轮扣式钢管梁支撑系统计算400X1000.docx
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轮扣式钢管梁支撑系统计算400X1000
梁模板轮扣式钢管支撑计算书
1.计算参数
结构楼板厚150mm,梁宽b=400mm,梁高h=1000mm,层高6.00m,结构表面考虑隐蔽;模板材料为:
夹板底模厚度18mm,侧模厚度18mm;梁边至板支撑的距离0.8m;板弹性模量E=6000N/mm2,木材弹性模量E=9000N/mm2,抗弯强度fm=13.00N/mm2,抗剪强度fv=1.40N/mm2;支撑采用轮扣式Φ48×3.2钢管2根支撑:
横向间距900mm,纵向间距900mm,支架立杆的步距h=1.20m,立杆伸出顶层水平杆长度a=0.40m;钢管直径48mm,壁厚3.2mm,截面积4.53cm2,回转半径i=1.60cm;钢管重量0.0538kN/m。
钢材弹性模量E=206000N/mm2,抗弯强度f=205.00N/mm2,抗剪强度fv=120.00N/mm2。
2.梁底模验算
(1)梁底模及支架荷载计算
荷载类型标准值单位梁宽(m)梁高(m)系数设计值
①底侧模自重0.3kN/m2×(0.40+1.76)×1.2=0.78kN/m
②砼自重24.0kN/m3×0.40×1.00×1.2=11.52kN/m
③钢筋荷载1.5kN/m3×0.40×1.00×1.2=0.72kN/m
④振捣砼荷载2.0kN/m2×0.40×1.4=1.12kN/m
梁底模和支架承载力计算组合①+②+③+④q1=14.14kN/m
梁底模和龙骨挠度验算计算组合(①+②+③)/1.2q2=10.85kN/m
(2)底模板验算
第一层龙骨(次楞)间距L=300mm,计算跨数5跨;底模厚度h=18mm,板模宽度b=400mm。
W=bh2/6=400×182/6=21600mm3,I=bh3/12=400×183/12=194400mm4。
1)抗弯强度验算
弯矩系数KM=-0.105,Mmax=KMq1L2=-0.105×14.14×3002=-133623N·mm
σ=Mmax/W=133623/21600=6.19N/mm2
梁底模抗弯强度σ=6.19N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算
剪力系数KV=0.606,Vmax=KVq1L=0.606×14.14×300=2571N
τ=3Vmax/(2bh)=3×2571/(2×400×18)=0.54N/mm2
梁底模抗剪强度τ=0.54N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
挠度系数Kυ=0.644;q2=10.85kN/m
υmax=Kυq2L4/(100EI)=0.644×10.85×3004/(100×6000×194400)=0.49mm
[υ]=L/250=300/250=1.20mm
梁底模挠度υmax=0.49mm<[υ]=1.20mm,满足要求。
计算简图及内力图如下图
(3)第一层龙骨(次楞)验算
轮扣式钢管横向间距L=900mm,C=400mm,γ=400/900=0.44。
第一层龙骨(次楞)采用木枋b=80mm,h=80mm;W=bh2/6=80×802/6=85333mm3;I=bh3/12=80×803/12=3413333mm4。
1)抗弯强度验算
a、梁传荷载计算
q=q1×第一层龙骨(次楞)间距/梁宽=14.14×300/400=10.61kN/m
b、板传荷载计算
P板重量=1.2×(板厚度×25+模板重)+1.4×活载=1.2×(0.15×25+0.30)+1.4×2.50=8.36kN/m2
板传递到第一层龙骨(次楞)的荷载P=400/1000×300/1000×8.36=1.02kN
a=0.5×(L-c)=0.5×(900-400)=250mm,Mp=P×a=1.02×250.00=0.26kN·m
Mmax=Mq+Mp=(0.74+0.26)×106=1060000N·mm
σ=Mmax/W=1000000/85333=11.72N/mm2
第一层龙骨(次楞)抗弯强度σ=11.72N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算
Vmax=0.5×q×梁宽+P=0.5×10.61×400/1000+1.02=3.14kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×3.14×1000/(2×80×80)=0.74N/mm2
第一层龙骨(次楞)抗剪强度τ=0.74N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
q’=q2×第一层龙骨(次楞)间距/梁宽=10.85×300/400=8.14N/mm
υq=q'cL3×(8-4γ2+γ3)/(384EI)
=8.14×400×9003×(8-4×0.442+0.443)/(384×9000×3413333)=1.47mm
υp=PaL2×(3-4×(a/L)2)/(24EI)
=1.29×1000×250×9002×(3-4×0.282)/(24×9000×3413333)=0.95mm
υmax=υq+υp=1.47+0.95=2.42mm
[υ]=L/250=900/250=3.60mm
第一层龙骨(次楞)挠度υmax=2.42mm<[υ]=3.60mm,满足要求。
计算简图及内力图如下图
(4)第二层龙骨(主楞)验算
轮扣式钢管纵向间距900mm,计算跨数2跨;第二层龙骨(主楞)采用单枋b=80mm,h=80mm
W=1×80×802/6=85333mm3,I=1×80×803/12=3413333mm4。
1)抗弯强度验算
P=V=1/2×q×梁宽+P=0.5×10.61×400/1000+1.02=3.14kN
弯矩系数KM=-0.333,Mmax=KmPL=-0.333×3.14×1000×900=-941058N·mm
σ=Mmax/W=941058/85333=11.03N/mm2
第二层龙骨(主楞)抗弯强度σ=11.03N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算
剪力系数KV=1.333,Vmax=KVP=1.333×3.14=4.19kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×4.19×1000/(2×80×80)=0.98N/mm2
第二层龙骨(主楞)抗剪强度τ=0.98N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
3)挠度强度验算
挠度系数Kυ=1.466,P'=V=1/2×q×梁宽+P板传=0.5×8.14×400/1000+1.02=2.92kN
υmax=KυP’L3/(100EI)=1.466×2.92×1000×9003/(100×9000×3413333)=1.02mm
[υ]=L/250=900/250=3.60mm
第二层龙骨(主楞)挠度υmax=1.02mm<[υ]=3.60mm,满足要求。
计算简图及内力图如下图
3.支撑强度验算
(1)荷载计算
传至每根轮扣式钢管立柱荷载NQK1=7383N
轮扣式钢管重量0.0538kN/m,立杆重量=0.0538×6.0×1000=323N
水平拉杆5层,拉杆重量=5×1.50×0.04=300N
支架重量NGk=立杆重量+水平拉杆重量=323+300=623N
钢管轴向力N=1.2NGK+NQK=1.2×623+7383=8131N
(2)轮扣式钢管立杆长细比验算
其中:
βH—高度修正系数,取1.02,根据《轮扣式钢管脚手架安全技术规程》(DB44/T—2016)第6.3.14条;
βa—扫地杆高度与悬臂长度修正系数,取1.033,根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》(JGJ300—2016)
μ—立杆计算长度系数,取2.1,根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》(JGJ300—2016)
i=1.60cm,λ=L0/i=265.5/1.60=166
钢管立杆长细比166<230,满足要求。
(3)轮扣式钢管立杆稳定性验算
1)不组合风荷载时:
=0.256,P=N/(
A)=8131/(0.256×453.00)=70.1N/mm2
钢管立杆稳定性计算70.1N/mm2<205.00N/mm2,满足要求。
2)组合风荷载时:
支架荷载设计值的力如下
=16.7KN/m。
其中,
nwa—单元框架纵向跨数,按5跨考虑;
pwk—风荷载线荷载标准值0.156KN/m2×0.9m=0.14KN/m;
H—模板支撑结构高度,取6m;
B—模板支撑结构横向宽度,取1.2;
风压高度变化系数μz=0.65;地面粗糙度按C类
挡风系数φ=0.800,全封闭计算,则脚手架风荷载体型系数
μs=1.0φ=1.0×0.800=0.800,工程位于广东省广州市,基本风压ω0=0.30kN/m2
风荷载标准值WZ=μZμsw0=0.65×0.8×0.3kN/m2=0.156kN/m2
按照以上计算的思路,计算得出,立杆轴向力设计值为19.60KN
组合风荷载作用下,立杆稳定性计算公式如下所示
小于205N/mm2
4.支撑支承面验算
轮扣式钢管立杆设配套底座200×100mm,支承面为(按C15考虑)混凝土楼板,楼板厚=120mm,上部荷载为:
F=13.26kN
(1)支承面受冲切承载力验算
βS=2.00,ft=0.91N/mm2,hO=120-15=105mm,η=0.4+1.2/βS=1.00
σpc,m=0N/mm2,Um=2×(200+105)+2×(100+105)=1020mm,βh=1.00
(0.7βhft+0.25σpc,m)ηUmhO=[(0.7×1×0.91+0.25×0)×1.00×1020×105]/1000=68.22kN
钢管支承面受冲切承载力68.22kN>8.13kN,满足要求。
(2)支承面局部受压承载力验算
Ab=(0.20+2×0.10)×(0.10×3)=0.12m2,Al=0.20×0.10=0.02m2
βl=(Ab/Al)0.5=2.45,fcc=0.85×7200=6120kN/m2,ω=0.75
ωβlfccAl=0.75×2×6120×0.02=183.60kN
支承面局部受压承载力F=183.60kN>8.13kN,满足要求。
5.侧模板验算
(1)荷载计算
1)新浇砼的侧压力
F1=0.22γ×200/(T+15)β1β2V1/2
=0.22×24.00×4.44×1.20×1.15×2.000.5=45.75kN/m2
(γ=24.0β1=1.20β2=1.15V=2.0T=30.0℃)
F2=γH=24×梁高=24×1.00=24.00kN/m2
F1、F2两者取小值F=24.00kN/m2,有效压头高度=F/γ=1.00m。
2)荷载计算
荷载类型 标准值 单位分项系数设计值单位
①新浇混凝土的侧压力F 24.00 kN/m2 γG=1.2 28.80 kN/m2
②振捣混凝土产生的荷载Q2K 4.00 kN/m2 γQ=1.4 5.60 kN/m2
梁侧模和侧肋强度荷载组合①+② 34.40kN/m2
梁底模和侧肋挠度验算计算荷载①/1.2 24.00kN/m2
(2)侧模板强度验算
取竖肋间距L=300mm,计算跨数5跨,木模板厚度h=18mm
W=bh2/6=880×182/6=47520mm3,I=bh3/12=880×183/12=427680mm4。
1)抗弯强度验算
弯矩系数KM=-0.105,q=34.40×(1000-120)/1000=30.27kN/m=30.27N/mm
Mmax=KMqL2=-0.105×30.27×3002=-286052N·mm=-0.29kN·m
σ=Mmax/W=286052/47520=6.02N/mm2
侧模抗弯强度σ=6.02N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算
抗剪系数KV=0.606,Vmax=KVqL=0.606×30.27×300/1000=5.50kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×5.50×1000/(2×18×880)=0.52N/mm2
侧模抗剪强度τ=0.52N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
挠度系数Kυ=0.644,q,=24.00×(1000-120)/1000=21.12kN/m=21.12N/mm
挠度υmax=Kυq,L4/100EI=0.644×21.12×3004/(100×6000×427680)=0.43mm
[υ]=L/250=300/250=1.20mm
侧模挠度υmax=0.43mm<[υ]=1.20mm,满足要求。
计算简图及内力图如下图
(3)对拉螺栓计算
Fs=0.95×(γGF+γQQ2k)=0.95×34.40=32.68kN/m2;设2排对拉螺栓,螺栓横向间距a=600mm=0.60m,竖向间距b=(1000-120)/3=293mm=0.29m,N=abFs=0.60×0.29×32.68=5.69kN;对拉螺栓φ12,容许拉力[Ntb]=12.90kN
对拉螺栓受力5.69kN<容许拉力12.90kN,满足要求。
(4)侧肋强度验算
计算跨度293mm;跨数3跨。
木枋尺寸b=80mm,h=80mm
W=bh2/6=80×802/6=85333mm3,I=bh3/12=80×803/12=3413333mm4。
1)抗弯强度验算
弯矩系数KM=0.100,q=34.40×300/1000=10.32N/mm
Mmax=KMqL2=0.100×10.32×2932=88596N·mm=0.09kN·m
σ=Mmax/W=88596/85333=1.04N/mm2
侧肋抗弯强度σ=1.04N/mm2<fm=13.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算
剪力系数KV=0.600,Vmax=KVqL=0.600×10.32×293/1000=1.82kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×1.82×1000/(2×80×80)=0.43N/mm2
侧肋抗剪强度τ=0.43N/mm2<fv=1.40N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
挠度系数Kυ=0.677,q,=24.00×300/1000=7.20N/mm;
挠度υmax=Kυq,L4/100EI=0.677×7.20×2934/(100×9000×3413333)=0.01mm
[υ]=L/250=293/250=1.17mm
侧肋挠度υmax=0.01mm<[υ]=1.17mm,满足要求。
计算简图及内力图如下图
6.梁侧檩梁验算
对拉螺杆横向间距600mm,侧肋间距300mm,计算跨数5跨,梁侧檩梁采用Φ48×3.2双钢管,W=4730mm3,I=113500mm4,A=450mm2;
1)抗弯强度验算
弯矩系数KM=0.171,P=1.100qL=1.100×10.32×0.29=3.33kN;
Mmax=KmPL=0.171×3.33×0.60×106=341658N·mm=0.34kN·m
σ=Mmax/W=341658/(2×4730)=36.12N/mm2
檩梁抗弯强度σ=36.12N/mm2<fm=205.00N/mm2,满足要求。
2)抗剪强度验算
剪力系数KV=0.658,Vmax=KVP=0.658×3.33=2.19kN
τ=3Vmax/(2A)=3×2191/(2×2×450)=3.65N/mm2
檩梁抗剪强度τ=3.65N/mm2<fv=120.00N/mm2,满足要求。
3)挠度验算
挠度系数Kυ=1.097,P,=1.100qL=1.100×7.20×0.29=2.32kN=2323N
υmax=KυP,L3/(100EI)=1.097×2323×6003/(100×206000×2×113500)=0.12mm
[υ]=L/250=600/250=2.40mm
檩梁挠度υmax=0.12mm<[υ]=2.40mm,满足要求。
7.计算结果
底模、侧模厚度18mm;第一层龙骨(次楞)80×80mm木枋@300mm,第二层龙骨(主楞)80×80mm单木枋@900mm;采用轮扣式Φ48×3.2钢管2根支撑,立杆纵向@900mm,横向@900mm,立杆伸出顶层水平杆长度a=0.40mm;竖肋80×80mm木枋@300mm,对拉螺栓2排φ12@600mmΦ48×3.2双钢管,采用作为横檩梁。
模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑;中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距应小于或等于4.5m;剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45°-60°之间,斜杆应每步与立杆扣接;模板支撑架高度6000mm,顶端和底部必须设置水平剪刀撑,中间水平剪刀撑设置间距应小于或等于4.8m。
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