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某国际大厦工程项目高大模板工程专项施工方案钢管立杆稳定性计算σ=77.4N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算
DB44/T 2122-2018 桉树人工林生态管理技术规范.pdflo=k1k2(h+2a)=1.167×1.008×(1.25+0.1×2)=1.706m;
lo/i=1705.687/15.9=107;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.537;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=9417.132/(0.537×424)=41.4N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=41.4N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
超高模板支架(扣件钢管高架)计算书
因本工程模板支架高度为11.5米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.00;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):11.50;
采用的钢管(mm):Φ48×3.0;板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式:可调托座;
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500;
面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):400.000;
木方弹性模量E(N/mm2):9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;
木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;
托梁材料为:木方:100×100mm;
楼板的计算厚度(mm):120.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100×1.82/6=54cm3;
I=100×1.83/12=48.6cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.12×1+0.35×1=3.35kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×1=2.5kN/m;
其中:q=1.2×3.35+1.4×2.5=7.52kN/m
最大弯矩M=0.1×7.52×4002=120320kN·m;
面板最大应力计算值σ=M/W=120320/54000=2.228N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为2.228N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=3.35kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×3.35×4004/(100×9500×48.6×104)=0.126mm;
面板最大允许挠度[ν]=400/250=1.6mm;
面板的最大挠度计算值0.126mm小于面板的最大允许挠度1.6mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33cm3;
I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4;
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.4×0.12+0.35×0.4=1.34kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×0.4=1kN/m;
均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×1.34+1.4×1=3.008kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.008×12=0.301kN·m;
方木最大应力计算值σ=M/W=0.301×106/83333.33=3.61N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为3.61N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:V=0.6×3.008×1=1.805kN;
方木受剪应力计算值τ=3×1.805×103/(2×50×100)=0.541N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.541N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载q=q1=1.34kN/m;
最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm;
方木的最大挠度计算值0.242mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:木方:100×100mm;
W=166.667cm3;
I=833.333cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=3.008kN;
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.77kN·m;
最大变形Vmax=0.713mm;
最大支座力Qmax=8.398kN;
托梁的抗压强度设计值[f]=13N/mm2;
托梁的最大应力计算值4.621N/mm2小于托梁的抗压强度设计值13N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为0.713mm小于1000/250,满足要求!
五、模板支架立杆荷载设计值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.158×11.5=1.818kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.35×1×1=0.35kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×0.12×1×1=3kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.168kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.5+2)×1×1=4.5kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=12.502kN;
六、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/(φA)≤[f]
l0=h+2a=1+0.1×2=1.2m;
l0/i=1200/15.9=75;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.75;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=12501.78/(0.75×424)=39.314N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=39.314N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算
l0=k1k2(h+2a)=1.185×1.041×(1+0.1×2)=1.48m;
Lo/i=1480.302/15.9=93;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.641;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=12501.78/(0.641×424)=45.999N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=45.999N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
400mm厚模板(扣件钢管架)计算书
横向间距或排距(m):0.80;纵距(m):0.80;步距(m):1.25;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):3.70;
采用的钢管(mm):Φ48×3.0;板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式:可调托座;
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500;
面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
木方弹性模量E(N/mm2):9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):250.000;
木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;
托梁材料为:钢管(单钢管):Ф48×3;
图2楼板支撑架荷载计算单元
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=80×1.82/6=43.2cm3;
I=80×1.83/12=38.88cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.4×0.8+0.35×0.8=8.28kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×0.8=2kN/m;
其中:q=1.2×8.28+1.4×2=12.736kN/m
最大弯矩M=0.1×12.736×2502=79600N·mm;
面板最大应力计算值σ=M/W=79600/43200=1.843N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为1.843N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=8.28kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×8.28×2504/(100×9500×38.88×104)=0.059mm;
面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm;
面板的最大挠度计算值0.059mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33cm3;
I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4;
方木楞计算简图(mm)
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.25×0.4+0.35×0.25=2.588kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×0.25=0.625kN/m;
均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×2.588+1.4×0.625=3.98kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.98×0.82=0.255kN·m;
方木最大应力计算值σ=M/W=0.255×106/83333.33=3.057N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为3.057N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:V=0.6×3.98×0.8=1.91kN;
方木受剪应力计算值τ=3×1.91×103/(2×50×100)=0.573N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.573N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载q=q1=2.588kN/m;
最大允许挠度[ν]=800/250=3.2mm;
方木的最大挠度计算值0.191mm小于方木的最大允许挠度3.2mm,满足要求!
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:钢管(单钢管):Ф48×3;
I=13.08cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=3.184kN;
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.856kN·m;
最大变形Vmax=1.362mm;
最大支座力Qmax=11.299kN;
最大应力σ=856321.875/4490=190.718N/mm2;
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
托梁的最大应力计算值190.718N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为1.362mm小于800/150与10mm,满足要求!
五、模板支架立杆荷载设计值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.145×3.7=0.537kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.35×0.8×0.8=0.224kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×0.4×0.8×0.8=6.4kN;
静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.161kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值NQ=(2.5+2)×0.8×0.8=2.88kN;
3.立杆的轴向压力设计值计算公式
JCT2125-2012 屋面保温隔热用泡沫混凝土.pdfN=1.2NG+1.4NQ=12.625kN;
六、立杆的稳定性计算:
σ=N/(φA)≤[f]
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1.155×1.7×1.25,1.25+2×0.1]=2.454;
立杆计算长度L0=2.454;
L0/i=2454.375/15.9=154;
各种预应力施工工艺、要点由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.294;
钢管立杆受压应力计算值;σ=12625.488/(0.294×424)=101.283N/mm2;
立杆稳定性计算σ=101.283N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!