附件:模板及支架设计计算书 一、荷载标准值及材料参数
根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008,表4.1.1,表4.1.2,表4.3.2,表5.2.2,表A.3.1-3,表A.5.2,续表B,查得以下荷载取值、荷载组合及材料参数: 1.1荷载标准值 1、恒荷载标准值
(1)模板及支架自重标准值(G1k):取0.5 kN/m2; (2)混凝土自重标准值(G2k):取24kN/m3; (3)钢筋自重标准值(G3k):取1.5 kN/m3; (4)新浇混凝土对模板侧面的压力标准值(G 4k),
按式1:F0.22ct012V2; 式2:FcH计算,两者取较小值; 式中:F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2);
γc—混凝土的重力密度(kN/m3);
V—混凝土的浇筑速度(m/h),按1.5m/h的浇筑速度进行计算;
t0—新浇混凝土的初凝时间(h),采用t0=200/(T+15),T为新浇混凝土的入模温度,取20℃,所以t0=200/(20+15)=5.7h;
β1—外加剂影响修正系数,按照掺具有缓凝作用的外加剂考虑,取1.2; β2—混凝土塌落度影响修正系数,按照塌落度为110~150mm,取1.15;
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度(m),均按照最不利原则考虑取构件最大值。 2、活荷载标准值
(1)施工人员及设备荷载标准值(Q1k):面板与次楞计算时取2.5kN/m2,再用集中荷载2.5kN进行验算,比较两者所得的弯矩值取其大值;主楞取1.5 kN/m2;立杆取1.0 kN/m2。
(2)振捣混凝土时产生的荷载标准值(Q2k):水平面模板取2.0kN/m2,垂直面模板取4.0 kN/m2,且作用范围在新浇混凝土侧压力的有效压头高度之内;
(3)混凝土采用泵车输送,梁、墙、柱倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值(Q3k),取4.0kN/m2。
(4)因本工程车站为地下结构,因此不考虑风荷载对模板支架作用。
1
1
3、荷载组合
参与计算模板及其支架荷载效应组合的各项荷载的标准值组合应符合下表规定:
模板及其支架荷载效应组合的各项荷载标准值组合
项 目 参与组合的荷载类别 计算承载能力 验算挠度 1 板的模板及支架 G1K+G2K+G3K+Q1K G1K+G2K+G3K+Q2K G1K+G2K+G3K G1K+G2K+G3K 2 梁的底板及支架 柱(边长大于300mm)、3 墙(厚度大于100mm)的侧面模板 G4K+Q3K G4K 注:1、验算挠度应采用荷载标准值,计算承载能力应采用荷载设计值。 2、此表摘自《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008表4.3.2 2.1材料参数
1、面板(覆面木胶合板)参数:抗弯强度fm13.0N/mm2,弹性模量E8103N/mm4。
22、50×100mm、100×100mm木楞(马尾松):抗弯强度fm13.0N/mm,弹性模量2E1.0104N/mm,木楞分别按40×90mm、90×90mm进行计算。
3、支撑:采用Φ48×3.0mm Q235钢管,f215Nmm2。 二、顶板模板计算
车站顶板结构最大厚度为0.7m,面板采用18mm厚木胶合板,次楞采用50×100mm方木,间距300mm,主楞采用100×100mm方木,间距600mm;顶板支撑立杆横向间距为900mm,纵向间距为600mm(沿车站方向),立杆步距为1200mm。
2
车站纵向方向 平面图18mm多层板次楞50×100mm木方(间距300mm)主楞100×100mm木方(间距600mm)钉子固定
2.1荷载计算
计算承载能力: 1、面板及次楞 活载按均布算:
立面图q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.7240.71.5)1.22.51.425.52kN/mq2(G1k+G2k+G3k)1.2=(0.50.7240.71.5)1.222.02kN/m
,22
活载按集中算:
FQ1k1.42.51.43.5kN/m
验算挠度:2、主楞 均布:
qG1k+G2k+G3k0.50.7240.71.518.35kN/m2q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.7240.71.5)1.21.51.424.12kN/mqG1k+G2k+G3k=0.50.7240.71.518.35kN/m22
验算挠度:3、立杆 均布:
q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.7240.71.5)1.211.423.42kN/m2
2.2面板计算
面板宽度取b=1.0m,次楞间距即为梁跨度取l0.3m。 该位置荷载取值为,均布:q1= 25.52×1.0=25.52kN/m;
集中:q222.021.022.02kN/m,F3.51.03.5kN/m 验算挠度:q18.351.018.35kN/m
1、受力简图
3
q=25.52kN/m q=31.38kN/m q=40.56kN/mF=3.5kN/m q=40.56kN/mq=22.02kN/m
2、荷载验算
均布面板最大弯矩:M10.1ql20.125.520.320.22968KNm 集中面板最大弯矩:
M20.1ql20.175Fl0.122.020.320.1753.50.30.38193KNm 则两者取最大值,M20.38193KNm
面板截面抵抗矩:Wbh26100018265.4104mm3 面板截面惯性距:Ibh3121000183124.86105mm4
应力:M2W3819305.41047.07Nmm2 =0.677×18.35×3004/(100×8×103×4.86×105) =0.26mm<[v]=300/250=1.2mm,故能满足挠曲变形要求。 2.3次楞计算 次楞采用50×100mm方木,间距300mm,主楞间距即为梁跨度取l0.6m, 该位置荷载取值为,均布:q1=25.52×0.3=7.656kN/m; 集中:q222.020.36.606kN/m,F3.50.31.05kN/m 验算挠度:q18.350.35.505kN/m 1、受力简图 4 q=7.656kN/m q=12.168kN/mq=6.606 kN/m q=12.168kN/mF=1.05kN/m 2、荷载验算 均布次楞最大弯矩:M10.1ql20.17.6560.620.2756KNm 集中次楞最大弯矩: M20.1ql20.175Fl0.16.6060.620.1751.050.60.3485KNm 则两者取最大值,M20.3485KNm 次楞截面抵抗矩: Wbh264090265.4104mm3 次楞截面惯性距:Ibh31240903122.43106mm4 应力:MW3485005.41046.45Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×5.505×6004/(100×1.0×104×2.43×106) =0.20mm<[v]=600/250=2.4mm,故能满足挠曲变形要求。 2.4主楞计算 计算承载能力: 均布:q1(0.50.7240.71.5)1.21.51.424.12kN/m2 验算挠度:q0.50.7240.71.518.35kN/m2 主楞采用100×100mm,间距为600mm,支撑立杆横距即为梁跨度取l0.9m。 该位置荷载取值为:均布:q1=24.12×0.6=14.47kN/m; 5 验算挠度:q18.350.611.01kN/m 1、受力简图 q=14.47kN/m q=24.336kN/m 2、荷载验算 均布主楞最大弯矩:M0.1ql20.114.470.921.17KNm 主楞截面抵抗矩:Wbh269090261.22105mm3 主楞截面惯性距:Ibh31290903125.47106mm4 应力:MW11700001.221059.59Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×11.01×9004/(100×1.0×104×5.47×106) =0.mm<[v]=900/250=3.6mm,故能满足挠曲变形要求。 2.5支撑计算 支撑荷载均布:q1(0.50.7240.71.5)1.211.423.42kN/m2 1、计算长度 lo=h+2a 式中 h——支撑杆长度; a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度: 层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高 =H-200-18-600n-350 若大于500,采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆,则: 层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300 =H-200-18-600n-350-300 根据上式以及现场模板支撑实际配图,得出a值,见下表: 部位 a值 备注 6 顶板 282mm 立杆底部在中板 取表中最大a值进行计算:则:h+2a=1200+282×2=17mm 2、支撑轴力验算 N=q×l×b=23.42×0.6×0.9=12.65kN 将此杆件(Φ48 ×3.0)按单钢管支柱轴心受压构件考虑:Nf A主楞:间距900mm100mm×100mm方木其中:N—每根立柱承受的荷载(N) A—钢管截面面积(mm2) —轴心受压稳定系数,根据钢管立柱长细比λ求得。l022Ddi长度,为钢管回转半径i224842i,l0为钢管计算 l017111,i15.94则15.95mm, 由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)附录E查得: =0.509 次楞:间距300mm50mm×100mm方木D2d22 424mm A=44N12.653102 ≤f215Nmm2,满足要求。 58.6N1mmA0.50942418mm厚多层板三、中板模板计算 板厚为400mm的中板模板体系中,面板采用18mm厚多层板,次楞采用50×100mm车站纵向方向方木,间距300mm;主楞采用100×100mm方木,间距900mm;中板支撑立杆横向间距为平面图900mm,纵向间距为900mm(沿车站方向),立杆步距为1200mm。 18mm多层板次楞50×100mm木方(间距300mm)主楞100×100mm木方(间距900mm)钉子固定 3.1荷载计算 计算承载能力: 1、面板及次楞 7 立面图 活载按均布算: q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.4240.41.5)1.22.51.416.34kN/mq2(G1k+G2k+G3k)1.2(0.50.4240.41.5)1.212.84kN/m2 , 2 活载按集中算: FQ1k1.42.51.43.5kN/m 验算挠度:2、主楞 均布: qG1k+G2k+G3k0.50.4240.41.510.7kN/m2q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.4240.41.5)1.21.51.414.94kN/mqG1k+G2k+G3k0.50.4240.41.510.7kN/m22 验算挠度:3、立杆 均布: q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.4240.41.5)1.211.414.24kN/m2 3.2面板计算 面板宽度取b=1.0m,次楞间距即为梁跨度取l0.3m。 该位置荷载取值为,均布:q1= 16.34×1.0=16.34kN/m; 集中:q212.841.012.84kN/m,F3.51.03.5kN/m 验算挠度:q10.71.010.7kN/m 1、受力简图 q=16.34kN/m q=31.38kN/m q=40.56kN/mq=40.56kN/mF=3.5kN/m q=12.84kN/m 2、荷载验算 8 均布面板最大弯矩:M10.1ql20.116.340.320.15KNm 集中面板最大弯矩: M20.1ql20.175Fl0.112.840.320.1753.50.30.3KNm 则两者取最大值,M20.3KNm 面板截面抵抗矩:Wbh26100018265.4104mm3 面板截面惯性距:Ibh3121000183124.86105mm4 应力:M2W3000005.41045.6Nmm2 =0.677×10.7×3004/(100×8×103×4.86×105) =0.15mm<[v]=300/250=1.2mm,故能满足挠曲变形要求。 3.3次楞计算 次楞采用50×100mm方木,间距300mm,主楞间距即为梁跨度取l0.9m, 该位置荷载取值为,均布:q1= 16.34×0.3=4.9kN/m; 集中:q212.840.33.85kN/m,F3.50.31.05kN/m 验算挠度:q10.70.33.21kN/m 1、受力简图 q=4.9kN/m q=12.168kN/mq=3.85kN/m F=1.05kN/m q=12.168kN/m 2、荷载验算 9 均布次楞最大弯矩:M10.1ql20.14.90.920.40KNm 集中次楞最大弯矩: M20.1ql20.175Fl0.13.850.920.1751.050.90.48KNm 则两者取最大值,M20.48KNm 次楞截面抵抗矩: Wbh264090265.4104mm3 次楞截面惯性距:Ibh31240903122.43106mm4 应力:MW4800005.41048.9Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×3.21×9004/(100×1.0×104×2.43×106) =0.59mm<[v]=900/250=3.6mm,故能满足挠曲变形要求。 3.4主楞计算 计算承载能力: 均布:q1(0.50.4240.41.5)1.21.51.414.94kN/m2 验算挠度:q0.50.4240.41.510.7kN/m2 主楞采用100×100mm,间距为900mm,支撑立杆间距即为梁跨度取l0.9m。 该位置荷载取值为:均布:q1= 14.94×0.9=13.45kN/m; 验算挠度:q10.70.99.63kN/m 1、受力简图 q=13.45kN/m q=24.336kN/m 2、荷载验算 主楞最大弯矩:M0.1ql20.113.450.921.09KNm 主楞截面抵抗矩:Wbh269090261.22105mm3 10 主楞截面惯性距:Ibh31290903125.47106mm4 应力:MW10900001.221058.9Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×9.63×9004/(100×1.0×104×5.47×106) =0.78mm<[v]=900/250=3.6mm,故能满足挠曲变形要求。 3.5支撑计算 支撑荷载均布:1、计算长度 lo=h+2a 式中 h——支撑杆长度; a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度: 层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高 =H-200-18-600n-350 若大于500,采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆,则: 层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300 =H-200-18-600n-350-300 根据上式以及现场模板支撑实际配图,得出a值,见下表: 部位 扩大端 中板 3~20轴 20~26轴 a值 462mm 282mm 332mm 备注 立杆底部在底板 立杆底部在底板 立杆底部在底板 q1(G1k+G2k+G3k)1.2+Q1k1.4(0.50.4240.41.5)1.211.414.24kN/m2 取表中最大a值进行计算:则:则:h+2a=1200+462×2=2124mm 2、支撑轴力验算 N=q×l×b=14.24×0.9×0.9=11.53kN 将此杆件(Φ48 ×3.0)按单钢管支柱轴心受压构件考虑:其中:N—每根立柱承受的荷载(N) A—钢管截面面积(mm2) 11 Nf A —轴心受压稳定系数,根据钢管立柱长细比λ求得。l022长度,i为钢管回转半径iDd224842i,l0为钢管计算 4l2124134,15.95mm,则4i15.95由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)附录E查得: =0. 376 A= D24d24424mm2 N11.53310 72Nmm2≤f215Nmm2,满足要求。 A0.376424四、顶板梁模板计算 顶板梁以1000×1800mm为例进行计算,梁模板体系中,采用18mm厚木胶合板,次楞采用50×100mm方木,间距不超过250mm,主楞采用100×100mm方木,间距600mm;梁外侧模板采用2道φ18钢螺栓对拉,间距600mm;支撑立杆横向间距为600mm,纵向间距为600mm(沿车站方向),立杆步距为1200mm。 4.1梁侧面荷载计算 12F10.22rct012V0.22245.71.21.151.550.86kN/m2 F2rcH241.843.2kN/m2 因为F2<F1,应以F2=43.2kN/m2作为计算依据。 计算承载能力:q143.21.241.457.44kN/m2 验算挠度:q243.2kN/m2 12 4.2梁侧对拉螺栓计算 梁外侧模板采用2道φ18钢螺栓对拉,轴向拉力N为:N= qb/2=57.44×1.0/2=28.72kN, 3.141822.34mm2 则: A=44d2N28.72310113Nmm2<f205Nmm2 A2.34所以φ18螺栓满足受力要求。 4.3梁底荷载计算 计算承载能力: 均布: q1(G1KG2KG3K)1.2Q2K1.4(0.51.8241.81.5)1.22.01.458.48kN/m2 验算挠度:qG1KG2KG3K0.51.8241.81.546.4kN/m2 4.4梁底面板计算 面板宽度取b=1.0m,次楞间距即为梁跨度取l0.25m。 该位置荷载取值为,均布:q1= 58.48×1.0=58.48kN/m; 验算挠度:q46.41.046.4kN/m 1、受力简图 q=61.98kN/mq=58.48kN/m q=31.38kN/m 2、荷载验算 均布面板最大弯矩:M0.1ql20.158.480.2520.37KNm 面板截面抵抗矩:Wbh26100018265.4104mm3 面板截面惯性距:Ibh3121000183124.86105mm4 应力:M2W3700005.41046.9Nmm2 13 =0.677×46.4×2504/(100×8×103×4.86×105) =0.32mm<[v]=250/250=1.0mm,故能满足挠曲变形要求。 4.5梁底次楞计算 次楞采用50×100mm方木,间距250mm,主楞间距即为梁跨度取l0.6m, 该位置荷载取值为,均布:q1= 58.48×0.25=14.62kN/m; 验算挠度:q46.40.2511.6kN/m 1、受力简图 q=14.62kN/m q=12.168kN/m 2、荷载验算 次楞最大弯矩:M10.1ql20.114.620.620.53KNm 次楞截面抵抗矩: Wbh264090265.4104mm3 次楞截面惯性距:Ibh31240903122.43106mm4 应力:MW5300005.41049.8Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×11.6×6004/(100×1.0×104×2.43×106) =0.42mm<[v]=600/250=2.4mm,故能满足挠曲变形要求。 4.6梁底主楞计算 主楞采用100×100mm,间距为600mm,支撑立杆间距即为梁跨度取l0.6m。 该位置荷载取值为:均布:q1= 58.48×0.6=35.09kN/m; 验算挠度:q46.40.627.84kN/m 1、受力简图 14 q=35.09kN/m q=12.168kN/m 2、荷载验算 均布主楞最大弯矩:M10.1ql20.135.090.621.26KNm 主楞截面抵抗矩:Wbh269090261.22105mm3 主楞截面惯性距:Ibh31290903125.47106mm4 应力:MW12600001.2210510.3Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×27.84×6004/(100×1.0×104×5.47×106) =0.45mm<[v]=600/250=2.4mm,故能满足挠曲变形要求。 4.7支撑计算 支撑荷载按58.48kN/m2考虑。 1、计算长度 lo=h+2a 式中 h——支撑杆长度; a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度: 层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高 =H-200-18-600n-350 若大于500,采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆,则: 层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300 =H-200-18-600n-350-300 根据上式以及现场模板支撑实际配图,得出a值,见下表: 部位 顶板梁 TZL1 TZL2 H 5650 5650 a值 288mm 288mm 15 备注 立杆底部在中板 立杆底部在中板 TZL3 50 88mm 立杆底部在中板 取表中最大a值进行计算:则:则:h+2a=1200+288×2=1776mm 2、支撑轴力验算 N=q×l×b=58.48×0.6×0.6=21.05kN 将此杆件(Φ48 ×3.0)按单钢管支柱轴心受压构件考虑:其中:N—每根立柱承受的荷载(N) A—钢管截面面积(mm2) —轴心受压稳定系数,根据钢管立柱长细比λ求得。l022Ddi长度,为钢管回转半径i224842Nf Ai,l0为钢管计算 l01776112,i15.94则15.95mm, 由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)附录E查得: =0.502 A= D24d24424mm2 N21.053102 ≤f215Nmm2,满足要求。 98.N9mmA0.502424五、中板梁模板计算 中板梁以900×1000mm中纵梁为例进行计算,梁模板体系中,采用18mm厚木胶合板,次楞采用50×100mm方木,梁侧间距250mm,梁底间距250mm,主楞采用100×100mm方木,间距900mm;梁外侧模板采用1道φ18钢螺栓对拉;支撑立杆横向间距为600mm,纵向间距为900mm(沿车站方向),立杆步距为1200mm。 5.1梁侧面荷载计算 16 12F10.22rct012V0.22245.71.21.151.550.86kN/m2 F2rcH241.024kN/m2 因为F2<F1,应以F2=24kN/m2作为计算依据。 计算承载能力:q1241.241.434.4kN/m2 验算挠度:q224kN/m2 5.2梁侧对拉螺栓计算 梁外侧模板采用1道φ18钢螺栓对拉,轴向拉力N为:N= qb=34.4×0.9=30.96kN 3.141822.34mm2 则: A=44d2N30.96310122Nmm2<f205Nmm2 A2.34所以φ18螺栓满足受力要求。 5.3梁底荷载计算 计算承载能力: 均布: q1(G1KG2KG3K)1.2Q2K1.4(0.51.0241.01.5)1.22.01.434kN/m2 验算挠度:qG1KG2KG3K0.51.0241.01.526kN/m2 5.4梁底面板计算 面板宽度取b=0.9m,次楞间距即为梁跨度取l0.25m。 该位置荷载取值为,均布:q1=34×0.9=30.6kN/m; 验算挠度:q260.923.4kN/m 1、受力简图 q=30.6kN/m q=31.38kN/m q=40.56kN/m 2、荷载验算 均布面板最大弯矩:M0.1ql20.130.60.2520.19125KNm 17 面板截面抵抗矩:Wbh2690018264.86104mm3 面板截面惯性距:Ibh312900183124.37105mm4 应力:MW1912504.861043.94Nmm2 =0.677×23.4×3004/(100×8×103×4.37×105) =0.37mm<[v]=300/250=1.2mm,故能满足挠曲变形要求。 5.5梁底次楞计算 次楞采用50×100mm方木,间距250mm,主楞间距即为梁跨度取l0.9m, 该位置荷载取值为,均布:q1= 34×0.25=8.5kN/m; 验算挠度:q260.256.5kN/m 1、受力简图 q=8.5kN/m q=12.168kN/m 2、荷载验算 次楞最大弯矩:M10.1ql20.18.50.920.69KNm 次楞截面抵抗矩: Wbh264090265.4104mm3 次楞截面惯性距:Ibh31240903122.43106mm4 应力:MW6900005.410412.8Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×6.5×6004/(100×1.0×104×4.2×106) =0.13mm<[v]=600/250=2.4mm,故能满足挠曲变形要求。 5.6梁底主楞计算 18 主楞采用100×100mm,间距为900mm,支撑立杆间距即为梁跨度取l0.6m。 该位置荷载取值为:均布:q1=34×0.9=30.6kN/m; 验算挠度:q260.923.4kN/m 1、受力简图 q=30.6kN/m q=12.168kN/m 2、荷载验算 主楞最大弯矩:M0.1ql20.130.60.621.1016KNm 主楞截面抵抗矩:Wbh269090261.22105mm3 主楞截面惯性距:Ibh31290903125.47106mm4 应力:MW11016001.221059.03Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×23.4×6004/(100×1.0×104×5.47×106) =0.38mm<[v]=600/250=2.4mm,故能满足挠曲变形要求。 5.7支撑计算 支撑荷载: q(G1KG2KG3K)1.2Q2K1.4(0.51.0241.01.5)1.22.01.434kN/m2 1、计算长度 lo=h+2a 式中 h——支撑杆长度; a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度: 层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高 =H-200-18-600n-350 若大于500,采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆,则: 19 层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300 =H-200-18-600n-350-300 根据上式以及现场模板支撑实际配图,得出a值,见下表: 部位 扩大端 中板梁 3-13轴 14-20轴 H 5930 5650 4450 a值 262mm 282mm 282mm 备注 立杆底部在底纵梁上 立杆底部在底板上 立杆底部在底纵梁上 取表中最大a值进行计算:则:则:h+2a=1200+282×2=17mm 2、支撑轴力验算 N=q×l×b=34×0.6×0.9=18.36kN 将此杆件(Φ48 ×3.0)按单钢管支柱轴心受压构件考虑:其中:N—每根立柱承受的荷载(N) A—钢管截面面积(mm2) —轴心受压稳定系数,根据钢管立柱长细比λ求得。l022长度,i为钢管回转半径iDd224842Nf Ai,l0为钢管计算 l017111,i15.94则15.95mm, 由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)附录E查得: =0.509 A= D24d24424mm2 N18.363102 ≤f215Nmm2,满足要求。 85.N1mmA0.509424六、侧墙、端墙模板计算 标准段单侧模板体系中,采用6mm厚钢模板,次楞模采用[8#槽钢,间隔300mm,主楞采用7道[10槽钢双拼,详细构造如下图。单侧支撑架间距800mm,地锚埋设角度为45°,地锚埋设间距400mm,锚固深度750mm。 20 侧墙钢模板构造图 按最不利情况考虑,取站厅层最大浇筑高度5.85m计算。 6.1侧压力计算 1、荷载计算 F10.22rct012V0.22245.71.21.151.550.86kN/m2 12F2rcH245.85140.4kN/m2 两者取较小值,F1<F2,应以F1=50.86kN/m2作为计算依据。 计算承载能力:q150.861.241.466.6kN/m2 验算挠度:q250.86kN/m2 有效压头高度h=F/γc=66.6/25=2.66m。 21 6.2支架与埋件受力计算 1、受力简图 F1 F2 66.6kPaRO 2、分析支架受力情况:取o点的力矩为0,则: 4.7×R=F1×(3.19+2.66/3)+F2×(3.19/2) 则R=104.25KN 其中:F1=0.5×0.7×66.6×2.66=62KN;F2=1×0.7×66.6×3.19=148.72KN 3、支架侧面的合力为:F合=F1+F2=210.72为:F总2= F合2+R2=210.722+104.252 则 F总=235.1KN,与地面角度为:α=26.3° F总 由 F总分解成两个互为垂直的力,其中一个与地面成 45 度,大小为: T45°=COS(45°-α) ×F总=222.69KN 锚栓间距为400mm,与地面角度为:α=45°,则T45°共有2个埋件承担,其中单个埋件最大拉力为:F= T45°/2=111.35KN 4、埋件强度验算 预埋件为Ⅱ级钢d=25mm,埋件最小有效截面积为:A=3.14×12.52=491mm2 轴心受拉应力强度:σ=F/A=111.35×103/491=226.1MPa F合 5、埋件锚固强度验算 对于弯钩螺栓,其锚固强度的计算,只考虑埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力,不考虑螺栓端部的弯钩在砼基础内的锚固作用,螺栓锚入混凝土长度为750mm。 锚固强度:F锚=πdhτb=3.14×25×750×2.5 =147.2 KN﹥F=111.35KN,符合要求。 其中:F锚—锚固力,作用于地脚螺栓上的轴向拔出力(N); d—地脚螺栓直径(mm); h—地脚螺栓在砼基础内的锚固深度(mm); τb —砼与地脚螺栓表面的粘结强度(N/mm2),一般在普通混凝土中τb 取值 2.5~3.5N/mm2。 6.3面板计算 将面板简化为支撑在次楞方木上的三跨连续梁体系进行计算。其中,多层板面板宽度取b=1.0m,板厚即为梁高取h=0.006m,次楞间距即为梁跨度取l0.3m。该位置荷载取值q=F×b=66.6kN/m×1.0=66.6kN/m,q250.861.050.86kN/m 1、受力简图 q=40.56kN/mq=66.6kN/m 2、荷载验算 面板最大弯矩:M =Mx0×ql2 =0.1179×66.6103×0.32=706.69Nm 面板截面抵抗矩:Wbh2610006260.6104mm3 应力:MW7066900.6104117.78N/mm2 =0.677×66.6×103×0.34/(100×2.06×1011×1.8×10-8) =0.987mm<[ω] =1.5mm 故能满足挠曲变形要求。 23 6.4次楞计算 标准段侧墙次楞采用[8#槽钢,取单根次楞作为一个计算单元,将次楞简化为三跨连续梁,进行抗弯及其挠度验算。 其中,主楞间距即为梁跨度取l0.9m。次楞间距d=0.3m,则作用在次楞上的荷载可简化为:q=F墙×d=66.6×0.3=19.98kN/m均布荷载。 [8#槽钢[σ]=215MPa,E=2.1×105MPa,截面抵抗距Wx=2.5325×10-5m3,截面惯性距:I=1.013×10-6m4。 1)受力简图 q=19.98kN/m q=28.758kN/m 2)荷载验算 最大弯距Mmax=0.1×ql2=0.1×19.98×103×0.92=1618.4N.m 应力: MmaxW=1618.4/2.5325×10-5=63.9MPa 主楞挠度由式0.677ql4100EI =0.677×28.758×103×0.94/(100×2.1×105×106×1.013×10-6) =0.418mm<[ω]=900/500=1.8mm 故能满足挠曲变形要求。 6.5主楞计算 准段侧墙处主楞采用[10槽钢双拼。放置在间隔800mm支撑架侧方,取单根主楞作为一个计算单元,将主楞简化为三跨连续梁,进行抗弯强度及其挠度进行验算。 其中,支撑间距即为梁跨度取l0.8m。主楞间距取最不利情况d=1.2m,次楞作用在主楞上的荷载简化为均布荷载:q=F墙×d=66.6×1.2=79.92kN/m。 槽钢采用A3钢[σ]=215MPa,E=210Gpa,截面抵抗距W=3.9667×10-5m3,截面惯性距: 24 I=2×1.983×10-6m4=3.966×10-6m4。 1)弯距计算简图 q=86.274kN/mq=79.92kN/m 2)受力验算 最大弯距Mmax=0.1×ql2 =0.1×79.92×103×0.82=5115Nmm σmax=Mmax/W=5115/3.9667×10-5=128.95MPa <215MPa=[σ] 满足抗弯强度。 3)挠度验算 挠度验算采用标准荷载,则 q=79.92kN/ m 主楞挠度由式0.677ql4100EI =0.677×86.274×103×0.84/(100×2.1×105×106×3.966×10-6) =0.266mm<[ω]=800/500=1.6mm 故能满足挠曲变形要求。 七、柱模板计算 方柱模板面板为6mm厚钢板,主筋及横向加强筋均为[10#,钢背楞为2[10#,钢背楞布置间距450~600,吊钩为φ20圆钢。柱子最大截面尺寸为700×1000mm,柱子高度:6.23m。 柱板模板体系中,采用6mm厚钢板模板,次楞采用[10槽钢间距300mm,主楞采用[10槽钢双拼,间距450~600mm。现取1106mm一面进行受力验算。 25 主体结构柱模板断面图 26 主体结构柱模板立面图 7.1荷载计算 F10.22rct012V0.22245.71.21.151.550.86kN/m2 12F2rcH246.23149.52kN/m2 因为F1<F2,应以F1=50.86kN/m2作为计算依据。 27 计算承载能力:q150.861.241.466.6kN/m2 验算挠度:q250.86kN/m2 7.2面板受力计算 将面板简化为支撑在次楞[10槽钢上的三跨连续梁体系进行计算。 钢面板宽度取b=1.0m,板厚即为梁高取h=0.006m,次楞间距即为梁跨度取l=0.3m,该位置荷载取值q=F柱×b=66.6×1.0=66.6kN/m。 1)受力简图 q=95.86kN/mq=66.6kN/m 2)荷载验算 面板最大弯矩:Mmax0.1ql2=0.1×(66.6×103×0.32)= 559.4N.m 面板的截面系数: Wbh261.00.006266106m3 面板的截面惯性距:I=bh3/12=1×0.0063/12=1.8×10-8m4 应力:MmaxW=862.74/6×10-6=99.9N/mm2 模板挠度由式0.677ql4100EI =0.677×66.6×103×0.34/(100×2.06×1011×1.8×10-8) =0.987mm<[ω] =1.5mm 故能满足挠曲变形要求。 7.3次楞受力计算 将次楞简化为支撑在主楞[10#双拼槽钢上的三跨连续梁体系进行计算。主楞间距即为梁跨度取l=0.6m。次楞间距d=0.3m,则作用在次楞上的荷载可简化为q=F×d=66.6×0.3=19.98 kN/m均布荷载。 1)受力简图 28 板 q=19.98kN/m q=28.76kN/m 2)荷载验算 次楞最大弯矩:Mmax0.1ql2=0.1×(19.98×103×0.62)= 719.28N.m 次楞的截面系数:W=3.966×10-5m3 次楞的截面惯性距:I=1.983×10-6m4 应力:MmaxW=719.28/3.966×10-5=18.1N/mm2 《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)P87,表C.1-2三跨等跨连续梁差得,挠度系数为:0.677。 由《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)P22,表4.4.2 组合钢模板及构配件的容许变形值,钢楞的容许挠度为:L/500(L为计算跨度)或3.0mm。 其中钢材弹性模量E=2.06×105N/mm2 =2.06×1011N/m2,I=1.983×10-6m4 模板挠度由式0.677ql4100EI =0.677×19.98×103×0./(100×2.06×1011×1.983×10-6) =0.04mm<[ω] = 900/500=1.8mm 故能满足挠曲变形要求。 7.4主楞受力计算 将背楞简化为两端由连接螺栓固定的简支梁体系进行计算。连接螺栓间距即为梁跨度取l=1.0m。背楞间距取最大间距d=0.6m,则作用在次楞上的荷载可简化为q=F×d=66.6×0.6=39.96 kN/m均布荷载。 1)受力简图 板 29 q=39.96kN/m q=57.52kN/m 2)荷载验算 背楞最大弯矩:Mmax1/8ql2=0.125×(39.96×103×1.02)=4995N.m 背楞的截面系数:W=3.966×10-5×2=7.932×10-5m3 背楞的截面惯性距:I=1.983×10-6×2=3.966×10-6m4 应力:MmaxW=4995/7.932×10-5=63N/mm2 模板挠度由式5ql4384EI =5×39.96×103×1.04/(384×2.06×1011×3.966×10-6) =0.mm<[ω] = 1000/500=2mm 故能满足挠曲变形要求。 7.5螺栓抗拉计算 柱模螺栓以中间一个柱模螺栓为例,距上端螺栓600mm,距下端螺栓600mm,此螺栓承受的拉力为: N=PA=0.0666×600×1000=39960N 柱模螺栓(直径Φ24,材质Q345)头部面积An=452.16mm2 σ=N/An =39960/452.16=88.4N/mm2 扩大端满堂红支撑体系,按照扩大端中楼板的模架配置要求,扩大端中板的满堂红支撑架间距为600×600mm,步距为1200mm,自由端长度不超过300mm。 第三道钢支撑支撑轴力取设计值775KN,共计8根支撑,整体钢支撑设计轴力为6200KN,受力面积为A=162.98,分布荷载为P=6200/162.98(墙体面积) =38.04(MPa) 考虑满堂红支撑架受力为均布荷载,纵距×横距=600mm×1200mm=0.72m2,N=38.04 30 ×0.72=9.8(KN)。 单肢架杆受力验算: 立杆选用外径Ф48mm,壁厚3mm,截面积A= D24d24424mm2,水平方向步距 h=0.6m,自由端长度a不大于300mm,计算长度l0h2a1.2m,f=205N/mm2,i=0.01595 l01.275,查表得=0.75 i0.01595Af0.7542420565.19KN 结论:N≤Af,单肢立杆轴向承载力满足要求。 8.2三角支撑计算 φ25钢筋三角撑第一道支撑角度为45°,第二道支撑角度为30°,间距为300mm。 现取高差最大部位(2430mm)进行受力简算。 高差未超过有效压头高度2.66m,单根支撑侧压力:F1三角支撑受力: F4512rhb21.26KN 2F30F1=21.26KN F30(3.33/sin45)tan(4530)F13.332/3,F3037.4kN F45(3.33/cos30)sin(4530)F13.33(tan301/3),F4517.69kN F3037.4kN最大,取F30进行验算: F30/A76.2MPa215MPa,符合要求。 8.3柱木模板计算 截面尺寸700×700mm、600×1000mm的柱数量较少,模板体系采用18mm厚多层板、50×100mm木方、100×100mm方形钢管和φ18对拉螺栓,方木间距200mm,方形钢管间 31 距400mm,对接螺栓竖向间距400mm。柱内部采用φ16圆钢井字架作为模板内部定位系统,竖向间距800mm。柱模板以短边夹长边的方式,对拉螺栓设置在短边上。 方木50×100(间距200mm)φ16圆钢井字架(间距800mm)φ20PVC管100×100方钢(间距400mm)18mm多层板φ18对拉螺栓 8.3.1荷载计算 F10.22rct012V0.22245.71.21.151.550.86kN/m2 12F2rcH245.86140.kN/m2 因为F1<F2,应以F1=50.86kN/m2作为计算依据。 计算承载能力:q150.861.241.466.6kN/m2 验算挠度:q250.86kN/m2 8.3.2面板受力计算 将面板简化为支撑在次楞木方上的三跨连续梁体系进行计算,面板宽度取b=1.0m,板厚即为梁高取h=18mm,次楞间距即为梁跨度取l0.2m。则面板所受荷载为: q=F×b=66.6×1.0=66.6kN/m;q250.861.050.86kN/m。 1、受力简图 q=66.6kN/m q=107.32kN/m 2、荷载验算 面板最大弯矩:Mmax0.1ql2=0.1×66.6×0.22= 0.27kN.m 面板截面抵抗矩:Wbh26100018265.4104mm3 面板截面惯性距:Ibh3121000183124.86105mm4 32 应力:MW2700005.41045.0Nmm2 次楞采用50×100mm方木,间距200mm,将次楞简化为三跨连续梁,主楞间距即为梁跨度取l0.4m,则作用在次楞上的荷载为: q=F×b=66.6×0.2=13.32kN/m;q250.860.210.2kN/m。 1、计算简图 q=15.495kN/mq=13.32kN/m 400 2、荷载验算 400 400 次楞最大弯矩:M0.1ql20.113.320.420.21KNm 次楞截面抵抗矩: Wbh264090265.4104mm3 次楞截面惯性距:Ibh31240903122.43106mm4 应力:MW2100005.41043.9Nmm2 v0.677ql4100EI =0.677×10.2×4004/(100×1.0×104×2.43×106) =0.07mm<[v]=600/250=2.4mm,故能满足挠曲变形要求。 8.3.4主楞受力计算 主楞采用100×100×3.0mm方钢,间距为400mm,将柱箍简化为局部受均布荷载的简支梁,其中柱箍两侧固定端间距最长为1316mm,间距400mm。梁跨度取l1.316m,则作用在次楞上的荷载为: 33 q=F×b=66.6×0.4=26.kN/m;qG50.860.420.34kN/m。 1、计算简图 q=26.kN/m q=19.6kN/mRA2、荷载验算 最大弯距M= RB qblb1.0×1.316/8×(2-1.0/1.316)=5.5kN.m 2=26.× 8l方钢截面抵抗矩:W=3.65×104mm3 方钢截面惯性距:I=1.83×105mm4 应力:MW55000003.65104150Nmm2 梁外侧模板采用2道φ18钢螺栓对拉,轴向拉力N为:N= qb/2=26.×1.0/2=13.32kN 3.141822.34mm2 则: A=44d2N13.3231025Nmm <f205Nmm2 A2.34所以φ18螺栓满足受力要求。 8.4折角模板计算 结构主体结构变断面折角部位角尺寸较小,采用L型模板一次浇筑成型,面板采用木模板,面板采用18mm厚多层板,板宽根据实际调整,100×100mm木方做次楞,间距300mm;主楞(横放)采用[10#槽钢双拼,间距300~1200mm,与标准模板相同。 34 8.4.1荷载计算 F10.22rct012V0.22245.71.21.151.550.86kN/m2 12F2rcH245.85140.4kN/m2 两者取较小值,F1<F2,应以F1=50.86kN/m2作为计算依据。 计算承载能力:q150.861.241.466.6kN/m2 验算挠度:q250.86kN/m2 有效压头高度h=F/γc=66.6/25=2.66m。 8.4.2面板受力计算 将面板简化为支撑在次楞上的三跨连续梁体系进行计算。 钢面板宽度取b=1.0m,板厚即为梁高取h=0.018m,次楞间距即为梁跨度取l=0.3m,该位置荷载取值q=F柱×b=66.6×1.0=66.6kN/m。 1)受力简图 q=95.86kN/mq=66.6kN/m 2)荷载验算 面板最大弯矩:Mmax0.1ql2=0.1×(66.6×103×0.32)= 599.4N.m 面板的截面系数: Wbh261.00.018265.4105m3 面板的截面惯性距:I=bh3/12=1×0.0183/12=4.86×10-7m4 应力:MmaxW=599.4/5.4×10-5=11.1N/mm2 模板挠度由式0.677ql4100EI =0.677×66.6×103×0.34/(100×2.06×1011×4.86×10-7) =0.037mm<[ω] =1.5mm 35 故能满足挠曲变形要求。 8.4.3次楞受力计算 将次楞简化为支撑在主楞[10#双拼槽钢上的三跨连续梁体系进行计算。主楞间距即为梁跨度取l=0.6m。次楞间距d=0.3m,则作用在次楞上的荷载可简化为q=F×d=66.6×0.3=19.98 kN/m均布荷载。 1)受力简图 q=19.98kN/m q=28.76kN/m板 2)荷载验算 次楞最大弯矩:Mmax0.1ql2=0.1×(19.98×103×0.62)= 719.28N.m 次楞截面抵抗矩: Wbh269090261.22105mm3 次楞截面惯性距:Ibh31290903125.47106mm4 应力:MmaxW=719.28/1.22×10-4=5.9N/mm2 主楞挠度由式0.677ql4100EI =0.677×28.758×103×0.94/(100×1.0×104×5.47×106) =0.233mm<[ω]=900/500=1.8mm 故能满足挠曲变形要求。 8.4.4主楞受力计算 因主楞布置与大模板相同,计算详见6.5。 8.4.5斜撑计算 支撑体系采用φ102 t=10mm钢管斜支撑(截面积A=28.9cm2),每段钢管长1.5m,采用法兰盘连接。钢管从标准段支撑三脚架中间穿过,与地面角度根据实际情况调整,但不 36 超过60°,竖向间距不超过2m。上部采用可调顶托,下部与预埋法兰盘连接。折角长度小于1m,采用一排支撑;大于1m,则采用两排支撑。每排支撑部位用槽钢把三道支撑连接起来保证共同受力。 现取折角最大尺寸部位(长度2200mm)进行计算,采用两道工字钢支撑。此段折角浇筑高度为5.43m,已超过有效压头高度(2.66m)。 66.66kPa 计算简图 12rh0br(Hh0)b166.5KN 21每根支撑受压力:F1F55.5KN 3F1111KN 每根支撑受轴力:Ncos60每道支撑侧压力:FT11110338.4MPa215MPa,符合要求。 4A0.210 37 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
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