑)计算书
恒指天成安全计算软件梁模板(工具式钢管立柱支撑)计算书依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
梁段:
L1。
模板支撑体系剖面图
钢管排列平面示意图
一、参数信息
1.模板构造及支撑参数
(一)构造参数
梁截面宽度B:
0.4m;梁截面高度D:
0.8m;
楼层高度H:
3.3m;结构表面要求:
隐藏;
混凝土楼板厚度:
120mm;梁边至板支撑距离:
0.5m;
板底承重立柱横向间距lb:
1.2m;立柱沿梁跨度方向间距la:
0.8m;
梁底承重立柱根数:
1;
横杆与立柱的的连接方式为双扣件;扣件抗滑承载力系数:
0.8;
(二)支撑参数
立柱上半段采用Φ48.6×2.4mm钢管,长度为1.897m;
立柱下半段采用Φ60.5×2.4mm钢管,长度为0.5m;
钢管钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);钢管弹性模量E:
206000N/mm2;
钢管屈服强度fy:
235N/mm2;钢管抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
钢管抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;钢管端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
水平拉条方式:
中间设置一道;
插销直径12mm;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:
2kN/m2;
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:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
(三)次楞参数
材料:
1根50×100矩形木楞;
间距(mm):
400;
木材品种:
太平洋海岸黄柏;弹性模量E:
10000N/mm2;
抗压强度设计值fc:
13N/mm2;抗弯强度设计值fm:
15N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
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:
150,400;
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;厚度:
2.5mm;
抗弯设计值fm:
205N/mm2;弹性模量E:
206000N/mm2;
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×(1.35×12.933+1.4×0.7×2)×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=2.550×104mm3;
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]
其中:
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=1.913×105mm4;
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
计算挠度采用标准组合:
q=12.933×0.400=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;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×0.400=6.595kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×12.933+1.4×0.7×2)×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:
q=0.9×1.4×0.7×2×0.400=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=1.016×104mm3;
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:
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=0.303kN·m
最大剪力:
V=1.408kN
最大变形:
ν=0.197mm
最大支座反力:
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=0.704×1000×6946/(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
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
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!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,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
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0.400m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=17.980×104×400/200.000=3.596×105mm4;
W=3.960×103×400/200.000=7.920×103mm3;
1.荷载计算及组合
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=1.5×0.400×0.8=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;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×8.460+1.4×0.800)=10.145kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×8.460+1.4×0.7×0.800)=10.985kN/m;
2.面板抗弯强度验算
σ=M/W<[f]
其中:
W--面板的截面抵抗矩,W=7.920×103mm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm)M=0.125ql2=8.788×105N·mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=10.985kN/m;
面板计算跨度:
l=800mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
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
ν=5ql4/(384EI)≤[ν]
其中:
q--作用在模板上的压力线荷载:
q=8.460kN/m;
l-面板计算跨度:
l=800mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=206000N/mm2;
I--截面惯性矩:
I=3.596×105mm4;
[ν]-容许挠度:
[ν]=1.500mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×8.460×800.0004/(384×206000×3.596×105)=0.609mm;
实际最大挠度计算值:
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=1.219×105mm4;
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×(0.5×2×0.68+0.75×0.4)/0.4=1.960kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×0.8×0.8=15.360kN/m;
钢筋自重标准值G3k=1.5×0.8×0.8=0.960kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=18.280kN/m;
振捣砼时产生的荷载标准值Q2k=2×0.8=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;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×18.280+1.2×0.038+1.4×1.600)=21.800kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×18.280+1.35×0.038+1.4×0.7×1.600)=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:
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
最大剪力:
V=4.567kN
最大变形:
ν=0.096mm
最大支座反力:
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=4.567×1000×3473/(1.219×105×3.5)=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:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
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!
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.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
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=0.9×1.2×0.206=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--立柱净截面面积:
A=4.380cm2;
[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=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!
钢管立柱受压应力计算值:
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
(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=0.193kN;
立柱钢管和拉条的自重:
N2=0.9×1.2×0.058=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×(1.2×3.300+1.4×0.880)=4.673kN;
永久荷载效应控制F2=0.9×(1.35×3.300+1.4×0.7×0.880)=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×(0.5+1.2/2)×0.8=0.880kN;
N=N1+N2+N3=0.193+0.062+4.786=5.041kN;
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=5.041×103/(0.460×3.480×102)=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!
(2)立柱下半段的稳定性计算
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=0.193kN;
立柱钢管和拉条的自重:
N2=0.9×1.2×0.195=0.211kN;
楼板传递给梁侧立柱的轴力设计值:
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