现浇梁满堂支架设计计算精品.docx
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现浇梁满堂支架设计计算精品
【关键字】设计、位置、支撑、稳定、需要、作用、标准、水平、化解、满足
现浇梁满堂支架设计计算
一、面板计算
模板面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板按照三跨连续梁计算,取最不得荷载位置进行验算,计算宽度取0.3m。
面板所受荷载有:
新浇混凝土及钢筋自重;施工人员及施工设备荷载;倾倒和振捣混凝土产生的荷载。
计算荷载取箱梁实体混凝土计算。
1.面板荷载计算
1.1恒荷载计算
q11=Q2V=26×1.6×0.3=12.48kN/m
式中:
Q2—混凝土自重标准值按26KN/m3计;
V—每米钢筋混凝土梁体积;
1.2活荷载计算
q2=(Q3+Q4)×b=(2.5+2)×0.3=1.35kN/m
式中:
Q3—施工人员及设备荷载;取2.5KN/m2;
Q4—浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值,取2.0KN/m2;
b—面板计算宽度。
1.3面板荷载设计值:
q=1.2q1+1.4q2=16.909kN/m。
2.面板计算
2.1强度计算
强度计算简图
2.1.1抗弯强度计算:
σw=M/W 式中: σw—面板的抗弯强度计算值(N/mm2); M—面板的最大弯距(KN.m); W—面板的净截面抵抗矩,W=1/6×bh2=30×1.52/6=11.25cm3; 弯矩图 M=0.1ql2=0.1×16.909×0.32=0.152KN.m 式中: q—模板荷载设计值(kN/m), l—面板跨度,即横梁间距。 经计算得到面板抗弯强度计算值σw=0.152×106/(11.25×103)=13.511N/mm2; 截面抗弯强度允许设计值f=105N/mm2。 面板的抗弯强度验算σw 剪力图 τ=3Q/2bh<[τ] 式中: Q—面板最大剪力,Q=0.6ql=0.6×16.909×0.3=3.044KN; 截面抗剪强度计算值: τ=3×3044/(2×300×15)=1.015N/mm2; 截面抗剪强度允许设计值[τ]=3.40N/mm2。 抗剪强度验算τ<[τ],满足要求! 2.2挠度计算: 挠度图 v=0.677q1L4/100EI<[f]=l/400 其中: q1-恒荷载标准值,q1=12.516kN/m; L-面板跨度,即横梁间距,取0.3m; E-面板的弹性模量,取13000N/mm2; I为面板惯性矩,I=bh3/12=30×1.53/12=8.438cm4; 面板最大挠度计算: f=0.677×12.516×304/(100×13000×8.438)=0.6mm 面板的最大挠度小于300/400mm,满足要求! 二、次梁(横向)计算 次梁为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,次梁按照三跨连续梁计算,取最不利荷载位置进行验算。 次梁所受荷载有: 新浇混凝土及钢筋自重,面板自重;施工人员及施工设备荷载;倾倒和振捣混凝土产生的荷载。 腹板下计算宽度取次梁的间距0.3m。 1.荷载的计算 1.1钢筋混凝土自重: q11=26×1.6×0.3=12.48kN/m 1.2模板面板的自重线荷载: q12=8×0.015×0.3=0.036kN/m; 1.3次梁自重(松木): q13=6×0.1×0.1=0.06kN/m; 强度计算永久荷载设计值q1=1.2(q11+q12+q13)=15.091kN/m; 变形计算永久荷载标准值q=q11+q12+q13=12.576kN/m; 1.4可变荷载标准值q2=1.4(Q3+Q4)×0.3=1.4×4.5×0.3=1.89kN/m; 2.次梁的强度计算 2.1荷载计算及组合 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,计算及组合如下: 强度计算恒荷载简图 注: 此图中最大支座力为: P1=1.1q1l=1.1×15.091×0.6=9.96kN。 强度计算活荷载组合简图 注: 此图中最大支座力为: P2=1.2q2l=1.2×1.89×0.6=1.361kN; 组合以后最大支座力为P=9.96+1.361=11.321kN (此值即为计算托梁强度的集中力)。 2.2次梁抗弯强度计算 恒荷载弯矩图 恒荷载最大弯矩: M1=0.1q1l2=0.1×15.091×0.62=0.543kN.m 活荷载弯矩图 活荷载最大弯矩M2=0.117q2l2=0.117×1.89×0.62=0.08kN.m 次梁最大弯矩M=M1+M2=0.543+0.08=0.623kN.m σw=M/W=0.623×106/167000=3.738N/mm2 W=bh2/6=10×102/6=167cm3 式中: W—次梁截面抵抗矩; bh—木方截面宽度、高度。 次梁的抗弯设计强度小于木方(松木)的容许应力12N/mm2,满足要求! 2.3次梁挠度计算 变形计算永久荷载标准值q=q11+q12+q13=12.576kN/m; 注: 此图中最大支座力为: P=1.1ql=8.3kN(此值即为计算托梁挠度的集中力) 变形图 最大挠度: f=0.677×ql4/100EI =0.677×12.576×604/(100×9000×833)=0.1mm; 式中: E—次梁的弹性模量,取9000N/mm2; I—次梁的惯性矩,I=bh3/12=10×103/12=833cm4。 次梁的最大挠度小于600/400,满足要求! 三、托梁(纵向)计算 托梁按照集中力作用下三跨连续梁计算,托梁所受荷载为次梁传下的集中力及主梁自重。 托梁强度计算集中荷载设计值: P=11.321kN 托梁挠度计算集中荷载设计值: P=8.3kN 1.强度计算 1.1集中力产生的最大弯矩: Mpmax=0.175Pl MPmax=0.175×11.321×0.6=1.189kN.m; 式中: l—托梁跨度,即立杆纵向间距; 1.2均布荷载产生的最大弯矩: Mqmax=0.1ql2 式中: q—托梁自重,q=2×0.0384=0.077kN/m; Mqmax=0.1×0.077×0.62=0.003kN.m; 1.3托梁最大弯矩M=MPmax+Mqmax= 1.4托梁抗弯强度设计值: σw=M/W=1.192×106/10160=117N/mm2 W=5.08×2=10.16cm3 式中: W—托梁(钢管)截面抵抗矩, 托梁的抗弯强度σw 2.托梁挠度计算 2.1集中荷载产生的最大挠度: (P=8.3kN) fpmax=1.146*(pl3/(100EI)) fPmax=1.146×8300×6003/(100×2.06×105×243800)=0.409mm; 式中: E—托梁的弹性模量,取2.06×105N/mm2; I—托梁梁的惯性矩,I=12.19×2=24.38cm4。 2.2、均布荷载(托梁自重)产生的最大挠度: fqmax=0.677*(ql4/(100EI)) fmax=0.677×0.077×6004/(100×2.06×105×243800)=0.001; f=fPmax+fqmax=0.41mm。 托梁的最大挠度小于600/400,满足要求! 四、支撑架最不利单肢立杆计算 底板下支架所承担的荷载最大,按梁高1.6m实体混凝土计算,最不利单肢承担荷载面积为0.6×0.6m。 (一)恒荷载标准值 1.钢筋混凝土单位重: q11=Q2V=26×0.6×0.6×1.6=14.976kN 式中: Q2—混凝土自重标准值按26KN/m3计; V—每根立杆承担钢筋混凝土体积; 2.模板及支撑梁单位重: q12=(8×0.015×1+6×0.1×0.1/0.3+2×0.0384/0.6)×0.6×0.6=0.161kN 3.支撑架自重: q13=t1+t2+t3=1.117+0.371+0.371=1.858KN; 式中: h—步距(m); t1—立杆重量(KN); t2—横向水平杆重量(KN); t3—纵向水平杆重量(KN); =6×0.1648+0.0701+0.0582=1.117kN; 式中nil—立杆第i类标准节数量; Til—立杆第i类标准节自重; tu—可调托撑自重; td—可调底座自重。 =0.0247×[(18-0.3)/1.2+1]=0.371kN; 式中ty—单根横向水平杆自重,取0.0363kN; H—模板支架搭设高度; a—立杆伸出顶层水平杆长度; d—可调底座外露长度; h—模板支架步距。 =0.0247×[(18-0.3)/1.2+1]=0.371kN; 式中tx——单根纵向水平杆自重。 4.恒载标准值: q1=q11+q12+q13=16.995kN (二)活荷载标准值 q2=(Q3+Q4)×0.6×0.6=(2.5+2)×0.6×0.6=1.62kN/m2 式中: Q3—施工人员及设备荷载;取2.5KN/m2; Q4—浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值,取2.0KN/m2; (三)风载标准值 1.水平风荷载挡风系数: 2.体型系数: 式中: η—修正系数,取0.97; n—相连立杆排数。 3.水平风荷载标准值: 式中: μz—风压高度变化系数,取1.14; ω0—基本风压,贵阳取0.2KN/m2。 支架风荷载作用下内力计算简图 将风荷载化解为每一结点的集中荷载ω,ω在立杆及斜杆中产生的内力ωV、ωs按下式计算: 式中: wvl,wsl--顶端风荷载w1产生的斜杆内力(KN); 4.风荷载产生的轴向力: Q5=ωV1+∑ωV=0.405+0.049×15=1.14KN (四)单肢立杆轴向力计算 1.不考虑风荷载时单肢立杆轴向力: N=1.2q1+1.4q2=1.2×16.995+1.4×1.62=22.662kN; 2.考虑风荷载时单肢立杆轴向力: Nw=1.2q1+0.9×1.4(q2+Q5) =1.2×16.995+0.9×1.4×(1.62+1.14)=23.872kN; (五)单肢立杆承载力计算 单肢立杆轴向承载力计算公式: 式中: ψ—轴心受压立杆稳定系数,长细比λ=l0/ι 其中l0=h+2a,h为立杆步距,取1.2m,a为立杆伸出顶层水平杆长度,取0.3m,所以l0=1.5m;ι为立杆截面回转半径,取ι=1.58cm;得λ=95;查表得ψ=0.626; A—立杆横截面面积;取4.89cm2; f—钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值,取205N/mm2。 N/ψA=23872/(0.626×489)=78N/mm2 立杆轴向承载力满足要求! 五、架体倾覆验算 架体自重P=1.858KN 水平风荷载在立杆中产生内力和: 架体倾覆验算合格 六、斜杆扣件连接强度验算 抗滑移承载力按下式计算: 式中: —自上而下叠加在斜杆最下端处最大内力(KN); wsl—顶端风荷载w1产生的斜杆内力(KN); n—支撑架步数; Qc—扣件抗滑强度,取8KN。 扣件抗滑强度满足要求! 七、地基承载力计算 立杆最小底面积的计算公式: fg=N/Ag=23.872/(0.6×0.6)=66KPa 式中: Ag—支撑单肢立杆底座面积(m2); fg—地基承载力特征值(Kpa), 要求地基承载力不小于99KPa!
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