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状元府邸二期模板极支撑架施工方案3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.40NQ
宁波大桥连续梁0号块施工工艺不考虑风荷载时,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=7.78kN
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/㎜2;
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,lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945
——由长细比,为2945/16.0=184
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.216;
经计算得到=7777/(0.216×424)=84.917N/㎜2;
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
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=0.450×1.000×0.115=0.052kN/m2
h——水平杆的步距,1.50m;
la——立杆迎风面的间距,1.00m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,1.00m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.052×1.000×1.500×1.500/10=0.013kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
Nw=1.2×3.331+0.9×1.4×2.700+0.9×0.9×1.4×0.013/1.000=7.414kN
经计算得到=7414/(0.216×424)+13000/4491=83.848N/㎜2;
考虑风荷载时立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取6.00m,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As=1296.0㎜2,fy=360.0N/㎜2。
板的截面尺寸为b×h=3600㎜×120㎜,截面有效高度h0=100㎜。
按照楼板每5天浇筑一层,所以需要验算5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5天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边6.00m,短边6.00×0.60=3.60m,
楼板计算范围内摆放7×4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=1×1.20×(0.30+25.10×0.12)+
1×1.20×(0.39×7×4/6.00/3.60)+
1.40×(0.00+3.00)=8.78kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=3.60×8.78=31.60kN/m
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
㎜ax=0.0793×ql2=0.0793×31.61×3.602=32.48kN.m
得到5天后混凝土强度达到48.30%,C30.0混凝土强度近似等效为C14.5。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.20N/㎜2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
=Asfy/bh0fcm=1296.00×360.00/(3600.00×100.00×7.20)=0.18
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s=0.164
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
结论:由于Mi=42.51=42.51>㎜ax=32.48
所以第5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。
标准层100厚楼板模板扣件钢管支架计算书
模板支架搭设高度为2.9m,
立杆的纵距b=1.00m,立杆的横距l=1.00m,水平杆的步距h=1.80m。
面板厚度15㎜,剪切强度1.4N/㎜2,抗弯强度15.0N/㎜2,弹性模量6000.0N/㎜2。
木方40×90㎜,间距250㎜,剪切强度1.3N/㎜2,抗弯强度13.0N/㎜2,弹性模量9000.0N/㎜2。
模板自重0.30kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3,施工活荷载3.00kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。
楼板支撑架荷载计算单元
按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1×(25.10×0.12+0.30)+1.40×3.00=8.174kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×0.12+0.7×1.40×3.00=6.828kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为48×3.0。
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。
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q1=0.9×(25.100×0.120×1.000+0.300×1.000)=2.981kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值q2=0.9×(0.000+3.000)×1.000=2.700kN/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:
W=100.00×1.50×1.50/6=37.50cm3;
I=100.00×1.50×1.50×1.50/12=28.13cm4;
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/㎜2);
M——面板的最大弯距(N.㎜);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/㎜2;
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1×2.981+1.40×2.700)×0.250×0.250=0.046kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.046×1000×1000/37500=1.226N/㎜2
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Q=0.600×(1.20×2.981+1.4×2.700)×0.250=1.104kN
截面抗剪强度计算值T=3×1104.0/(2×1000.000×15.000)=0.110N/㎜2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/㎜2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×2.981×2504/(100×6000×281250)=0.047㎜
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为1000.000㎜
集中荷载P=2.5kN
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q=0.9×(25.100×0.120×1.000+0.300×1.000)=2.981kN/m
面板的计算跨度l=250.000㎜
经计算得到M=0.200×0.9×1.40×2.5×0.250+0.080×1.20×2.981×0.250×0.250=0.175kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.175×1000×1000/37500=4.677N/㎜2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
二、模板支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×0.120×0.250=0.753kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.300×0.250=0.075kN/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=(3.000+0.000)×0.250=0.750kN/m
考虑0.9的结构重要系数,静荷载q1=0.9×(1.20×0.753+1.20×0.075)=0.894kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载q2=0.9×1.40×0.750=0.945kN/m
计算单元内的木方集中力为(0.945+0.894)×1.000=1.839kN
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=1.839/1.000=1.839kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.84×1.00×1.00=0.184kN.m
最大剪力Q=0.6×1.000×1.839=1.104kN
最大支座力N=1.1×1.000×1.839=2.023kN
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.00×9.00×9.00/6=54.00cm3;
I=4.00×9.00×9.00×9.00/12=243.00cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.184×106/54000.0=3.41N/㎜2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/㎜2,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=3×1104/(2×40×90)=0.460N/㎜2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/㎜2
木方的抗剪强度计算满足要求!
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0.745kN/m
最大变形v=0.677×0.745×1000.04/(100×9000.00×2430000.0)=0.231㎜
木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载P=0.9×2.5kN
经计算得到M=0.200×1.40×0.9×2.5×1.000+0.080×0.894×1.000×1.000=0.702kN.m
抗弯计算强度f=0.702×106/54000.0=12.99N/㎜2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/㎜2,满足要求!
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
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
最大弯矩㎜ax=0.759kN.m
最大变形vmax=0.978㎜
最大支座力Qmax=8.851kN
抗弯计算强度f=0.759×106/4491.0=168.94N/㎜2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/㎜2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10㎜,满足要求!
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:
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.85kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,采用双扣件,则R=8.85kN≤2Rc=16kN,满足要求!
五、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):
NG1=0.135×2.880=0.389kN
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.300×1.000×1.000=0.300kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100×0.120×1.000×1.000=3.012kN
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到静荷载标准值NG=0.9×(NG1+NG2+NG3)=3.331kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到活荷载标准值NQ=0.9×(3.000+0.000)×1.000×1.000=2.700kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.40NQ
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=7.78kN
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/㎜2;
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,lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945
——由长细比,为2945/16.0=184
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.216;
经计算得到=7777/(0.216×424)=84.917N/㎜2;
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
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=0.450×1.000×0.115=0.052kN/m2
h——水平杆的步距,1.50m;
la——立杆迎风面的间距,1.00m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,1.00m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.052×1.000×1.500×1.500/10=0.013kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
Nw=1×3.331+0.9×1.4×2.700+0.9×0.9×1.4×0.013/1.000=7.414kN
经计算得到=7414/(0.216×424)+13000/4491=83.848N/㎜2;
考虑风荷载时立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取6.00m,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As=1296.0㎜2,fy=360.0N/㎜2。
板的截面尺寸为b×h=3600㎜×100㎜,截面有效高度h0=100㎜。
按照楼板每5天浇筑一层,所以需要验算5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5天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边6.00m,短边6.00×0.60=3.60m,
楼板计算范围内摆放7×4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=1×1.20×(0.30+25.10×0.12)+
1×1.20×(0.39×7×4/6.00/3.60)+
1.40×(0.00+3.00)=8.78kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=3.60×8.78=31.60kN/m
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
㎜ax=0.0793×ql2=0.0793×31.61×3.602=32.48kN.m
得到5天后混凝土强度达到48.30%,C30.0混凝土强度近似等效为C14.5。
LS/T 8006-2010 粮食工程可行性研究报告编制深度规定混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.20N/㎜2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
=Asfy/bh0fcm=1296.00×360.00/(3600.00×100.00×7.20)=0.18
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s=0.164
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
JC901-2002 水泥混凝土养护剂.pdf结论:由于Mi=42.51=42.51>㎜ax=32.48
所以第5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。