梁模板扣件钢管高支撑架计算书
计算依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)。
计算参数:
模板支架搭设高度为11.6m,梁截面 B×D=800mm×1300mm,立杆的纵距(跨度方向) l=0.50m,立杆的步距 h=1.50m,梁底增加4道承重立杆。
面板厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。
木方50×80mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。
梁两侧立杆间距1.11m。
梁底承重杆按照布置间距25,250,250,250mm计算。
模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重25.50kN/m3,施工活荷载2.50kN/m2。
梁两侧的楼板厚度0.15m,梁两侧的楼板计算长度1.20m。
扣件计算折减系数取1.00。
图1 梁模板支撑架立面简图
按照规范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=1.2×(25.50×1.30+0.50)+1.40×2.50=43.880kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×1.30+0.7×1.40×2.50=44.570kN/m2
由于永久荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为 F = 0.9×1.35×25.500×0.150×1.200×0.500=2.788kN。
采用的钢管类型为48×3.0。
一、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。模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = 25.500×1.300×0.500=16.575kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.500×0.500×(2×1.300+0.800)/0.800=1.063kN/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):
经计算得到,活荷载标准值 P1 = (0.000+2.500)×0.800×0.500=1.000kN
考虑0.9的结构重要系数,均布荷载 q = 0.9×(1.35×16.575+1.35×1.063)=21.430kN/m
考虑0.9的结构重要系数,集中荷载 P = 0.9×0.98×1.000=0.882kN
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 = 50.00×1.50×1.50/6 = 18.75cm3;
I = 50.00×1.50×1.50×1.50/12 = 14.06cm4;
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=1.684kN
N2=4.898kN
N3=4.862kN
N4=4.898kN
N5=1.684kN
最大弯矩 M = 0.091kN.m
最大变形 V = 0.212mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.091×1000×1000/18750=4.853N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值 T=3×2602.0/(2×500.000×15.000)=0.520N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算 T < [T],满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值 v = 0.212mm
面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
(一)梁底木方计算
按照简支梁计算,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 = 4.898/0.500=9.796kN/m
最大弯矩 M = 0.125ql2=0.125×9.80×0.50×0.50=0.306kN.m
最大剪力 Q=0.5×0.500×9.796=2.449kN
最大支座力 N=1.0×0.500×9.796=4.898kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×8.00×8.00/6 = 53.33cm3;
I = 5.00×8.00×8.00×8.00/12 = 213.33cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.306×106/53333.3=5.74N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q = 0.5ql
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×2449/(2×50×80)=0.918N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
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8.063kN/m
最大变形 v =5/3.84×8.063×500.04/(100×9000.00×2133333.5)=0.342mm
木方的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
三、梁底支撑钢管计算
(一) 梁底支撑横向钢管计算
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