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浙江舟山综合利用项目循环水站高支模专项施工方案.doc[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm2;
l0 —— 计算长度 (m);
参照《扣件式规范》2011城市道路交叉口设计规程【CJJ152-2010】.pdf,由公式计算
顶部立杆段:l0 = ku1(h+2a) (1)
非顶部立杆段:l0 = ku2h (2)
k —— 计算长度附加系数,按照表5.4.6取值为1.217,当允许长细比验算时k取1;
u1,u2 —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》附录C表;
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.20m;
顶部立杆段:a=0.2m时,u1=1.386,l0=3.205m;
λ=3205/16.0=199.749
允许长细比(k取1) λ0=199.749/1.217=164.132 <210 长细比验算满足要求!
φ=0.182
σ=1.10×7616/(0.182×384.2)=119.793N/mm2
a=0.5m时,u1=1.091,l0=3.319m;
λ=3319/16.0=206.886
允许长细比(k取1) λ0=206.886/1.217=169.997 <210 长细比验算满足要求!
φ=0.171
σ=1.10×7616/(0.171×384.2)=127.748N/mm2
依据规范做承载力插值计算 a=0.200时,σ=119.793N/mm2,不考虑风荷载时,顶部立杆的稳定性计算 σ< [f],满足要求!
非顶部立杆段:u2=1.755,l0=3.204m;
λ=3204/16.0=199.681
允许长细比(k取1) λ0=199.681/1.217=164.076 <210 长细比验算满足要求!
φ=0.182
σ=1.10×10743/(0.182×384.2)=168.980N/mm2,不考虑风荷载时,非顶部立杆的稳定性计算 σ< [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
MW=0.98×0.6Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2);
Wk=uz×us×w0 = 0.854×1.520×1.248=1.620kN/m2
h —— 立杆的步距,1.50m;
la —— 立杆纵向间距(梁截面方向),0.90m;
lb —— 立杆横向间距,0.90m;
Nw —— 考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
风荷载产生的弯矩 Mw=0.98×0.6×1.620×0.900×1.500×1.500/10=0.193kN.m;
风荷载设计值产生的立杆段轴力 Nwk计算公式
Nwk=(6n/(n+1)(n+2))*MTk/B
其中 MTk —— 模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值(kN.m),由公式计算:MTk = 0.5H2lawfk + HlaHmwmk
B —— 模板支撑架横向宽度(m);
n —— 模板支撑架计算单元立杆横向跨数;
Hm —— 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡(模板)的高度(m)。
MTk = 1.620×16.8×0.90×(0.5×16.8+1.20)=235.147kN.m
Nwk = 6×20/(20+1)/(20+2)×(235.147/38.00)=1.607kN
Nw —— 考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
顶部立杆Nw=7.264+1.350×0.261+ 0.98×0.6×1.607=8.561kN
非顶部立杆Nw=7.264+1.350×2.577+ 0.98×0.6×1.607=11.688kN
顶部立杆段:a=0.2m时,u1=1.386,l0=3.205m;
λ=3205/16.0=199.749
允许长细比(k取1) λ0=199.749/1.217=164.132 <210 长细比验算满足要求!
φ=0.182
σ=1.10×8561/(0.182×384.2)+1.10×193000/4121=186.142N/mm2
a=0.5m时,u1=1.091,l0=3.319m;
λ=3319/16.0=206.886
允许长细比(k取1) λ0=206.886/1.217=169.997 <210 长细比验算满足要求!
φ=0.171
σ=1.10×8561/(0.171×384.2)+1.10×193000/4121=195.084N/mm2
依据规范做承载力插值计算 a=0.200时,σ=186.142N/mm2,考虑风荷载时,顶部立杆的稳定性计算 σ< [f],满足要求!
非顶部立杆段:u2=1.755,l0=3.204m;
λ=3204/16.0=199.681
允许长细比(k取1) λ0=199.681/1.217=164.076 <210 长细比验算满足要求!
φ=0.182
σ=1.10×11688/(0.182×384.2)+1.10×193000/4121=235.328N/mm2
考虑风荷载时,非顶部立杆的稳定性计算 σ> [f],不满足要求,建议减少步距!
2、按模板规范计算立杆稳定性:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
其中 N —— 立杆的轴心压力最大值,它包括:
横杆的最大支座反力 N1=7.264kN (已经包括组合系数)
脚手架钢管的自重 N2 = 1.10×1.35×0.153×16.800=3.479kN
N = 7.264+3.479=10.743kN
i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
A —— 立杆净截面面积,A=3.842cm2;
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.121cm3;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm2;
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.20m;
h —— 最大步距,h=1.50m;
l0 —— 计算长度,取1.500+2×0.200=1.900m;
λ —— 长细比,为1900/16.0=118 <150 满足要求!
φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.464;
经计算得到σ=1.10×10743/(0.464×384.2)=66.217N/mm2,不考虑风荷载时立杆的稳定性计算 σ < [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
MW=0.98×0.6Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2);
Wk=uz×us×w0 = 0.854×1.520×1.248=1.620kN/m2
h —— 立杆的步距,1.50m;
la —— 立杆纵向间距(梁截面方向),0.90m;
lb —— 立杆横向间距,0.90m;
风荷载产生的弯矩 Mw=0.98×0.6×1.620×0.900×1.500×1.500/10=0.193kN.m;
风荷载设计值产生的立杆段轴力 Nwk计算公式
Nwk=(6n/(n+1)(n+2))*MTk/B
其中 MTk —— 模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值(kN.m),由公式计算:MTk = 0.5H2lawfk + HlaHmwmk
B —— 模板支撑架横向宽度(m);
n —— 模板支撑架计算单元立杆横向跨数;
Hm —— 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡(模板)的高度(m)。
MTk = 1.620×16.8×0.90×(0.5×16.8+1.20)=235.147kN.m
Nwk = 6×20/(20+1)/(20+2)×(235.147/38.00)=1.607kN
Nw —— 考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
Nw = 7.264+1.350×2.577+0.98×0.6×1.607=11.688kN
经计算得到σ=1.10×11688/(0.464×384.2)+1.10×193000/4121=123.526N/mm2
考虑风荷载时立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
架体尽量利用已有结构进行拉结(如剪力墙或柱等),增强架体的稳定性,加强架体施工安全措施。
四、模板支架整体稳定性计算
支架的抗倾覆验算应满足下式要求:
MT 式中: MT-支架的倾覆力矩设计值; MR-支架的抗倾覆力矩设计值。 MR=38.0002×0.900×(3.181+0.300)+2×(0.000×38.000×0.900)×38.000/2=4524.726kN.m MT=3×1.100×235.147 = 775.984kN.m 架体整体抗倾覆验算 MT < MR,满足整体稳定性要求! (五)300*950mm梁侧计算书 计算断面宽度300mm,高度950mm,两侧楼板厚度0mm。 模板面板采用普通胶合板。 内龙骨布置5道,内龙骨采用45.×90.mm木方。 外龙骨间距450mm,外龙骨采用双钢管。 对拉螺栓布置2道,在断面内水平间距150+500mm,断面跨度方向间距450mm,直径14mm。 面板厚度15mm,剪切强度1.2N/mm2,抗弯强度11.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。 木方剪切强度1.2N/mm2,抗弯强度11.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。 模板组装示意图 二、梁侧模板荷载标准值计算 强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。 当浇筑速度大于10m/h或坍落度大于180mm时,新浇混凝土侧压力按公式2计算;其他情况按两个公式计算,取较小值: 其中 γc—— 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t —— 新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.714h; T —— 混凝土的入模温度,取20.000℃; V —— 混凝土的浇筑速度,取2.500m/h; H —— 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.200m; β—— 混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=27.000kN/m2 考虑结构的重要性系数1.00,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值: F1=1.00×27.000=27.000kN/m2 考虑结构的重要性系数1.00,振捣混凝土时产生的荷载标准值: F2=1.00×4.000=4.000kN/m2。 三、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。模板面板的按照连续梁计算。 面板的计算宽度取0.45m。 荷载计算值 q = 1.30×27.000×0.450+1.50×4.000×0.450=18.495kN/m 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: 截面抵抗矩 W = 16.88cm3; 截面惯性矩 I = 12.66cm4; 计算简图 弯矩图(kN.m) 剪力图(kN) 变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下: 变形计算受力图 变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为 N1=1.725kN N2=5.019kN N3=4.078kN N4=5.019kN N5=1.725kN 最大弯矩 M = 0.111kN.m 最大变形 V = 0.323mm 经计算得到面板抗弯计算强度 f = M/W = 0.111×1000×1000/16875=6.578N/mm2 面板的抗弯强度设计值 [f],取11.00N/mm2; 面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求! 截面抗剪强度设计值 [T]=1.20N/mm2 面板抗剪强度验算 T < [T],满足要求! 面板最大挠度计算值 v = 0.323mm 面板的最大挠度小于237.5/250,满足要求! 四、梁侧模板内龙骨的计算 内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载连续梁计算。 内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.24×27.00+1.5×0.24×4.00=9.760kN/m 挠度计算荷载标准值q=0.24×27.00=6.399kN/m 按照三跨连续梁计算,计算公式如下: 均布荷载 q =P/l= 4.392/0.450=9.760kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×9.760×0.45×0.45=0.198kN.m 最大剪力 Q=0.6ql = 0.6×0.450×9.760=2.635kN 最大支座力 N=1.1ql = 1.1×0.450×9.760=4.831kN 本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面抵抗矩 W = 60.75cm3; 截面惯性矩 I = 273.38cm4; 抗弯计算强度 f = M/W = 0.198×106/60750.0=3.25N/mm2 抗弯计算强度小于11.0N/mm2,满足要求! 最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T] 截面抗剪强度计算值 T=3×2635/(2×45×90)=0.976N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.20N/mm2 抗剪强度计算满足要求! 最大变形 v=0.677ql4/100EI=0.677×6.412×450.04/(100×9000.00×2733750.0)=0.072mm 最大挠度小于450.0/250,满足要求! 五、梁侧模板外龙骨的计算 外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算。 外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取横向支撑钢管传递力。 支撑钢管计算简图 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管剪力图(kN) 变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下: 支撑钢管变形计算受力图 支撑钢管变形图(mm) 最大弯矩 Mmax=0.399kN.m 最大变形 vmax=0.085mm 最大支座力 Qmax=9.210kN 抗弯计算强度 f = M/W = 0.399×106/8242.8=48.41N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,满足要求! N < [N] = fA 其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力; A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2); f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值DB12/T 935-2020 水运工程资料管理技术规程,取170N/mm2; 对拉螺栓的直径(mm): 14 对拉螺栓有效直径(mm): 12 对拉螺栓有效面积(mm2): A = 105.000 对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 17.850 对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 9.210 GTCC-089-2018 列车尾部安全防护装置对拉螺栓强度验算满足要求! 第十章 编制人员、审核人员名单、技术职称、职务等情况