全钢大模板86系列计算书改.docx
- 文档编号:16913382
- 上传时间:2023-07-19
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:126.82KB
全钢大模板86系列计算书改.docx
《全钢大模板86系列计算书改.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全钢大模板86系列计算书改.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
全钢大模板86系列计算书改
附件
86系列
拼装式全钢大模板设计计算书
陕西航天建筑工程公司
目录
一、新浇筑砼对模板侧面的压力标准值…………………………1
二、振捣砼和倾倒砼对模板产生的侧压力………………………2
三、模板面板刚度、强度验算……………………………………2
四、模板主肋刚度、强度验算……………………………………4
五、穿墙螺栓强度验算……………………………………………5
六、操作平台计算…………………………………………………6
七、吊环强度验算…………………………………………………7
八、模板停放时在风载作用下自稳角计算……………………9
一、新浇砼对模板侧面的压力标准值
根据《建筑工程大模板技术规程》JGJ74—2003、J270—2003附录B提供的公式计算。
当采用内部振捣器时新浇筑的砼作用于模板的最大侧压力,可按下列二式计算,并取其中较小值。
(1)
(2)
式中:
F——新浇筑砼对模板的最大侧压力(KN/m2);
γc——砼的重力密度(KN/m3);
to——新浇砼的初凝时间(h),可按实测确定。
当缺乏试验资料时,可采用to=200/(T+15)计算(T为砼的温度℃);
V——砼的浇筑速度(m/h);
H——砼侧压力计算位置处至新浇筑砼顶面的总高度(m);
β1——外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;
β2——砼坍落度影响修正系数,当坍落度小于100mm时,取1.10:
不小于100mm时,取1.15。
砼侧压力的计算分布图形如图1所示。
图1砼侧压力的分布图形
算例1目前新浇筑砼特性,取有关数值如下:
对普通砼来说,新浇筑砼自重标准值24KN/m3,即取γc=24KN/m3;新浇筑砼的初凝时间(h)取to=2.5(h);砼的浇注速度V=0.8m/h;砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度为2.8m;掺具有缓凝作用的外加剂,取β1=1.2;坍落度影响修正系数取β2=1.15。
F=24×2.8=67.2KN/m2
有效压头高度h=16.29÷24=0.68m
二、振捣砼和倾倒砼时对模板产生的侧压力
1、振捣砼时产生的荷载标准值(KN/m2)
对垂直面模板可采用4.0KN/m2(作用范围在新浇筑砼侧压力的有效压头高度之内)。
2、倾倒砼时产生的水平载荷标准(KN/m2)
目前采用容量小于0.2m3的运输器具,取2.0KN/m2,规范规定作用范围在有效压头高度以内。
三、全钢大模板强度、刚度验算
由于侧向大模板纵横交叉与模板钢面板焊接,把模板的板面分成300mm×2800mm、300mm×850mm、300mm×1000mm、300mm×250mm、300mm×600mm等大小不等的方格,面板与纵向主肋焊缝较牢,面板与横向次肋焊缝较纵向焊缝较少一些,至此面板处于二边固支二边简支板的受力状态。
按高等材料力学的公式,假定跨a固定,跨b简支,且a为长边,b为短边。
计算公式为:
Macv=Mac+νMbc
式中:
Mbc=qb2/(1+0.8α2+6α4),Mac=0.015qb2[(1+3α2)/(1+α4)]
Wmax=[0.16/(1+α2+5α4)]×(1-ν2)×qb4/Eh3,Mae=qb2/(1+0.8α4)
ν———材料的泊松比,对于普通钢材一般取ν=0.3;
q———均布荷载(KN/m2);
Mac———沿板中心线的弯矩;
Mbc———沿板中心处的弯矩;
h———板的厚度;
Macv———模板考虑材料的泊松比后,沿板中心线的弯矩;
Mae———板边中心处弯矩;
Wmax———板在均布荷载作用下的最大位移;
α=b/a
取钢材的泊松系数ν=0.3,钢材的弹性模量E=206KN/mm2,钢板厚度h=6mm取300mm×2800mm方格板验算,得到最大弯矩和挠度。
Mbc=qb2/(1+0.8α2+6α4)=0.079qb2,Mac=0.015qb2(1+3α2)/(1+α4)=0.0155qb2
Macv=0.0155qb2+0.3×0.124qb2=0.0526qb2
Wmax=[0.16/(1+α2+5α4)]×(1-ν2)qb4/Eh3=0.144qb4/Eh3
对于静荷载,取组合系数1.2,则静载为:
q=1.2×16.29=19.55kN/m2
Wmax=0.144=0.512mm
板中心弯矩:
Macv=0.0526+19.55×0.32=0.0925KN
板边中心弯矩:
Mae=0.125×19.55×0.32=0.22KN
最大弯矩对应的应力为:
(取1mm宽截面)
σmax=Mae/rxW==36.67N/mm2
W=bh2=×1×62=6mm,弯矩平面内截面系数rx=1
刚度和强度均满足设计要求。
其中,板内挠度要求小于1mm,强度要求小于190N/mm2。
(相应于抗拉,抗压强度)
四、模板主肋刚度、强度验算
模板主肋刚度、强度验算的方法是假定模板主肋受荷作用为一根连续梁,按连续梁计算方法来进行模板主肋刚度、强度验算。
假定作用的简图为图2。
图2主肋按连续梁计算刚度、强度示意图
L1=900mmL2=1100mm
为了简单起见,对L2跨按一边固支一边简支梁进行,且假定在L2上作用均布荷载。
ƒmax=0.00542Mmax=qL2
考虑上翼缘的作用,此时截面如下图
Ixo=300×63+(y1-3)2(6×300)+803×6+(y2-40)2(6×80)
=63×34×2+(y2-3)2×34×6+(y1-9)2×34×6
y1==17.21mm
y2=86-y1y2=68.79mm
Ixo=300×63+(17.21-3)2(6×300)+803×6+(68.79-40)2(6×80)
=63×34×2+(68.79-3)2×34×6+(17.21-9)2×34×6
=1924224.381mm4
均布q=0.01955×300=5.865N/mm
ƒmax=0.00542×=0.045mm
如果不考虑上翼缘的作用,仅考虑主肋截面的作用。
(此时按槽钢计算)
Ixo=×6×803+372×34×6×2=814552mm4
ƒmax=0.00542×=0.107mm
Mmax=qL2=×5.865×11002=498983.2N·mm
五、穿墙螺栓强度验算
穿墙栓采用Φ32,假定采用螺距P(mm)为3.5mm,考虑端头插孔则螺栓有效直径为25mm,则螺栓有效面积Ae=490.87mm2。
假定穿墙栓所承受模板侧压力的面积为1200mm×1200mm,而侧压力为0.01955N/mm2,则承受拉力设计值N=1200×1200×0.01955=28.152KN。
抗拉强度按190N/mm2取值,则螺栓能承受的拉力为:
N承=190×490.87=93.27KN
N承=93.27KN>N=28.152KN
螺栓能承受的拉力远远大于侧向压力。
六、操作平台计算
1、计算简图如图3
图3操作平面受力计算示意图
2、力学计算
操作平台C节点是计算关键。
假定ABC为一钢体,其自重脚手板重及施工人员最不利计算。
自重=0.1kN人重=0.6KN
钢脚手板重=0.208kNN=0.6+0.1+0.208=0.908KN
以集中荷载N作用于A点计算,得平衡方程。
Ne.550=N.800N=0.908kN
既而可平衡力系Ne=1.286kN
Nb=Ne=1.286kNN=Vc=0.908KN
3、焊缝验算
σ=N/Lmt≤ƒfW
其中Lm——焊缝长度
t——在对接接头中连接件的较小厚度
ƒfW——对接焊缝的抗拉强度设计值
这里N=Nb=908N
Lm=48×2=96mmt=3.5mmƒfW=160N/mm2
∴σ=908/96×3.5=3.08N/mm≤160N/mm(可)
4、螺栓抗剪计算
每个螺栓受剪连接应取抗剪和承压设计值中较小值。
抗剪承载力Nυ=Nυ.πd2/4.ƒτ
其中:
受剪面数目Nυ=2
螺栓杆直径d=14mm
抗剪强度设计ƒτ=130N/mm2
Nυ=2×π×142××130=40.02KN>Vb=0.908KN
承压承载力Ne=dΣtfc
d——螺栓直径d=14mm
t——对接接头中连接件的较小厚度t=3.5mm
fc——承压强度设计值fc=465N/mm2
Ne=14×2×3.5×465=45.57kN≥Nb=1.286KN(可)
七、吊环强度验算
1、吊环构造示意图如图
2、吊环所需承受的重量
模板按7000mm×2900mm计算一块整体式模量,总重量大约19.25KN荷载设计值分项系数取1.2。
则为N板=19.25×1.2=23.1KN
大板由两个吊环承担,一个环承担的力为N板/2=23.1/2=11.55KN
由于钢吊环按2个截面计算,吊环拉应力不应大于50N/mm2
大模板钢吊环所需净截面面积可按下列公式计算:
Sd≥==300.3mm2
实际用环的截面面积为:
S=πd2/4=314mm2(d=20mm)
S≥Sd(截面面积满足要求)
式中Sd—吊环净截面积(mm2);
FX—大模板吊装时每个吊环所承受荷载的设计值(N);
Kd—截面调整系数,通常Kd=2.6。
3、螺栓抗剪计算:
每个螺栓受剪连接应取抗剪和承压设计值中较小值。
抗剪承载力Nυ=nυ.πd2/4.ƒτ
其中:
受剪面数目nυ=2
螺栓杆直径d=14mm
抗剪强度设计ƒτ=130N/mm2
Nυ=2×π×142××130=40.02KN>N板/2=18.42KN
承压承载力Ne=dΣtfc
d——螺栓直径d=14mm
t——对接接头中连接件的较小厚度t=3.5mm
fc——承压强度设计值fc=465N/mm2
Ne=14×2×3.5×465=45.57kN>N板/2=18.42KN
4、角焊缝设计强度的验算:
由于角焊缝长度方向与受力方向一致,因此剪应力按
τf=N/heLm计算,共4条焊缝,每条长120mm
取焊缝的有效厚度he=4mm
τf=22.42/[4×(120-10)×4]=12.74N/mm2
远远低于角焊缝的抗拉、抗压和抗弯设计值
ƒfW=160N/mm2
八、大模板的倾覆稳定验算
大模板稳定性,主要取决于模板自稳角。
所谓自稳角度就是对一定自重的大模板,在某一风力作用下,除能保持稳定的倾斜角,即模板面与铝垂直线之间的夹角α。
图4自稳角计算简图
自稳角的计算简图如上图所示,若设支架b>a,在右风荷载的作用下,只要保证模板不从右向左倾覆,就同时保证了在左风向作用下,模板不会从左向右倾覆。
自稳角计算时,取出一米宽的板带,假定模板自重为P(N/m2),风荷载为W(N/m2)。
大模板保证自稳条件是:
抗倾覆力矩≥倾覆力矩。
PH.a≥Kωkh.
从图上看到:
h=Hcosα,a=.sinα代入上式,得到
H2sinα≥KωkH2cos2α=KωkH2(1-sin2α)
即等式,即有
kωksin2α—Psinα-kωk=0,sinα=
即α=sin-1()
设计时,应根据模板所在楼层高层与风力的大小,模板自重,按自稳角方程式即可确定安全自稳角,计算的自稳角如果超过支架能调节的最大倾角时,则应加缆风的措施以保证安放模板的安全。
在实际计算中,垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下式计算:
α≥arcsin[-p+(p2+4K2ωk2)]/2Kωk
式中α—大模板自稳角(°);
p—大模板单位面积自重(KN/m2)
k—抗倾倒系数,通常k=1.2;
ωk—风荷载标准值(KN/m2);
ωk=μsμzυ2f/1600
式中μs—风荷载体型系数,取μs=1.3;
μz—风压高度变化系数,大模板地面堆放时μz=1;
υf—风速(m/s),根据本地区风力级数确定,换算关系参照下表。
风力(级)
5
6
7
8
9
风速(m/s)
8.0~10.7
10.8~13.8
13.9~17.1
17.2~20.7
20.8~24.4
基本风压
(KN/m2)
0.04~0.07
0.07~0.12
0.12~0.18
0.18~0.27
0.27~0.37
算例2西安地区基本风压为0.35KN/m2,按线性插入法得风速为23.68m/s,ωk=μsμzυ2f/1600=1.3×1×23.682/1600=0.456KN/m2,大模板自重2KN/m2,
代入公式计算:
sinα==0.2557
sin-1(0.2557)=14.82°
所以支架的角度要大于14.82°。
参考资料
中华人民共和国行业标准
《建筑工程大模板技术规程》
JGJ74—2003J270—2003
《砼结构工程施工及验收规范》GB50204—1992
孙训方等编《材料力学》高教出版社
王国周编《钢结构—原理与设计》清华大学出版社
附录1有关省市基本风压列表
经查荷载规范,知道下面省市的基本风压如下:
省市
基本风压
北京
0.35kN/m2
天津
0.40kN/m2
陕西西安
0.35kN/m2
河北石家庄
0.30kN/m2
吉林长春
0.55kN/m2
辽宁沈阳
0.50kN/m2
内蒙古呼和浩特
0.50kN/m2
山西太原
0.30kN/m2
河南郑州
0.40kN/m2
江苏南京
0.35kN/m2
安徽合肥
0.30kN/m2
广西南宁
0.35kN/m2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全钢大 模板 86 系列 计算